NL1011223C2

NL1011223C2 - Werkwijze en inrichting voor het aan elkaar lassen van twee pijpen.

Info

Publication number: NL1011223C2
Application number: NL1011223A
Authority: NL
Inventors: Maarten Willem Kastelein; Gerardus Maria Kramer
Original assignee: Allseas Group Sa
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2000-08-10
Also published as: CA2361529A1; AU2580400A; BR0007730B1; AU760190B2; CA2361529C; NO20013820D0; NO320799B1; DK1150795T3; NZ513209A; ATE305357T1; BR0007730A; EP1150795B2; DE60022861D1; NO20013820L; WO2000045986A1; EP1150795A1; US6737601B1; DK1150795T4; EP1150795B1

Description

Werkwijze en inrichting voor het aan elkaar laasen van twee pijpen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aan elkaar lassen van twee lichamen, bijvoorbeeld pijpen of platen, die onder vrij-houding van een lasgroef in eikaars verlengde tegen 5 elkaar aan worderi geplaatst, waarbij de lasgroef met meer dan een laslaag wordt gevuld door middel van een in langsrichting van de lasgroef voortbewogen lastoorts. Tevens heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een inrichting voor het aan elkaar lassen van twee lichamen, 10 bijvoorbeeld pijpen of platen, die onder vrijhouding van een lasgroef in eikaars verlengde tegen elkaar aan zijn geplaatst, omvattende tenminste een in langsrichting van de lasgroef leidbare drager voor een lastoorts.

Het is algemeen bekend verbindingen tussen twee 15 pijpen, bijvoorbeeld ter vorming van een pijpleiding, of twee platen te bewerkstelligen door middel van lassen. Daar de maximale neer te smelten dikte van een laslaag beperkt is en de pijpen of de platen vaak te dik zijn om met één enkele laslaag te worden verbonden, wordt een 20 lasverbinding opgebouwd door verscheidene laslagen over elkaar heen te leggen, totdat de lasgroef geheel gevuld is.

Uit US 3,922,517 is een lasmethode bekend, waarbij in één lasgang één lasnaad wordt gelegd door één 25 lastoorts, die aan beide zijden van de pijpen van boven naar beneden over 180° wordt verplaatst. Verder is uit US 5,347,101 een lasinrlchting bekend waarbij twee op afstand van elkaar gelegen leidringen met elk drie lasdragers is toegepast. De lasdragers zijn onder een 30 hoek van 60° ten opzichte van elkaar op de leidringen aangebracht. Elke lasdrager omvat een lastoorts en een lasscanner voor het scannen van het oppervlak en het meten van afstanden over het oppervlak. De lasgroef wordt in 60° segmenten gescand en vervolgens gelast.

10 1 12 2 3 2

De onderhavige uitvinding beoogt de bovengenoemde werkwijze en inrichting te verbeteren.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt daartoe gekenmerkt doordat dat door middel van twee op 5 een drager, ten opzichte van de langsrichting van de lasgroef achter elkaar geplaatste lastoortsen in één las-gang twee in hoofdzaak over elkaar gelegen laslagen worden gelegd. Hiermee wordt een tijdsbesparing in het lasproces verkregen. Dit is met name van belang bij 10 toepassing waar de lastijd van grote invloed is op de economie, zoals het geval is bij de aanleg van pijpleidingen. In het bijzonder bij het gebruik aan boord van een pijplegschip, is een korte lastijd van belang om een hoge productie te bereiken in aantal lasverbindingen 15 per dag met een beperkt aantal lasinrichtingen. Het aantal lasinrichtingen wordt namelijk begrensd door de afmetingen van het schip.

Indien de lasgroef zich naar buiten divergerende wanden heeft, voert bij voorkeur althans de 20 naijlende lastoorts een oscillerende beweging uit. Hierdoor kan door de naijlende lastoorts een bredere laslaag worden gelegd.

Wanneer de lasgroef in slechts één lasgang met twee laslagen wordt gevuld, kan worden volstaan met het 25 oscilleren van alleen de naijlende lastoorts. Wordt daarentegen de lasgroef gevuld in verscheidene lasgangen, dan wordt zowel de voorlopende als de naijlende lastoorts geoscilleerd. In dit laatste geval wordt bij voorkeur de naijlende lastoorts met een grotere amplitude 30 geoscilleerd dan de voorlopende lastoorts, zodat per lasgang de breedte van de door elke lastoorts neer te leggen laslaag kan worden aangepast aan de breedte van de lasgroef.

Om in dit geval de lasgroef volledig met 35 lasmateriaal te kunnen vullen, kan aan de naijlende lastoorts meer lasmateriaal worden toegevoegd, maar kan ook de naijlende lastoorts met een andere, bij voorkeur hogere frequentie dan de voorlopende lastoorts worden .10 1 122 3 3 geoscilleerd. De lasbreedte van de beide opeenvolgende laslagen wordt afzonderlijk geregeld doordat zowel de amplitude als de frequentie van de oscillatiebewegingen van de twee lastoortsen onafhankelijk ingesteld en 5 geregeld kunnen worden. Dit biedt het voordeel dat er veel minder beperkingen zijn in de keuze van de lasnaadvorm en dat de lasparameters voor beide toortsen optimaal kunnen worden ingesteld, waardoor in de lastijd optimale besparingen worden bereikt, zonder dat grote 10 concessies in de laskwaliteit (defecten, mechanische eigenschappen) moeten worden gedaan.

In een voorkeursuitvoering van de werkwijze voor het aan elkaar lassen van twee pijpen worden twee dragers met elk twee lastoortsen in omtreksrichting van 15 de pijpen bewogen, waardoor een nog verdere besparing in de lastijd wordt verkregen.

De twee dragers met elk twee lastoortsen kunnen ten opzichte van de omtreksrichting van de pijpen achter . elkaar aan worden verplaatst, maar bij voorkeur wordt per 20 lasgang elke drager over een half omtreksdeel van de pijpen bewogen.

Vervolgens wordt bij voorkeur per lasgang elke drager in neergaande omtreksrichting van de pijpen bewogen. Bij toepassing van bepaalde lasprocessen, zoals 25 MIG/MAG-lassen, kan neergaand lassen onder hogere snelheid worden uitgevoerd dan opgaand lassen. De totale lastijd bij het verbinden van twee pijpen is dan ook lager indien slechts neergaand wordt gelast en elke drager na elke lasgang naar zijn uitgangspositie wordt 30 teruggebracht, dan wanneer achtereenvolgens neer- en opgaand wordt gelast.

De onderhavige uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor het aan elkaar lassen van twee pijpen of platen. De inrichting volgens de 35 uitvinding wordt gekenmerkt door twee ten opzichte van de langsrichting van de lasgroef achter elkaar gelegen lastoortsen. Een belangrijk voordeel van deze inrichting is, dat deze compact is en daardoor geschikt is voor het 1011223 4 aan elkaar lassen van pijpen met een kleine diameter of van platen met een kleine afmeting.

In het geval dat de lasgroef zich naar buiten divergerende wanden heeft, omvat de inrichting volgens de 5 uitvinding bij voorkeur middelen voor het in dwarsrichting van de lasgroef heen en weer bewegen van althans de naijlende lastoorts. Deze middelen kunnen bijvoorbeeld zijn gevormd door een in de drager heen en weer verschuifbaar aangedreven aspen, welke is verbonden 10 met de lastoorts.

De uitvinding zal hierna aan de hand van de bijgevoegde tekeningen nader worden verduidelijkt. In de tekening toont:

Figuur 1 een perspectivisch aanzicht van een 15 voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding;

Figuur 2 op grotere schaal een perspectivisch aanzicht van detail II van figuur 1;

Figuur 3 een vooraanzicht van een drager 20 volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding;

Figuur 4 een schematische voorstelling van een lasgang volgens een voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding; en

Figuur 5 een doorsnede van een met behulp van 25 de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding gevulde lasgroef met zich naar buiten divergerende wanden.

Figuur 1 toont een inrichting voor het aan elkaar lassen van twee pijpen 1, die onder vrijhouding van een lasgroef 2 coaxiaal tegen elkaar aan zijn 30 geplaatst. Een of meer van dergelijke lasinrichtingen kunnen aan boord van een pijplegschip zijn geplaatst om laslagen te leggen in de ringvormige lasgroeven 2 van een in pijlrichting 3 verplaatste pijpleiding 4. Voor de uitleg van de in figuur 1 getoonde en niet voor de 35 onderhavige uitvinding van belang zijnde onderdelen van de lasinrichting wordt verwezen naar de Nederlandse aanvrage 9400742.

tO11223 i 5

De in figuur 1 getoonde lasinrichting omvat een om één van beide pijpen 1 aangebrachte leidring 5 en twee door de leidring 5 in langsrichting van de lasgroef 2 leidbare drager 6 voor twee ten opzichte van de 5 langsrichting van de lasgroef 2 achter elkaar gelegen lastoortsen 7. Volgens een voorkeursuitvoering van de werkwijze, wordt per lasgang elke drager 6 over een half omtreksdeel in neergaande omtreksrichting van de pijpen bewogen. Dus de ene drager zal de ene helft van de 10 lasgroef van boven naar beneden vullen, en de andere drager de andere helft. Hierbij zorgt elke drager per lasgang van boven naar beneden voor twee laslagen.

In figuur 2 wordt een perspectivisch aanzicht van detail II van figuur 1 getoond. Aan de onderzijde van 15 de drager 6 bevinden zich leidwielen 8 voor samenwerking met de leidring 5. De drager 6 omvat een huis 24, waarin een motor 9 is aangebracht, die een getande aandrijfrondsel 10 aandrijft, dat in wrijvende aangrijping staat met een aangrijpring 11. Deze uit twee 20 helften bestaande aangrijpring 11 is door middel van klemstukken 12 aan de leidring 5 bevestigd. De motor 9 is zwenkbaar om een as 13 aan het huis 24 van de drager aangebracht. Door middel van een trekveer 14, wordt het aandrijfrondsel 10 van de motor 9 in aanslag met de 25 aangrijpring 11 gehouden.

Aan de kopzijde van het huis 24 van de drager 6 zijn twee toortshouders .15 aangebracht, die elk een wigvormige holte 16 hebben voor het opnemen van een met de lastoorts 7 verbonden wig 17. De lastoorts 7 wordt 30 volgens pijl 18 in de toortshouder 15 aangebracht, waarna de in figuur 2 met gestreepte lijnen getekende stand is verkregen.

Voor het in dwarsrichting van de langsgroef 2 heen en weer bewegen vari de lastoortsen 7, is voor elke 35 lastoorts 7 een oscillatiemotor 19 in het huis van de drager 6 voorzien. Elke oscillatiemotor 19 drijft een heen en weer verschuifbare aspen 20 aan, waarbij elke aspen 20 verschuifbaar in een cilinder 21 wordt geleid.

to11223 6

Verder is nog een hefmotor 22 in het huis 24 van de drager 6 opgenomen. De hefmotor 22 dient voor het in radiale richting verstellen van de toortshouders 15, en daarmee dus de lastoortsen 7. In plaats van een 5 gezamenlijke hoogte-instelling voor de lastoortsen 7 kan ook een onafhankelijke hoogte-instelling zijn voorzien.

In figuur 3 wordt een vooraanzicht van een drager volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding getoond. De lastoortsen 7a,7b zijn hier door 10 middel van klembekken 15 met de drager 6 verbonden. Daarnaast is een op afstand van de pijpen gehouden leidring 5 voorzien, waarmee de leidwielen 8 in contact staan. Er is derhalve geen aangrijpring 11 aanwezig. De twee, ten opzicht van de langsrichting van de lasgroef 2, 15 aangeven met pijl 23, achter elkaar geplaatste lastoortsen 7a,7b leggen in één lasgang twee laslagen A,B. Omdat de naijlende lastoorts 7b de laslaag B over de door de voorlopende lastoorts 7a neergelegde laslaag A heen legt, is de naijlende lastoorts 7b hoger in zijn 20 toortshouder 15 geplaatst dan de lastoorts 7a. De lastoortsen 7a, 7b zijn radiaal ten opzichte van de pijpen 1 geplaatst, zodat zij onderling een hoek insluiten.

Met behulp van figuur 4 en 5 zal een 25 voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding worden verduidelijkt. Met pijl A is de lasbeweging van de voorlopende lastoorts 7a aangeduid, en met pijl B die van de naijlende lastoorts 7b. Beide 1astoortsen voeren een oscillerende beweging 30 uit, waarbij de naijlende lastoorts 7b met een grotere amplitude en een hogere frequentie wordt geoscilleerd dan de voorlopende lastoorts 7a. Door middel van deze werkwijze wordt een lasgroef 2 gevuld, die zich naar buiten divergerende wanden heeft. Aangezien de lasgroef 2 35 zich naar buiten toe verwijdt, moet de naijlende lastoorts 7b in elke lasgang een bredere laslaag neerleggen dan de voorlopende lastoorts 7a en wordt deze derhalve met een grotere amplitude geoscilleerd dan de 10 1 1223 7 voorlopende lastoorts 7a. Daarnaast wordt de naijlende lastoorts 7b bij voorkeur met een hogere frequentie geoscilleerd dan de voorlopende lastoorts 7a teneinde met eenzelfde hoeveelheid materiaal de bredere lasgroef 2 te 5 kunnen vullen. Per lasgang worden de amplitude en frequentie van de oscil!latiebeweging van elke lastoorts 7a,7b aan de breedte van de te vullen lasgroef 2 aangepast.

In figuur 5 wordt het uiteindelijke resultaat 10 getoond van een in vijf lasgangen C gevulde V-vormige lasgroef 2. Per lasgang C zijn telkens twee laslagen A,B door twee achter elkaar geplaatste lastoortsen 7a,7b gelegd.

Indien er zowel neer- als opgaand wordt gelast, 15 wordt bij elk keerpunt de voorlopende lastoorts de naijlende lastoorts, en wordt de naijlende lastoorts de voorlopende lastoorts. Het is echter voordeliger om alleen neergaand te lassen, waarbij bij voorkeur twee dragers met elk twee lastoortsen over een half 20 omtreksdeel van de pijpen wordt bewogen, omdat dit met een grotere snelheid kan plaatsvinden dan opgaand lassen en in het totale lasproces een tijdsbesparing wordt verkregen.

Andere middelen voor het in dwarsrichting van 25 de lasgroef heen en weer bewegen van althans de naijlende lastoorts dan de getoonde en beschreven oscillatiemotor 19 zijn mogelijk, bijvoorbeeld een zwenkarm.

In de tekeningen wordt een lasinrichting met twee dragers getoond, waarbij elke drager is voorzien van 30 twee lastoortsen. De uitvinding is echter niet hiertoe beperkt. Er kunnen bijvoorbeeld ook vier dragers worden toegepast, waarbij elke drager een kwart omtreksdeel van de pijpen voor zijn rekening neemt. Dit kan van voordeel zijn bij het lassen van pijpen met een grote diameter.

35 Daarnaast kunnen ook meer dan twee lastoortsen per drager worden voorzien, waarbij elke lastoorts onafhankelijk met een op de breedte van de lasgroef aangepaste amplitude en frequentie geoscilleerd kan worden.

10 1 1 223 8

Tevens kan een verbinding tussen twee pijpen ook met meer dan één lasinrichting worden gelast, zoals gebruikelijk is op een pijplegschip.

10 1 1223 = i

Claims

1. Werkwijze voor het aan elkaar lassen van twee lichamen, bijvoorbeeld pijpen of platen, die onder vrijhouding van een lasgroef in eikaars verlengde tegen elkaar aan worden geplaatst, waarbij de lasgroef met meer 5 dan een laslaag wordt gevuld door middel van een in langsrichting van de lasgroef voortbewogen lastoorts, met het kenmerk, dat door middel van twee, ten opzichte van de langsrichting van de lasgroef op voorafbepaalde vaste afstand achter elkaar geplaatste lastoortsen in één las- 10 gang twee in hoofdzaak over elkaar gelegen laslagen worden gelegd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de lasgroef zich naar buiten divergerende wanden heeft, met het kenmerk, dat althans de naijlende lastoorts een 15 oscillerende beweging uitvoert.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de naijlende lastoorts met een grotere amplitude wordt geoscilleerd dan de voorlopende lastoorts.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de naijlende lastoorts met een andere frequentie wordt geoscilleerd dan de voorlopende lastoorts .

5. Werkwijze voor het aan elkaar lassen van 25 twee pijpen volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat twee djragers met elk twee lastoortsen in omtreksrichting van de pijpen worden bewogen.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat per lasgang elke drager over een half 30 omtreksdeel van de pijpen wordt bewogen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat per lasgang elke drager in neergaande omtreksrichting van de pijpen wordt bewogen.

8. Inrichting voor het aan elkaar lassen van 35 twee lichamen, bijvoorbeeld pijpen of platen, die onder vrijhouding van een lasgroef in eikaars verlengde tegen 101122 3 elkaar aan zijn geplaatst, omvattende tenminste een in langsrichting van de lasgroef leidbare drager voor een lastoorts, gekenmerkt door twee ten opzichte van de langsrichting van de lasgroef achter elkaar gelegen 5 lastoortsen.

9. Inrichting volgens conclusie 8, waarbij de lasgroef zich naar buiten divergerende wanden heeft, gekenmerkt door middelen voor het in dwarsrichting van de lasgroef heen en weer bewegen van althans de naijlende 10 lastoorts.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat die middelen zijn gevormd door een in de drager heen en weer verschuifbaar aangedreven aspen, welke is verbonden met de lastoorts. 1011223 i