DE3046077C2 - Arbeitsgerät für die Schweißverbindung von Rohrstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Arbeitsgerät für die Schweißverbindung von Rohrstücken, das als käfigförmiges, die Rohrstücke umschließendes und über die Rohrstücke in Längsrichtung bewegbares Gehäuse ausgebildet ist und Halterungsteile zwecks Festlegung an gewünschter Stelle der Rohrstücke aufweist

Es ist ein derartiges am Boden eines Tiefsee-Rohrlegeschiffes angebrachtes Arbeitsgerät bekannt (DE-Z. »Hansa«, 1976, Heft 11, S. 969), durch welches die Enden von miteinander zu verbindenden Rohrstücken eingeklemmt, die Stöße induktiv erwärmt und stumpf miteinander verschweißt werden. Die so hergestellte Rohrleitung wird nahezu senkrecht durch den Schiffsboden angebracht und auf dem Meeresboden abgelegt

Bei der Ausbeute von Bodenschätzen im Vorküstenfeld bzw. im Meer werden aus den verschiedensten Gründen Arbeits-Plattformen benötigt (beispielsweise für Erdölbohrtürme, für Versorgung_Kzwecke und dergl.). Die Beine der Arbeits-Plattformen werden auf den Meeresboden aufgesetzt, was jedoch dann problematisch ist, wenn der Meeresboden selbst nicht genügend verfestigt ist, um die Gewichtsbelastung durch die Arbeits-Plattformen aufnehmen zu können. Aus diesem Grunde muß der Meeresboden in der Nähe der Auflagefläche der Beine einer Arbeits-Plattform verfestigt werden, und es hat sich durchgesetzt, im möglichst geringen Abstand von den Auflageflächen der Beine mehrere Rohre um den Umfang der Beine verteilt in den Meeresboden hineinzutreiben.

Beim Einschlagen der Rohre in den Meeresboden ist zu bedenken, daß die verwendeten Rohre herstellungsbedingt nur in begrenzter Länge zur Verfügung stehen, während die erforderliche Länge, in der die miteinander verschweißten Rohre in den Boden eingeschlagen werden, von den örtlichen Gegebenheiten im Meeresboden abhängt. In jedem Fall beträgt diese Einschbglänge ein Mehrfaches der Herstehungslänge der Rohre und zur Verdeutlichung der Größenordnung, mit der hier zu rechnen ist, sei gesagt, daß die Rohre einen Durchmesser von drei Metern haben können und die Fertigungslänge kaum größer als zwanzig Meter sein dürfte.

Beim Einschlagen der Rohre zur Verfestigung des Meeresbodens ist weiterhin zu bedenken, daß die zum Einschlagen der Rohre verwendeten Geräte nicht in die Nähe des Meeresbodens gebracht werden können,-sondern im Gegenteil sich an der Wasseroberfläche befinden. Zwar kann man auch derartige Rohre unter Wasser einschlagen, so daß die insgesamt zusammenzusetzende Rohrlänge kürzer ist, andererseits ist das Arbeiten unter der Wasseroberfläche schwierig. Einfacher ist das Arbeiten oberhalb der Wasseroberfläche, was jedoch mit sich bringt daß das einzurammende Rohr um die Wassertiefe an der entsprechenden Stelle länger ist Aber auch unmittelbar an der Wasseroberfläche kann das

ίο Einschlaggerät nicht eingesetzt werden, da mit unterschiedlichen Wasserhöhen zu rechnen ist Es hat sich als praktisch herausgestellt daß das Einschlaggerät sich etwa in der Höhe der Plattform selbst befindet da dann der Einschlagvorgang am leichtesten durchgeführt und überwacht werden kann. Dies bringt jedoch mit sich, daß verhältnismäßig lange Rohre aus einzelnen Rohrstücken zusammengesetzt werden müssen und in der Längsrichtung des zusammengesetzten Rohres in den Meeresboden eingeschlagen werden müssen.

Zum Einschlagen hat sich nun ein Gerät durchgesetzt welches ein relativ großes Gewicht aufweist wobei dieses Gewicht angehoben wird und aus einer gewissen Höhe auf das Stirnende des einzuschlagenden Rohres fallen gelassen wird. Dieser Arbeitsvorgang setzt voraus, daß die einzelnen Rohrstücke an ihren Verbindungsstellen sorgfältig miteinander verschweißt worden sind, so daß keine Knick- und Biegebeanspruchungen auf das Rohr ausgeübt werden. Obgleich man nun das Gewicht nicht direkt auf die Stirnseite des obersten Rohres fallen läßt, sondern ein Zwischenstück, welches häufig Amboß genannt wird, einfügt führt das Auftreffen des relativ großen Gewichtes letztendlich dazu, daß das Schlagende deformiert wird, so daß der nachfolgend erforderliche Schweißvorgang, um ein weiteres Rohrstück an das Rohr anzuschweißen, nicht ohne Vorarbeiten durchgeführt werden kann. Hierbei darf nicht außer acht gelassen werden, daß diese Schweißarbeiten und die erforderlichen Vorarbeiten in einer Höhe von etwa zwanzig bis dreißig Metern über dem Meeresspiegel durchgeführt werden müssen. Zu diesem Zweck muß also eine Arbeitsbühne zum Schlagende des Rohres transportiert werden, so daß Monteure, versehen mit dem Arbeitsgerät, dort die erforderlichen Vorgänge durchführen können. Beispielsweise wird die Stirnseite des Rohres mit Hilfe eines Brenngerätes angefast, so daß das untere Ende des nächstfolgenden Rohrstückes, an welchem vorangehend schon eine Anfasung angebracht worden ist, mit Hilfe einer Rundschweißnaht verbunden werden kann. Hierbei ist auch darauf zu achten,

so daß die Rohre genau zueinander ausgerichtet sind, damit die bereits erwähnten Knick- und Biegebeanspruchungen nicht auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitsgerät der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß mit dessen Hilfe der Schweißverbindungsvorgang von Rohren für die Verfestigung des Untergrundes des Meeresbodens wesentlich vereinfacht werden kann.

Erreicht wird dies durch ein Arbeitsgerät gemäß dem Patentanspruch.

Das Arbeitsgerät gemäß der Erfindung kann in Längsrichtung der Rohrstücke hin- und herbewegt werden, andererseits aber auch durch die Halterungsteile an beliebiger Stelle festgelegt werden. Bewegt man nun ein derartiges Arbeitsgerät über das bereits eingeschlagene Ende des Rohres und legt das Gehäuse so an diesem Rohr fest, daß die Arbeitshöhe ein bequemes Arbeiten am Schlagrand ermöglicht, so können die erforderlichen Brennarbeiten durchgeführt und der Schlagrand mit der

Anfasung versehen werden. Damit sind bereits alle vorbereitenden Arbeiten erledigt. Nunmehr kann mit Hilfe eines Kranes ein weiteres Rohrstück so in das käfigförmige Gehäuse eingefahren werden, daß es mit seinem unteren Ende genau auf das bearbeitende Schlagende des bereits eingeschlagenen Rohres aufgesetzt werden kann. Dieser Einführungsvorgang dei neuen Rohrstükkes kann zum einen durch eine trichterförmige Öffnung am oberen Ende des Gehäuses und zum anderen dadurch erleichtert werden, daß außer dem eigentlichen trichterförmigen Teil Führungsteile vorgesehen sind, so daß mit Hilfe des Kranes das neue Rohrstück im wesentlichen nur abgesenkt werden muß.

Mit Hilfe der Halterungsteile im oberen Teil des käfigförmigen Gehäuses kann sodann noch eine Nachkorrektur vorgenommen werden, so daß das neue Rohrstück in genauester Weise auf das bereits eingeschlagene Rohrstück aufgesetzt werden kann. Darüber hinaus kann das Rohrstück in dieser Lage gesichert werden, so daß während des eigentlichen Schweißvorganges das anzuschweißende Rohrstück seine gewünschte Lage nicht verläßt Das käfigförmige Gehäuse kann eine Längsabmessung von etwa 17 Metern haben, so daß beispielsweise ein zwanzig Meter langes Rohrstück etwa über ein Viertel seiner Länge gehaltert werden kann, ■wobei zusätzlich noch das obere Ende des Rohrstückes am Kran gehaltert bleibt Nachdem die Verschweißung vorgenommen worden ist, werden die Halterungsteile des käfigförmigen Gehäuses gelöst und das Gehäuse selbst kann mit Hilfe eines Kranes in eine andere Lage gebracht werden. Beispielsweise kann das Gehäuse ganz von dem Rohr entfernt werden, so daß der eigentliche Schlagvorgang durchgeführt werden kann. Danach wird der vorangehend beschriebene Vorgang wiederholt.

Bei den Halterungsteilen wird eine Kolben-Zylinder-Anordnung verwendet wobei der erforderliche hydraulische Druck mit Hilfe eines bekannten Handantriebes erzeugt werden kann, so daß keine besondere Energiezufuhr zum Gehäuse bzw. zur Arbeitsplattform notwendig ist

Der erwähnte trichterförmige Teil an den Enden des käfigförmigen Gehäuses ist abnehmbar ausgebildet, so daß das Arbeitsgerät für unterschiedliche Rohrweiten eingesetzt werden kann. Die Kolben-Zylinder-Anordnungen können im übrigen dadurch leicht an ein kleineres Rohr angepaßt werden, daß sie mit Verlängerungsteilen versehen werden, so daß die gewünschte Halterungswirkung durch Ausfahren der Kolbenstange bzw. der Kolbenstange plus einer Verlängerung verwirklicht werden kann.

Darüber hinaus kann das Arbeitsgerät gemäß der Erfindung auch als Aufnahmegerät verwendet werden, um Rohrstücke mit dem Kran zu transportieren.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

ρ i σ ι 2gjort eine Län^sansicht eines Arbeitsgerätes gemäß der Erfindung.

F i g. 2 zeigt eine Querschnittsansicht durch das in F i g. 1 gezeigte Arbeitsgerät gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Rohrstück 11 gezeigt, welches beispielsweise mit mehreren weiteren Rohrstücken verbunden ist, wobei diese zum Teil bereits in den Meeresboden eingeschlagen sind, zum anderen Teil sich unter oder oberhalb der Meeresbodenfläche befinden. Am oberen Ende ist das Rohrstück 11 bereits mit einer Anfasung 13 versehen. Auf dem oberen Ende des Rohrstückes 11 befindet sich ein weiteres Rohrstück 12, welches am unteren Ende eine Anfasung 14 aufweist Als nächster Arbeitsvorgang folgt das Herstellen einer Schweißverbindung zwischen den beiJen Rohrstücken 11 und 12.

Mit 10 ist in F i g. 1 allgemein das käfigförmige Gehäuse bezeichnet Dieses setzt sich aus vier Längsrohren 15, 16, 15a und 16a (Fig.2) zusammen, wobei diese Rohre am unteren Ende mit Hufe eines Joches 17 und am oberen Ende mit Hilfe eines Joches 23 im Abstand zueinander so befestigt sind, daß sie parallel ausgerichtet sind. Weiterhin sind über die Länge der Rohrstücke verteilt noch weitere Verbindungsteile vorgesehen, nämlich die Verbindungsteile 30,18,21 und 22. Es kann sich hierbei um plattenförmige Teile oder auch um Streben handeln, welche Verbindungen zwischen den einzelnen Rohrstücken herstellen.

Etwa in der Mitte des Käfigs 10 befindet sich eine Plattform 19, welche mit allen vier Längsrohren 15,16, 15a und 16a verbunden ist In ihrer Mitte weist die Plattform 19 eine kreisförmige Ausnehmung 29 auf, welche so groß gewählt worden ist, daß die Rohre mit den größten Abmessungen innerhalb dieses Loches 29 aufgenommen werden können, so daß noch ein gewisses Spiel verbleibt

Am unteren Ende des Käfigs 10 ist ein Trichter 24 gezeigt, welcher eine nach außen hin sich erweiternde Öffnung aufweist und schließlich in einen zylindrischen Teil übergeht, so daß hiermit eine gewisse Führung zwischen dem Käfig 10 und dem Rohr 11 möglich ist. Entsprechend ist am oberen Ende ein gleichartiger Trichter 25 am Käfig 10 befestigt Es wird betont, daß die Trichter 24 und 25 lösbar an dem Käfig befestigt sind, so daß sie entfernt werden können, wenn beispielsweise wesentlich kleinere Rohrstücke miteinander zu verbinden sind.

Weiterhin sind in den F i g. 1 und 2 Kolben-Zylinder-Anordnungen 26 gezeigt Es handelt sich hierbei um hydraulische Einrichtungen, deren Kolbenstange 36 aus- und eingefahren werden kann. Am vorderen Ende der Kolbenstange 36 befindet sich ein Stempel 37. Die Kolben-Zylinder-Anordnungen 26 befinden sich entweder an den Verbindungsteilen der einzelnen Rohrstücke 15, 16, 15a und 16a oder aber sie sind direkt an diesen Rohrstücken 15,16,15a und 16a befestigt. Es ist ersichtlich, daß der Käfig 10 zentrisch /u den Rohrstücken 11 und 12 angeordnet werden kann, sofern die einzelnen Kolbenstangen 36 gleichmäßig ausgefahren werden. So ist es zum Beispiel möglich, zunächst einmal den Käfig

10 am unteren Rohrstück 11 zentrisch festzulegen und sodann von oben her das Rohrstück 12 einzuführen und nunmehr durch Betätigen der oberen Kolben-Zylinder-Anordnungen das Rohrstück 12 in eine zentrische Lage zu bringen. Letzten Endes werden dadurch die Rohrstücke 11 und 12 genauestens zueinander ausgerichtet, so daß der erforderliche Schweißvorgang durchgeführt werden kann. Bei Beendigung des Schweißvorganges können die einzelnen Kolben-Zylinder-Anordnungen 26 drucklos gemacht werden, so daß die Kolbenstangen 36 einfahren und der Käfig 10 in bezug auf die Rohrstücke

11 und 12 bewegbar ist. An dieser Stelle sei erwähnt, daß der Käfig 10 an einer Kranöse 27 an dem Geschirr eines Krans befestigt ist, so daß er nach dem Drucklosmachen der Kolben-Zylinder-Anorunungen 26 nicht herabfällt, sondern mit Hilfe des Krans in die gewünschte Lage gebracht werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Arbeitsgerät für die Schweißverbindung von Rohrstücken, das als käfigförmiges, die Rohrstücke umschließendes und über die Rohrstücke in LängsrieiHüfig bewegbares Gehäuse ausgebildet ist und Halterungsteiie zwecks Festlegung an gewünschter Stelle der Rohrstücke aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von in den Meeresboden rammbaren Rohren zur Verfestigung im Bereich der Standflächen der Beine von Arbeits-Plattformen die Halterungsteile (26) sowohl zur Schweißverbindungsstelle (13, 14) benachbart als auch in Abständen von etwa einem Viertel der Länge der Rohrstücke (11,12) von der Schweißverbindungsstelle (13,14) vorgesehen sind und daß die Halterungsteile (26) als Kolben-Zylinder-Anos-dnungen eusgebildet sind, deren Kolbenstangen (35) radial nach innen auf die Rohrstücke (11,12) zu ausfahrbar sind.