DE3217333A1

DE3217333A1 - Montagedorn zur anwendung bei stumpfstoss-verbindungen zwischen zwei rohrabschnitten durch schweissung

Info

Publication number: DE3217333A1
Application number: DE19823217333
Authority: DE
Inventors: Michel 44800 St Herblain Jegousse; Yves 44100 Nantes Le Hir; Bruno de 75007 Paris Sivry; Bernard 92800 Puteaux Sudreau
Original assignee: Compagnie Francaise des Petroles SA
Current assignee: Total Compagnie Francaise des Petroles SA
Priority date: 1981-05-13
Filing date: 1982-05-08
Publication date: 1983-01-05
Also published as: NO821584L; AU8368882A; NO159000C; BR8202724A; GB2098118A; NL183707B; JPS5829595A; JPH0223279B2; NO159000B; CA1199203A; US4493966A; FR2505699B1; GB2098118B; AU552048B2; DE3217333C2; NL183707C; ES512117A0; FR2505699A1; ES8304461A1; NL8201956A

Description

DIPL.-INQ. Wilfrid RAi=TcK ," PATENTANWALT 7OOO BTUTTQART 1, MOSBR8TRA8SI BUROPKANPATKNTATTORNKY TtLKCON C0710B44008 MANDATAIRE IN BRKVKT8 KUROPKKNS TKLKX 7-S1 ·ββ raeok d

COMPAGNIE FEANCAISE DES PETROLES

75781 Paris. /. Frankreich - C 14o -

Montagedorn zur Anwendung bei Stumpfstoß—. Verbindungen zwischen zwei Rohrabschnitten

durch .S.c.hw.eiß.ung.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Innendorn zur Anwendung beim Stumpf-Aneinanderfügen von zwei Rohrabschnitten durch Schweißverbindung.

Es ist bereits bekannt, in zwei durch Stumpfstoßschweißung ihrer einander gegenüberliegenden und einen Verbindungsbereich definierenden Enden zu verbindender Rohrabschnitte eine Einrichtung einzuführen, die Tast- oder Fühlmittel zur Erkennung der Längsposition des einen Endes und weiterhin Zentriermittel umfaßt, um beide Rohrenden gegeneinander zu zentrieren, indem sie mit vorderen und hinteren Kufen oder Tragsegmenten an die jeweiligen Innejnwandungen der beiden Rohrabschnitte angelegt werden.'Darüberhinaus ist es bekannt, bestimmte Schweißein— richtungen zu installieren, die bei der Durchführung des Schweißvorganges als Schweißwerkzeuge zwischen der. vorderen Anordnung der Tragsegmente und der hinteren Anordnung der Tragsegmente wirksam eingesetzt werden.

Bei Anwendung einer solchen Anordnung verbleibt nur wenig Platz zum Unterbringen der Schweißeinrichtung und im besonderen wäre es unmöglich, eine Elektronenstrahlschweißung durchzuführen.

Außerdem ist die Art der gegenseitigen Annäherung der beiden Rohrabschnitte durch das Erfordernis bestimmt, die Anordnung der vorderen Tragsegmente und die Anordnung der hinteren Tragsegmente aus dem Verbindungsbereich zu beseitigen. Schließlich kann eine verhältnismäßig selbsttätig ablaufende Zentrierung wegen des Längsdruckes des einen Rohrabschnittes gegen den anderen Rohrabschnitt praktisch nicht ins Auge gefaßt werden.

Demgegenüber hat sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gemacht, den Verbindungsvorgang zwischen zwei Rohrleitungsabschnitten zu vereinfachen und im Einzelfall jegliche Freiheit für die Auswahl des Schweißsystems sowie des Annäherungstast- und Zentriersystem zu ermöglichen und die entsprechend ausgewälten Einrichtungen unter optimalen Bedingungen einbauen zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Innendorn vorgeschlagen, bei dem die Tasteinrichtungen und die Zentriermittel in einer ersten sog. Anlege- oder Annäherungszone des Domes untergebracht und die Schweißeinrichtungen in einer zweiten sog, Schweißzone des Domes angeordnet sind, die in Längsrichtung von der Annäherungszone getrennt ist und mit Verstelleinrichtungen zur Verlagerung im Innern der Rohre derart ausgestattet ist, daß ihre Vorschub- bzw. Hublänge derjenigen von der Schweißzone zur Anlegezone gleicht.

Auf diese Weise ist es möglich, nachdem man die Anlegezone des Domes dem Verbindungsbereich gegenüber angeordnet und beide Rohrabschnitte gegeeinander angenähert und -gelegt hat, automatisch die Schweißzone des Domes in den Verbindungsbereich

zu bringen, um die Schweißung durchzuführen. Somit werden die Schweißung und das Gegeneinanderlegen der Rohrenden am gleichen Arbeitsort durchgeführt, jedoch mit in abgeteilten Zonen des Domes untergebrachten Einrichtungen.

Die schrittweise Verstellung kann mit den gleichen üblichen Förder- oder Stelleinrichtungen vorgenommen werden, die auch zum Einführen des Dorns in die Rohrabschnitte benutzt werden können, wenn man diese Einrichtungen mit einem System ausstattet, das eine Verschiebung entsprechend einer Schrittlänge yeranlaßt, welche die Schweißzone von der Anlage- oder Verbindungszone trennt. Wenn solche Einrichtungen aus Seil und Winde bestehen, kann man ein automatisches Aufroll- und Abrollsystem einrichten, indem man eine bestimmte Seillänge gleich dem Verstellhub zwischen der Schweiß- und Anlagezone macht.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung sin die schrittweise arbeitenden Verschiebemittel im Innendorn selbst untergebracht und umfassen ein über einen Hydraulikzylinder betätigtes Gleitstück zur Darstellung einer von zwei Längen, deren Unterschied der Hub- oder Schrittlänge entspricht, und zwei Spann- oder Klemmorgane, die zum Festhalten des Domes dienen,, radial ausfahrbar und in der Lage sind, sich gegen die. Innenwand des Rohrabschnittes anzulegen und nahe dem einen Längsende bzw. nahe dem anderen Längsende des Gleitstückes oder der Gleitführung angeordnet sind.

Zur Vereinfachung der Beschreibung soll unter dem "vorderen" Teil des Domes der Abschnitt verstanden werden, der am weitesten in den "vorangehenden" Rohrabschnitt des Rohres eintaucht, an das ein neuer Rohrabschnitt angefügt wird. Im Fall des Verlegene einer Rohrleitung wird der vorangehende Rohrabschnitt der letzte

Rohrabschnitt sein, der durch vorherige Schweißarbeiten mit der Rohrleitung bereits verbunden worden ist.

Die Tasteinrichtungen und die Zentriereinrichtungen umfassen vorzugsweise einerseits über den Umfang verteilte Zapfen oder Finger, die an Hebeln festgemacht sind, welche mit einem Hydraulikzylinder in Verbindung stehen, dem sog. Zapfenspreizzylinder, der bei seiner Betätigung die Zapfen in Radialrichtung spreizt oder ausfährt, wobei die Zapfen vorn Anlageflächen darbieten, die an einem vorangehenden Rohrabschnitt zur Anlage kommen, während an der Rückseite geneigte Führungsflächen vorliegen, die zusammen teilweise eine Art Kegelstumpf bilden, dessen verjüngte Seite nach hinten zeigt und als Führungsauf— nähme für einen neuen Rohrabschnitt dient, - und die andererseits Tastrollen aufweisen, die vor den Zapfen angeordnet und mit Einrichtungen versehen sind, die sie radial zu spreizen suchen, sowie ein Steuer- oder Betätigungsorgan für den Zapfen—. spreizzylinder, das beim radialen Auseinandergehen der Tastrollen anspricht und auslöst, wenn die radiale Spreizung größer ist als diejenige, in welche die Rollen gelangen können, wenn sie sich innerhalb des Rohrabschnittes befinden.

Vor den Zapfen und vor den Führungsrollen umfaßt der Innendorn · vorzugsweise ein Verriegelungsglied, das radial ausgefahren wird und in der Lage ist, sich an die Innenwand eines Rohrabschnittes anzulegen, um den Innendorn zur Zeit der Ankopplung in Längsrichtung festzuhalten.

Wenn außerdem Schritt-Verstelleinrichtungen verwendet werden, die eine Gleitführung und zwei gesteuerte Klemmglieder umfassen, ist es nunmehr wirtschaftlich, wenn eines der beiden gesteuerten

Klemmglieder zum Festhalten des Innendorns während seiner Verschiebung aus einem Klemmorgan gebildet wird, das während des Ankoppeins zum Festhalten des Domes dient und gesteuert wird.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfaß#die Schweißzone im Fall der Anwendung der Elektronenstrahlschweißung einen feuersicheren Ring, der zwischen den beiden Dichtungsanschlüssen angeordnet ist, die aufblasbar sind, um sich gegen eine Innenwand des Rohrabschnittes anzulegen, sowie Vakuum-Erzeugungseinrichtungen zur Erzeugung eines Vakuums im Raum zwischen den beiden Dichtungsanordnungen .

In Weiterbildung der Erfindung umfaßt der Dorn eine dritte Zone, die sog, Schweiß-Kontrollzone, die im Vergleich mit der zweiten Zone in Längsrichtung auf der anderen Seite der ersten Zone vorgesehen und mit Einrichtungen zum Verschieben im Innern der Rohrabschnitte entsprechend einem Schritt versehen ist, der gleich dem Schritt entspricht, um von der Schweiß-Kontrollzone in die Schweißzohe zu gelangen.

Die letztgenannten Verstelleinrichtungen können wie diejenigen für die Verschiebung des Doms zwischen der Schweißzone und der Anlegezone durch übliche Fördereinrichtungen oder Hebezeuge, insbesondere durch ein Kabel und eine Winde verwirklicht werden und mit einem System versehen sein, der eine Verstellung entsprechend einer gewünschten Schritt- oder Hublänge ermöglicht. Diese Einrichtungen können auch aus einem Führungssystem und Klemm- oder Spanneinrichtungen innerhalb des Domes, wie oben beschrieben, bestehen. Im letzteren Fall ist es zweckmäßig, zwischen .der Schweißzone und der Anlagezone einerseits und zwischen der Schweiß-Kontrollzone und der Schweißzone andererseits

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die gleiche Hublänge vorzusehen und die gleichen Antriebs- oder Verschiebungsglieder vorzusehen, um beide durchfahren zu Können. Selbstverständlich könnte man auch übliche Fördereinrichtungen verwenden, um den einen der Hübe auszuführen und in den Dorn Verschiebeeinrichtungen einzubauen, um den anderen der beiden Hübe auszuführen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem nachfolgend anhand der Zeichnungen im einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiel, das im Speziellen auf den Fall des Zusammenfügens von Rohrabschnitten abgestellt ist, wo diese auf bekannte Art unter Anwendung der sog. Verlegung in J-Form im Meer verlegt werden.Es zeigen.

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Hebezeug- und

Schweißanlage zum Verbinden von aufeinanderfolgenden Rohrabschnitten zu einer zusammenhängenden Rohrleitung im Verlauf der Verlegung im Meer in Form eines J,

Fig. 2 eine Ansicht eines Innendorns zum Zentrieren,

Schweißen und zur Schweißkontrolle für die Anwendung beim Verbinden von Rohrabschnitten,

Fig. 3 ^v eine vergrößerte Ansicht des aktiven Abschnittes

des Innendorns an der Längsstelle, die er vor dem Anlegen von zwei aufeinanderfolgenden Rohrabschnitten einnimmt,

Fig. 1 zeigt eine Anordnung, die insbesondere Anwendung findet bei einem in der FR-PS 231o 515 (FR-OS 25 14 o79) beschriebenen

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Verfahren zum Zusammenbau und zum Verlegen einer unterseeischen Rohrleitung und bei einem in der PR-OS 78 33 66o beschriebenen Verfahren zum Ansetzen eines zusätzlichen Rohrelementes an eine bestehende Rohranordnung.

Eine schwimmende Plattform 1 zum Verlegen einer Rohrleitung im Meer enthält eine Öffnung 2, durch die der vorangehende Rohrleitungsabschnitt 3 auftaucht, d.h. das letzte Glied einer im Begriff des Verlegene befindlichen Rohrleitung, an das ein neuer Rohrabschnitt 4 angeschlossen wird, der in der Verlängerung des Rohrabschnittes 3 von einem schwenkbaren Beschickungsarm 5 gehalten ist, auf dem ein Schlitten 6 mit einer Haltezange 7 angeordnet ist, um den Rohrabschnitt 4 zu erfassen.

Die Anlage umfaßt entsprechend Fig, 1 außerdem ein mit Hilfe von Hydraulikzylindern verstellbares, schrägverlaufendes Gehäuse 8, Klemmzangen 9, einen Haltering 1o, der auf einem ersten Tragbügel 11 befestigt ist, welcher über hydraulische Anschläge 12 abgestützt und über Hydraulikzylinder 13 an einen mit Spannbacken 15 versehenen zweiten Tragbügel 14 angeschlossen ist, ferner eine äußere Schweißkammer 16 für die Rohrabschnitte mit nicht-gezeigten Elektronenstrahlkanonen, einen Flaschenzug 17, einen Anschlußteil (Ortscheit) 18 und eine Zentrierschneide 19. Der Anschlußteil 18 trägt eine Winde 2o mit einem Bremsmotor, auf der ein Seil 21 aufgewickelt wird, das einen Innendorn 22 trägt, wobei der Anschlußteil als Einstellplatz bzw, zur Unterbringung des Dornes dient. Der Dorn umfaßt Kleirtmeini-ichtungeri, die in der Lage sind, einen Rohrabschnitt 4 festzuhalten, der in Fig. 1 mit einem Halteflansch 23 versehen ist, genau wie für den Rohrabschnitt 3 der Halteflansch 24 gezeigt ist.

Im folgenden werden der Einfachheit halber die Bewegungen beschrieben, die mit Hilfe des Innendorns 22 in desse?iBereich eingeleitet und veranlaßt werden können. Der Rohrabschnitt 4

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wird durch den Haltebügel 14 hindurch mit Hilfe des Wagens 6 in die Schweißkammer 16 eingeführt und ungefähr Io ent vor dem Rohrabschnitt 3 angehalten, worauf man den Innendorn 22 am Seil 21 hängend durch den Rohrabschnitt 4 in den Rohrabschnitt einführt, um dort seine weiter unten im einzelnen erklärte Anlagestellung einzunehmen. Der Rohrabschnitt 4 wird nunmehr mit Hilfe des Haltebügels 14 und der Hydraulikzylinder 13 abgesenkt, bis er auf den Rohrabschnitt 3 trifft und dabei automatisch durch den Innendorn 22 zentriert wird. Er wird nunmehr durch die Hydraulikzylinder 13 fest an Ort und Stelle gehalten, und danach läßt sich der Dorn 22 ohne Gefahr einer Dezentrierung der Rohrabschnitte wieder verschieben. Der Innendorn 22 wird ein erstes Mal verschoben, um ihn in Schweißstellung zu bringen und nach Ausführung der Schweißung ein zweites' Mal verschoben, um ihn in die Schweißkontrollstellung zu bringen. Wenn nach Beendigung der Schweißkontrolle der Anschlußteil 18 herabgelassen und unter dem Flansch 23 festgespannt, worden ist und wenn der Lastarm 5 in horizontale Position verschwenkt worden ist, wird der Innendorn 22 in den Anschlußteil 18 hochgezogen und der Flaschenzug 17 eingeschaltet, um mit dem Ablassen bzw. mit dem Verlegen der Rohrleitung fortzufahren, die durch den Rohrabschnitt 4 verlängert worden ist, bevor" ein weiterer neuer Rohrabschnitt herangebracht und auf die gleiche Weise, wie zuvor beschrieben, mit dem freien Ende des Rohrabschnittes 4 verbunden wird.

Aus den in vergrößertem Maßstab gezeichneten, zusammengehörenden Fig. 2a und 2b erkennt man den Innendorn 22 in seiner Verriegelungsstellung aufgrund des Eingriffes mit nicht—gezeigten Halte— oder Spanneinrichtungen im Innern des Anschlußteils 18. Der Innendorn ist mit einer Anlagezone 25, einer Schweißzone 26 und einer Schweißkontrollzone 27 versehen, die in Längsrichtung voneinander

getrennt sind. Die Anlagezone 25, die unter Bezugnahme auf Fig.3 näher beschrieben wird, enthält Anlagefinger 28 mit einer qüergerichteten Frontseite und einer schrägverlaufenden Rückseite, Tastrollen 29 und einen Betätigungszylinder 3o zum quergerichteten Ausfahren der Anlagefinger 28. Eine z.B. mit Klemmbacken wirkende Klemmeinrichtung 31 ermöglicht durch radiale Aufweitung,den Innendorn während des Anlagevorganges in Längsrichtung festzuhalten.

Die Schweißzone 26, die zur Durchführung einer Elektronenstrah-r schweißung vorgesehen ist, enthält einen feuerschützenden Ring zwischen zwei aufblasbaren Rohrdichtungen 33, 34. Jede Rohr— dichtung 33, 34 besteht aus mehreren in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Elementardichtungen, zwischen denen mittels einer getriebenen Pumpengruppe 36 ein Unterdruck geschaffen wird. Der Unterdruck im Raum 37 zwischen den Rohrdichtungen 33 und 34 wird mittels einer Hauptpumpgruppe 38 auf ein Vakuum im Bereich

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zwischen 1o bis 1o torr gebracht. Führungsrollen, wie z.B. an der Stelle 39 und auch die Tastrollen 29 stellen die Zentrierung des Innendorns 22 im Anschlußteil 18 und in den Rohrabschnitten 4 und 3 sicher. Oberhalb der Änschlußr oder Anlagezone 25 befindet sich ein Behälter 4o, als Speicher für die Steuerflüssigkeit der verschiedenen Organe des Innendorns 22. Die Verbindungen zwischen den aufeinanderfolgenden Zonen des Innendorns 22 gewährleisten eine gewisse Nachgiebigkeit, um die Verschiebung des Dorns innerhalb der Rohrabschnitte 4. und 3.zu erleichtern.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Dorn 22 mit einer Verstelleinrichtung längs einer Hublänge versehen, die aus einer Schieberstange innerhalb einer verschiebbaren Hülse besteht. Die Länge der Schieberstange 41 kann zwei verschiedene Werte einnehmen, indem eiryhicht-gezeigter üblicher, doppelt wirkender

Verschiebezylinder von der einen oder von der anderen Seite her mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird. Die Schieberstange 41 ist mittels einer Gelenkstelle 42 an. den Behälter 4o und über eine Gelenkstelle 43 an ein Klemmglied 44 angeschlossen, das beispielsweise aufblasbar und in der Lage" ist, bei radialer Aufweitung den Dorn 22 in einem Rohrabschnitt in Längsrichtung festzuhalten, was insbesondere während der schrittweisen Verstellungen oder Verschiebungen des Domes ausgenutzt wird. Man hat beim vorliegenden Beispiel einen Abstand zwischen der Anlegezone 25 und der Schweißzone 26 angenommen, der gleich dem Abstand zwischen der Schweißzone 26 und der Schweißkontrollzone 27.ist, wobei die beiden Längenwerte, die sich mit der Schieberstange 41 darstellen lassen, sich um den Wert der vorgenannten Längen unterscheiden. Das Seil 21 ist an seinem unteren Ende am Klemmglied 44 festgemacht. In der Verriegelungsstellung des Domes 22 innerhalb des Anschlußteiles 18 befindet sich die Schieberstange 41 in zurückgezogenem Zustand.

Die schrittweise Verstellung dee Innendorns 22 geht auf folgende Art vor sich. Nachdem der Dorn 22 in die Anlagestellung gebracht worden ist, die durch Anlage der Finger 28 am oberen Ende des Rohrabschnittes 3 definiert wird und die Spann- oder Klemmeinrichtung 31 sich im aktiven, d.h. radial aufgeweiteten ■ Zustand befindet, wird der Zylinder der Schieberstange 41 so beaufschlagt, daß er sie in den ausgefahrenen oder verlängerten Zustand bringt. Daraufhin wird' die Klemmeinrichtung 44 aktiviert!· und die Klemmeinrichtung 32 abgeschaltet, worauf man die Schieberstange 41 durch entsprechende Beaufschlagung des Zylinders wieder einfährt, wodurch nunmehr die Schweißzone 26 in den Verbindungsbereich gelangt, der in Fig. 3 an der Stelle 45 angedeutet ist. Um von der Schweißstellung in die Schweißkontrollstellung des Innendorns 22 zu gelangen, wird das Klemmglied 31 aktiviert und das Klemmlglied 44 abgeschaltet, worauf man die zweifache Betätigung der Schieberstange 41 und der Klemmglieder 44 und 31, wie zuvor beschrieben, durchführt, so daß die Schweißkontrollzone 27 in den Verbindungsbereich 45 gelangt.

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Fig. 3 setzt sich aus Fig. 3a und der sich darunter anschließenden Fig. 3b zusammen und zeigt den Innendorn 22 mit weiteren Einzelheiten, und zwar unter der Annahme, daß die Schrittweise Verstellung des Domes mit Hilfe des Seilzuges 21 erfolgt, so daß ein integrierter Verstellmechanismus innerhalb des Domes 22 fehlt. Die Länge eines solchen Domes 22 liegt beispielsweise in der Größenordnung von 7 m und das Gewicht in der Größenordnung von etwa 3ooo kg.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Seilzug 21 ein mecha» nisches Lastseil. Die von einem Regiepult kommenden elektrischen Anweisungen werden dem Behälter 4o über ein elektrischen Kabel 46 zugeführt. Der Behälter 4o wird über flexible Hydraulikleitungen 4 7 sowie über einen flexiblem Luftdruckanschluß 48 mit Antriebsenergie versorgt.

Entsprechend Fig. 3 können die Finger 28, die an einem nicht gezeigten, vor den Fingern liegenden Gelenkpunkt gehalten sind, in Richtung des Pfeiles 4 9 radial nach außen auseinanderbewegt werden, und zwar mit Hilfe von Schwingarmen 5o, die einenends an den Fingern und anderenends an einem Ring 51 angelenkt sind, der zum Zylinder 3o gehört und durch diesen in Längsrichtung verschiebbar ist. Die. Betätigung dieses Hydraulikzylinders 3o wird eingeschaltet, wenn die Radialstellung der Tastrollen 29 das Ende bzw. den Ausgang des Rohrabschnittes 4 anzeigen.Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein hydraulisches Steuerventil dienen, das von einem elektrischen Relais gesteuert wird, das auf eine bestimmte Stellung der Haltearme der Tastrollen 2 9 anspricht. Ein im Behälter 4o am Seil 21 angesetzter, nicht dargesteller Lastanzeiger hält dieWinde 2o an, wenn er das Fehlen einer Last als Folge dessen erkennt, daß die Finger 28 am rückwärtigen, dh. oberen

Ende des Rohrabschnittes 3 ankommen bzw. sich dort anlegen.

Wenn der Rohrabschnitt 4 dem Rohrabschnitt 3 z.B. mit Hilfe der Hydraulikzylinder 13 (PIg. 1) in einem ersten Takt angenähert wird, gleitet der Rohrabschnitt 4 über eine der Schrägflächen der Finger 28, was die Zentrierung des Rohrabschnittes bezüglich des Rohrabschnittes 3 zur Folge hat. In einem zweiten Takt zwingt die vom Rohrabschnitt 4 auf die Finger 2 8 ausgeübte Kraft diese sich radial nach innen zurückzuziehen, so daß nunmehr die Stirnflächen der beiden Rohrabschnitte 3 und 4 gegeneinander geführt werden können. Die radiale Spreizkraft der Finger 28 ist auf einen gewünschten einstellbaren Wert mit Hilfe eines nicht gezeigten, im Behälter 4o untergebrachten Klappenventils eingestellt.

Vor dem letzten Arbeitsgang der Annäherung der Rohrabschnitte 3 und 4 wird das Klemmglied 31 aktiviert. Zu diesem Zweck verschiebt der Hydraulikuylinder 52 den kegelstumpfförmigen Bauteil 53 nach vorn, über den nunmehr an ihrem Außenumfang mit Klemmbacken 55 versehene Keile 54 radial nach außen gedrückt werden. Drei Klemmbacken 55 sorgen für eine vollständige Zentrierung des Innendorns 22 im Rohrabschnitt 3.

In der Schweißzone außerhalb bzw. zwischen den Rohrdichtungen 33 und 34, die jeweils aus Elementardlchtungen 35 gebildet werden, sind zwei Abstreifringe 56 und 57 vorgesehen, welche die Rohrdichtungen gegen wegspritzendes, flüssiges Metall beim Schweißvorgang schützen.

Das Motor-Pumpenaggregat 36 umfaßt einen Motor 58 und eine Flügelpumpe 59. Die Hauptpumpengruppe 38 umfaßt einen

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Elektromotor 6o, der ein Roots-Gebläse 61 und eine zweistufige Flügelpumpe 62 antreibt. Die Pumpen sind in einem Gehäuse untergebracht/ das aus zwei Halbschalen besteht, so daß ein leichter Zugang zu den verschiedenen Sicherheitsorganen und auch zum Zweck der Wartung der Pumpen gewährleistet ist. Die Elektroventile und nicht gezeigten Vakuum-Messer sind ebenfalls in der ünterdruckanlage vorgesehen.

Der Feuerschutz 32 besteht aus Stahl. Er ist elektrisch vom Körper des Domes durch nicht gezeigte Aluminium-Unterlegstücke elektrisch sioliert. Zum Zweck einer optimalen Regelung der Schweißparameter ist im Fall einer Schweißung mit zwei Elektronenkanonen der Feuer- oder Funkenabweiser 32 vorzugsweise aus drei gegenseitig elektrisch isolierten Sektorabschnitten hergestellt» Um ein schnelles Auswechseln des Feuerabweisers oder Feuerschutzes zu ermöglichen, kann der Dorn 22 in Höhe der Ebene der Dichtungen 63.neben dem Feuerabweiser 32 in zwei Längsabschnitte geteilt werden. Eine nicht gezeigte Grundplatte mit isolierten Durchgängen und Ringwulstdichtungen sorgen für die Zerlegbarkeit und Ausbaumöglichkeit der elektrischen und pneumatischen Schaltungen und für die Möglichkeit,, die Anordnung in Höhe der Ebene der Dichtungen 63/' vorzugsweise hinter dem Feuerabweiser 32, unter Vakuum zu setzen.

Die Schweißkontrollzone 2 7, die auch an jede beliebige andere.. Kontrollfunktion angepaßt werden könnte, beispielsweise an eine Prüfung mit Hilfe von Gamma-Strahlung oder Ultra-Schall ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Schweißkontrolle mit Hilfe von Röntgenstrahlung vorgesehen. Eine nicht· dargestellte Strahlungsquelle ist auf einem Trägerkranz für die Elektronenkanonen außerhalb der Rohrabschnitte 3 und 4 angeordnet. Die die

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Kontrolle betreffenden, im Dorn 22 angeordneten Organe befinden sich in einem drehbaren Behälter 64, der bei der Verschiebung des RÖntgenstrahlensenders mittels eines Untersetzungsgetriebes 65 in Drehung versetzt wird, das im Körper des Domes angeordnet ist und mit einem am Behälter 64 angebrachten Zahnkranz 66 in Eingriff steht. Die Kontrolleinrichtung umfaßt insbesondere einen Helligkeitsverstärker 87, einen um 45° bezüglich der Achse des Domes 22 geneigten Spiegel 68 und eine Fernsehkamera 69 zur überprüfung und zur übertragung des Strahlungsbildes. Selbstverständlich kann man außerdem eine Einrichtung zur Aufzeichnung des Prüfungsergebnisses vorsehen.

Wenigstens einige Gruppen von Führungsrollen 39 sind auf einem Mechanismus angeordnet, der eine konzentrische Verschiebung der an der gleichen Längsstelle des Domes 22 befindlichen Rollen ermöglicht bei gleichzeitiger genauer Zentrierung des Domes innerhalb des Rohrabschnittes, und zwar unabhängig von Durchmesseränderungen zwischen einem Rohrabschnitt und dem nächsten. Die Rollen einer solchen Anordnung sind an einem Ende von schwenkbar gelagerten Hebeln 7o montiett, deren Ende durch einen verschiebbaren Ring 71 betätigt bzw. angetrieben wird, der die gleiche Achse wie der Dorn 22 besitzt und der auf einem fest mit dem Dom 22 verbundenen zentrischen Schaft 72 gegen die Kraft voreingestellter Federn 73 längsverschiebbar ist. Wenn der Dorn in einen Rohrabschnitt 3 mit sehr kleinem Durchmesser eingreift, werden die eingestellten Eedern 73 zusammengedrückt. Sie kompensieren außerdem die Gewichtskomponente bei Anwendung einer geneigten Rohrverlegeeinrichtung.

Innerhalb eines Abschnittes, der vor der Gruppe von Rollen liegt, die der Rohrdichtung 34 benachbart sind, ist ein Verbund des Dornkörpers nach beiden Seiten dieses Abschnittes

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unter Verwendung von elastischen Unterlagscheiben 74 gezeigt, die durch ein System von Schrauben und Muttern 75 gespannt bzw. belastet sind, so daß die mechanische Kontinuität des Domes weiterbesteht. Jenseits oder oberhalb eines bestimmten .Biegemomentes wird dies Verbindungssystem flexibel, wenn die entstehenden Kräfte die Vorspannungen der Unterlegscheiben übersteigen. Eine im wesentliche gleich aufgebaute Verbindungsoder Anschlußanordnung läßt sich vorteilhafterweise auch hinter der Gruppe von Führungsrollen 39 anbringen, die der Rohrdichtung 33 benachbart ist.

Es versteht sich, daß, je nach Anwendung und Einsatzgebiet, zahlreiche Abänderungen an den verschiedensten Bauelementen des Domes 22 angebracht oder vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Was die Vakuum-Pumpanordnung betrifft, so könnte man anstelle von Roots-Gebläsen und Flügelpumpen auch Turbo-Molekularpumpen oder Tieftemperaturpumpen einsetzen. Der Montagedorn könnte außerdem, insbesondere in der gleichen Schweißzone wie zuvor beschrieben, eine Elektronenkanone aufweisen, um eine äußere Schweißung durch eine innere Verschweißung der beiden Rohrabschnitte zu vervollständigen. Die Schweißkontrolle kann auch mit Hilfe eines Senders und eines Empfängers durchgeführt werden, die beide auf dem Innendorn angeordnet sind, wobei die Röntgenstrahlen den Schweißbereich·durchqueren und an den Rohrwandungen reflektiert werden. Eine solche Schweißkontrolle ließe sich auch mit Ultra-Schall durchführen.

Claims

.P.ate,ntan.s.p.rü,che

1, Montage- und Arbeitsdorn zur Anwendung bei der Stoßverbindung von zwei Rohrabschnitten durch Verschweißung der Enden der Rohrabschnitte, die einander gegenüberliegen und damit einen Verbindungsbereich definieren, mit Tasteinrichtungen zu^firkennung der Längsposition eines der Rohrenden und mit Zentriereinrichtungen zum gegenseitigen Zentrieren der Rohrenden sowie mit Schweiß- oder Schweiß-Hilfseinrichtungen, die bei der Durchführung des. Schweißvorganges mitwirken, dadurch gekennzeichnet,

daß die Tasteinrichtungen (29) und die Zentriereinrichtungen (28) in einer ersten, der sog. Anlegezone (25) des Domes (22) und die Schweißeinrichtungen (32, 33, 34) in einer längs von der Anlegezone (25) abgeteilten zweiten, der sog. Schweißzone (26) angeordnet sind, während der Dorn (22) mit einem Hub oder einem Schritt arbeitende LangsverStelleinrichtungen aufweist, die in der Lage sind, den Dorn im Innern der Rohrabschnitte (3, 4) über eine Hublänge zu verschieben, die gleich der Länge zwischen der Schweißzone (26) und der Anlegezone (25) ist.

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2. Montagedorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Hub- oder Schrittlänge arbeitenden Längsverschiebungseinrichtungen im Dorn (22) untergebracht sind und eine aus einer über einen Hydraulikzylinder verstellbaren Schieberstange (41) bestehende Einheit umfassen, die eine von zwei Längen einnehmen kann, deren Differenz gleich der Hublänge ist, wobei die Einrichtungen außerdem zwei gesteuerte Klemm- oder Spannglieder (31, 44) aufweisen, die zum Festhalten bzw. zum Abstützen des Domes bei dessen Verstellbewegungen dienen, wozu sie in Radialrichtung ausfahrbar oder aufweitbar sowie in der Lage sind, sich an die Innenwand des jeweiligen Rohrabschnittes (3, 4) anzulegen und die jeweils im Bereich des einen Längsendes und im Bereich des anderen Längsendes der Schieberstange (41) angeordnet sind.
3. Dorn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtungen und die Zentriereinrichtungen einerseits über den Umfang verteilte Anlegeklauen oder -finger (28) aufweisen, die mit Hilfe von Lenkern (5o) an einen Betätigungs- bzw. Ausfahrzylinder (3o) angeschlossen sind, um im betätigten Zustand die Finger (2 8) radial auswärts zu spreizen, die nach vorn gerichtete Halteflächen zur Anlage an ein Ende eines Rohrabschnittes (3) und nach hinten gerichtete, geneigte Führungsflächen besitzen, die teilweise einen mit seinem verjüngten Ende.nach hinten weisenden Kegelstumpf begrenzen bzw. bilden, und die andererseits Tastrollen (29) aufweisen, die vor den Anlageklauen oder -fingern (28) angeordnet und Einrichtungen versehen sind, welche die Rollen in Radialrichtung vorspannen, wobei ein Steuerglied für den Ausfahrzylinder (3o) vorgesehen ist, das von der Größe des Radialweges der Tastrollen (29) abhängig betätigbar ist.

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4. Dorn nach Anspruch 3_f dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker . (5o) an ihrem einen Ende gelenkig mit den Fingern (28) und an ihrem anderen Ende gelenkig an einen Ring (51) angeschlossen sind, der zum Ausfahr- oder Spreizzylinder (3o) für die Finger gehört.
5. Dorn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Anlegefingern (28) un den Tastrollen (29) ein radial aufweitbares Klemmglied (31) angeordnet ist, das sich gegen die Innenwand eines Rohrabschnittes (3) fest anlegt, um den Dorn beim Anlegevorgang eines weiteren Rohrabschnittes festzuhalten.
6. Dorn nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der gesteuerten Klemmglieder (31, 44),das zum Festhalten bzw. zum Abstützen des Domes während der Dornverschiebung dient, aus dem gleichen gesteuerten Klemmglied besteht, das zur Abstützung des Domes während des Anlegevorganges gebildet wird.
7. Dorn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißzone (26) einen feuerfesten Abdeckring (32) umfaßt, der zwischen zwei Rohrdichtungen (33, 34) angeordnet und elektrisch isoliert 1st, wobei die Rohrdichtungen aufblasbar sind, um sich gegen eine Innenwand eines der Rohrabschnitte (3, 4) anzulegen, und daß Vakuum-Erzeugereinrichtungen vorgesehen sind, um in dem zwischen den beiden Rohrdichtungen (33, 34) gebildeten Raum Unterdruck zu erzeugen.
8. Dorn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als eine dritte Zone eine sog. Schweißkontrollzone (27) vorgesehen ist, die in Längsrichtung auf der anderen Seite der zweiten Zone (26) wie die erste Zone (25) angeordnet ist, und daß der Dorn Einrichtungen (41) zur schrittweisen

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Längsverschiebung aufweist, die in der Lage sind, den Dorn (22) im Innern der Rohrabschnitte (3, 4) über eine Schrittlänge zu bewegen, die der Länge bzw. dem Abstand zwischen der Schweißkontrollzone (27) und der Schweißzone (26) entspricht.
9. Dorn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hublänge zwischen der Schweißkontrollzone (27) und der Schweißzone (26) der Hublänge zwischen der Schweißzone (26) und der Anlagezone (25) gleicht, und daß zur Längsverschiebung des Domes über eine Hublänge die gleiche Einrichtung'-vorgesehen ist, die den Dorn über die eine und über die andere der beiden Hublängen bewegt.
1o,Dorn nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Schweißkontrollzone mit einem drehend angetriebenen Röntgenstrahlensender zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißkontrollzone (27) einen Helligkeitsverstärker (67) umfaßt, der in Abhängigkeit von der . Rotationsverstellung der Röntgenstrahlenquelle gesteuert wird.
11. Dorn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens eine Gruppe von Führungsrollen (39) enthält, die auf Schwenkhebeln (7o) gelagert sind, welche von einem in Längsrichtung des Dornes verschiebbaren Ring (71) gegen die Kraft von Federn (73) angetrieben bzw. verstellbar sind.
12. Dorn nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er eine An-. Ordnung von Dichtungen oder Dichtringen (63) in der Nähe des Feuerabdeckringes (32) aufweist, die eine Trennung des Dornes (22) in zwei aneinander anschließende Längsabschnitte ermöglicht.
13. Dorn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens einen querverlaufenden Durchschnitt bzw. Trennstelle und beiderseits der Trennstelle eine Dorn-

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körperanordnung aufweist, die unter Verwendung von elastischen Scheiben (74) mit einem aus Schrauben und Muttern bestehenden System (75) untereinander verbunden sind,
14. Dorn nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Hauptpumpensystem (38) umfaßt, um den zwischen den beiden Rohrdichtungen (33, 34) begrenzten Raum unter Vakuum zu setzen, der zwischen der Schweißzone (26) und der Schweißkontrollzone (27) angeordnet ist.

15, Dorn nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem ein Hilfspumpsystem (36) enthält für die Räume zwischen den Elementardichtungen (35), welche die beiden Rohrdichtungen (33, 34) bilden, wobei das Hilfspumpsystem zwischen der Anlegezone (25) und der Schweißzone (26) angeordnet ist.