NL8000279A - Inrichting voor het lassen van pijpstukken. - Google Patents

Description

·* » » 803019/Ke/sn

Aanvraagsters: Saipem Sop,A« te Milaan, Italië en BOC Limited te Londen, Groot-Brittannië,

Korte aanduiding: Inrichting voor het lassen van pijpstukken,,

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het lassen van pijpstukken, in het bijzonder geschikt voor toepassing op vaartuigen voor het leggen van pijpleidingen, waarbij de inrichting omvat een ten opzichte van de pijpleiding vaste staander voor 5 het ondersteunen en vasthouden van een einde van de pijpleiding, middelen voor het richten van een pijpstuk ten opzichte van het vastgehouden einde van de pijpleiding en om een einde van het pijpstuk met het pijpleidingeinde in aanraking te houden en middelen om de as van het pijpstuk coaxiaal te houden ten opzichte van de as 10 van de pijpleiding,»

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3,750*451« Bij deze bekende inrichting zijn de middelen voor het coaxiaal houden van de aan elkaar te lassen pijpstukken zeer zwaar uitgevoerd. Meer in het bijzonder is de constructie echter 15 zodanig dat de losplaats niet vanaf het inwendige bereikbaar is wanneer men wil lassen met een laserstraal« De uitvinding beoogt dan ook om een inrichting te verschaffen voor het coaxiaal houden van de te verbinden pijpstukken, waarvan de constructie eenvoudig is, en die bovendien voor laserlassen kan worden gebruikt, 20 Kenmerkend voor de uitvindingsgedachte is daartoe dat de middelen voor het coaxiaal houden van de hartlijn van het pijpstuk ten opzichte van die van de pijpleiding een inwendige klem omvatten welke wordt gevormd door een tweetal ringen waarvan de buitendiameter kleiner is dan de binnendiameter van de'te lassen pijpen, en welke 25 ringen stevig aan elkaar zijn bevestigd terwijl ze voorzien zijn van een stel radiaal gerichte hydraulische vijzels van de zuigers steken door openingen van de ringen, en die tot aanligging kunnen komen tegen het binnenvlak van het pijpstuk respectievelijk de pijpleiding.

-2-

Vanuit dezelfde uitvindingsgedachte wordt verder voorgesteld dat de middelen om de hartlijn van het pijpstuk coaxiaal te houden ten opzichte van die van de pijpleiding een uitwendige klem omvatten, welke wordt gevormd door een tweetal ringen waarvan de binnendia-5 meter groter is dan de buitendiameter van de te lassen pijpen, en welke ringen aan elkaar zijn bevestigd door middel van een draaibare kraag welke een draaiende arm draagt voor een tweede laserbron en/of een reflecterend oppervlak en met een stel radiaal gerichte hydraulische vijzels waarvan de zuigers steken door openingen in de ringen 10 en die tot aanligging kunnen komen tegen de buitenzijde van het pijpstuk respectievelijk de pijpleiding. Deze variant is in het bijzonder geschikt om te worden toegepast wanneer met behulp van laser-straling vanaf de buitenzijde wordt gelast,

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de 15 bijgaande tekening van enkele uitvoeringsvoorbeelden.

Fig, 1 toont schematisch een vaartuig voor het leggen van pijpleidingen waarop zich de inrichting volgens de uitvinding bevindt;

Fig, 2 toont schematisch de eigenlijke lasinrichting in verdere bijzonderheden; 20 Fig, 3 toont, deels in doorsnede, deels in aanzicht, een binnen klem voor de twee aan elkaar te lassen pijpeinden;

Fig, 4 is een doorsnede volgens de lijn IV-IV in fig, 3;

Fig, 5 is een zijaanzicht van een vorm van een buitenklem voor het vasthouden van de twee aanelkaar te lassen pijpeinden; 25 Fig, 6 is een doorsnede volgens de lijnen VI-VI in fig, 5,

Wanneer de lasinrichting volgens de uitvinding gebruikt moet worden voor het lassen van een pijpleiding die bedoeld is om op de zeebodem te worden geplaatst, wordt de lasoperatie uitgevoerd op een zeegaand vaartuig zoals het geschetste vaartuig 1, Dit is voorzien 30 van lieren 2 voor de verplaatsing.

Aan de achterzijde van de boot 1 steekt een uitsteeksel 3 naar beneden dat bekend is als de angel. Deze is ingericht voor het ondersteunen van de pijpleiding 4 die het vaartuig verlaat, door 800 0 2 79 » 4 -3- middel van een stel dragers zoals 5·

De lasinrichting wordt binnenin het vaartuig geplaatst op een platform 6 dat aangebracht is op rails 7, waardoor het platform in lengterichting van het vaartuig verplaatsbaar is. Dit wordt gedaan 5 om te voorkomen dat verplaatsing van het vaartuig onder invloed van de zeebeweging overgebracht wordt op de lasinrichting en moeilijk» heden geeft bij de instelling daarvan. Daartoe worden de belangrijkste delen van de lasinrichting aan het platform vastgezet en wordt het platform op zijn beurt vastgeklemd aan het binnenboord liggende 10 einde van de pijpleiding zodat de lasinrichting vaststaat ten op*-zichte van de pijpleiding en niet ten opzichte van het vaartuig 1.

Het platform 7 draagt een laser 8# een kopblok 9 en een steun-inrichting 10 bij het lasstation, een klem 11 en een radiografische scheurdetector 12. De lasinrichting kan worden gevolgd door een in-15 stallatie 13 om de pijpleiding met een beschermende laag te bekleden.

Het kopblok 9 is bestemd om van het aan te lassen pijpstuk 14 het einde te dragen dat het buiteneinde moet vormen van de pijpleiding 4 welke bestaat uit de eerder aaneengelaste pijpstukken.

Verdere bijzonderheden zijn weergegeven in fig, 2.

20 De inrichting 10 aan het lasstation omvat middelen voor het dragen van het binneneinde van het pijpstuk 14, zodat dit coaxiaal ligt met het nabij gelegen einde van de pijpleiding 4.

De klem 11 is met het platform 7 verplaatsbaar en is ingericht om stevig te worden vastgeklemd aan de buitenzijde van de gelaste 25 pijpleiding, zodat het platform gedwongen wordt om de bewegingen van de pijpleiding volgens de hartlijn daarvan ten opzichte van het vaartuig te volgen.

De in fig. 2 getekende inrichting is bedoeld om te worden gebruikt voor het maken van inwendige of uitwendige lassen met 30 behulp van laserstraling. Daartoe omvat het kopblok 9 een steun 15 welke aangebracht is op rails 16 op het platform 7* De rails vellopen in hoofdzaak evenwijdig aan de hartlijn van de pijpleiding 4. De positie van de steun 15 ten opzichte van het platform 12 en dus ten β Λ Λ A O 70 -4- opzichte van de pijpleiding, wordt geregeld met een dubbelwerkende hydraulische cylinder 17 die verbonden is met een stuurinrichting 18.

De steun 15 draagt een draaiende arm 19 en een vaste centreer-5 inrichting 20. Aan het buitenste einde draagt de arm 19 een aan de voorzijde verzilverde spiegel 21, en aan het binnenste einde, waar hij de hartlijn van de pijpleiding snijdt, een aan de voorzijde verzilverde spiegel 22. De positie van spiegel 22 wordt geregeld met een hydraulische cylinder 23 die slechts schetsmatig is aangeduid.

10 Door de drukcylinder 23 kan de spiegel 22 zover worden verplaatst dat er in de ene eindstand geen enkel deel van de spiegel 22 in de bundel 24 uit de laser 8 ligt, terwijl in de andere uiterste stand (zoals getekend) de spiegel de laserbundel 24 volledig opvangt. De arm 19 kan worden verdraaid met een motor die binnen de steun 15 15 geplaatst is, zodat de spiegels 16 en 22 over 360° kunnen bewegen terwijl de relatieve richtstand wordt gehandhaafd. De richtstand is zodanig dat de door de spiegel 21 weerkaatste bundel normaal evenwijdig is aan de bundel 24 die de spiegel 22 treft, doch dit is niet essentieel.

20 De door de steun 15 gedragen centreerinrichting 20 heeft de vorm van een hol orgaan met een uitwendig afgeknot kegelvormig oppervlak, waarvan de kleinste middellijn kleiner is dan de inwendige middellijn van het pijpstuk 14, en waarvan de maximale middellijn groter is dan de inwendige middellijn van het pijpstuk. Hierdoor 25 wordt zeker gesteld dat de inrichting 20 in het betreffende einde van het pijpstuk 14 kan worden ingébracht. Wanneer de drukcylinder 17 in de juiste richting wordt bekrachtigd zal de centreerinrichting zo werken dat het buitenste einde van de pijpstuk 14 wordt opgeheven totdat de hartlijn van dit pijpstuk coaxiaal is met die van de pijp— 30 leiding terwijl verder een aanzienlijke kracht volgens de hartlijn van het pijpstuk wordt uitgeoefend om het andere einde van dit pijpstuk tegen het zich binnenboord bevindende einde van de pijpleiding 4 aan te drukken.

80 0 0 2 79 ♦ f + -5-

Ten opzichte van de draaiende arm 19 steekt een buis 25 uit die loopt door het inwendige van het afgeknot kegelvoimige orgaan 20 en die coaxiaal loopt ten opzichte van het pijpstuk 14, Aan het andere einde draagt de buis 25 een dan de voorzijde verzilverde 5 spiegel 26, welke zo is geplaatst dat de erdoor gereflecteerde bundel 24 terecht kan komen op de aanstuiting 27 tussen de tegenel-kaar aanliggende pijpeinden, Om dit mogelijk te maken is de buis 25 voorzien van een (niet getekende) opening, waardoor de straling uit het inwendige van de buis 25 kan treden en op de aansluitplaats 27 10 terecht kan komen,

De inrichting 10 bij het lasstation omvat een steun 27 die een draaiende arm 29 draagt, welke op zijn beurt een aan de voorzijde verzilverde spiegel 30 draagt, De spiegel 30 wordt zo geplaatst dat de door de spiegel 21 weerkaatste straling erop terecht komt. Na 15 weerkaatsing dient de straling van de spiegel 30 te vallen op een lensinrichting 31, Deze heeft de vorm van een huis waarvan 66n wand wordt gevormd door een gevormd lichaam uit een materiaal dat de laserbundel kan breken, zodat deze wordt gefocusseerd op of in de nabijheid van de aansluiting 27; de wand van het huis kan ook een der-20 gelijke lensinrichting bevatten.

Met behulp van niet nader beschreven middelen wordt de arm 29 verdraaid door een motor in de steun 28, nauwkeurig synchroon met de arm 19,

Men ziet dus dat de in fig, 2 getekende lasinrichting, door 25 verplaatsing van de eerste spiegel 22, naar keuze kan worden gebruikt voor het maken van een inwendige las of een uitwendige las,

In beide gevallen dienen geschikte middelen voor het centreren van de te verbinden pijpeinden aanwezig te zijn,

Fig, 3 en 4 tonen in aanzicht respectievelijk dwarsdoorsnede 30 een mogelijke uitvoeringsvorm van een inwendige klem voor het vasthouden van de tegenelkaar aanstotende einden van pijpstuk 14 en pijpleiding 4 wanneer'er een inwendige las wordt gemaakt, De in zijn 800 0 2 79 -6- geheel door 33 aangeduide klem omvat in hoofdzaak twee ringen 34, waarvan de uitwendige middellijn kleiner is dan de binnendiameter van de te lassen pijpen,» Coaxiaal ten opzichte van de ringen loopt er een buisvormige verlenging 35 van de buis 250 Tussen de buiten-5 zijde van deze verlenging 35 en de binnenzijde van elke ring 34 bevindt zich een reeks hydraulische vijzels 36 met verschillende hoek-standen. De zuigers 37 van deze vijzels steken door openingen in de ringen 34 en steken voldoende ver uit voor bij de buitenzijde daarvan om terecht te kunnen komen op de binnenzijde van het betreffende 10 pijpstuk 14 of pijpleiding 4. De toevoerleidingen voor hydraulisch fluïdum, alsmede de besturingsinstallatie voor de vijzels, zijn duidelijkheidshalve in de tekening niet weergegeven. Volgens de uitvinding kunnen de vijzels selectief of gezamenlijk worden bediend. Hoewel het de bedoeling is dat het door de fabriek geleverde 15 pijpstuk 14 rond is, kunnen de pijpstukken vervormd zijn, zodat de einden in dwarsdoorsnede elliptisch zijn of op andere wijze afwijken van de zuivere cirkelvorm. Dit kan betrekking hebben op één of beide einden van de buisstukken. Met de klem volgens fig. 3 en 4 kunnen deze vervormingen v<56r het lassen worden verwijderd. Dit wordt ge-20 daan door geschikte bekrachtiging van de vijzels 36, die sterk genoeg zijn om het betreffende einde van pijpleiding of pijpstuk in een zuivere cirkelvorm te brengen v66r en tijdens de lasbewerking.

Het kan ook gebeuren dat, als gevolg van fabricage-toleranties de inwendige diameters van de pijpstukken onderling verschillend 25 zijn. In dat geval kan de klem 33 worden gebruikt om het stuk met de kleinste inwendige diameter te vergroten totdat twee afmetingen onderling gelijk zijn. Dit wordt gedaan door gelijktijdige bekrachtiging van het betreffende stel vijzels. Het zal duidelijk zijn dat de klem zo kan worden bediend dat de beide correctie-handelingen 30 tegelijk worden uitgevoerd, dat wil zeggen dat de beide einden zuiver cirkelvormig gemaakt worden en met dezelfde straal,

Fig. 5 en 6 tonen het omgekeerde van fig. 3 en 4, en wel een uitwendige klem 38. Deze omvat eveneens een tweetal ringen 34, maar 800 0 2 79 -7- deze maal met een inwendige middellijn die groter is dan de uitwendige middellijn van de pijpsecties 140 Elk van deze ringen draagt een reeks hydraulische vijzels 36 met verschillende hoekstanden.

De zuigers 37 van de vijzels steken door de ringen 34 en komen dus 5 tegen de buitenzijde van het pijpstuk 14 en de pijpleiding 40 Tussen de ringen bevindt zich een kraag 39 die aan de ringen bevestigd is met legers 40e De kraag 39 zorgt er dan ook voor dat de ringen 34 een gemeenschappelijke hartlijn hebben, zodat de uitwendige klem 38 kan worden gebruikt voor het richten van het pijpstuk 14 en de 10 pijpleiding 4, Buiten de kraag 39 steekt de draaiende arm 29 uit die reeds beschreven is aan de hand van fig, 2e De kraag 39 draagt ook door middel van uitstekende delen 41 een ronde tandstang 42 waarmee een (niet getekend) tandwiel in ingrijping is dat wordt aangedreven door een in de ondersteuning 10 geplaatste motor. Op deze wijze 15 kan de arm 29 over 360° om het einde van de pijpleiding worden gedraaid zonder dat enig onderdeel van de uitwendige klem 38 de laserbundel 24 snijdt of op een of andere wijze de juiste werking van de lasinrichting zou belemmeren.

Op dezelfde wijze als bij de inwendige klem kunnen hier de 20 hydraulische vijzels 36 ofwel selectief of gecombineerd werken om aan het pijpstuk 14 of de pijpleiding 4 de gewenste zuiver cirkelvormige dwarsdoorsnede te geven of een radiale drukkracht op een van de beide pijpstukken uit te oefenen zodat ze dezelöe maat krijgen of om de beide correcties toe te passen, - conclusies - 800 0 2 79

Claims (2)

1. 2. Inrichting voor het lassen van pijpstukken, in het 20 bijzonder geschikt voor toepassing op vaartuigen voor het leggen van pijpleidingen, waarbij de inrichting omvat een ten opzichte van de pijpleiding vaste staander voor het ondersteunen en vasthouden van een einde van de pijpleiding, middelen voor het richten van een pijpstuk ten opzichte van het vastgehouden einde van de pijp-25 leiding en om een einde van het pijpstuk met het pijpleidingeinde in aanraking te houden en middelen om de as van het pijpstuk coaxiaal te houden ten opzichte van de as van de pijpleiding, met het kenmerk dat de middelen om de hartlijn van het pijpstuk coaxiaal te houden ten opzichte van die van 800 0 2 79 * ' -τ « -9- de pijpleiding een uitwendige klem omvatten, welke wordt gevormd door een tweetal ringen waarvan de binnendiameter groter is dan de buitendianeter van de te lassen pijpen, en welke ringen aan elkaar zijn bevestigd door middel van een draaibare kraag welke een draaien-5 de arm draagt voor een tweede laserbron en/of een reflecterend oppervlak en met een stel radiaal gerichte hydraulische vijzels waarvan de zuigers steken door openingen in de ringen en die tot aanligging kunnen komen tegen de buitenzijde van het pijpstuk respectievelijk de pijpleiding· 10 3· Inrichting volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk dat middelen aanwezig zijn voor het selectief of gezamenlijk bekrachtigen van de genoemde hydraulische vijzels van de klem, teneinde de dwarsdoorsnede van het einde van het pijpstuk of de pijpleiding zuiver cirkelvormig te maken· 15 40 Inrichting volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk dat middelen aanwezig zijn voor het afzonderlijk of gezamenlijk bekrachtigen van de hydraulische vijzels van de klem voor het oprekken of samendrukken van het betreffende einde van pijpstuk of pijpleiding om daaraan een cirkelvormige doorsnede van 20 een gewenste afmeting te geven,
2. 5· Inrichting volgens der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de middelen voor het richten van het pijpstuk ten opzichte van het vastgezette einde van de pijpleiding en om een einde van het pijpstuk met het pijpleidingeinde in 25 aanraking te houden, gevormd wordt door een hol, afgeknot kegelvormig orgaan dat een kleinste diameter heeft welke kleiner is dan de binnendiameter van het pijpstuk en een grootste diameter welke groter is dan de binnendiameter van het pijpstuk, welk orgaan verplaatsbaar is langs de as van de pijpleiding en in het andere einde van 800 0 2 79 -10- het pijpstuk wordt gedrukt door middel van een of meer door fluïdum-druk werkende inrichtingen,, 80 0 0 2 79