NO156039B - Vakuum-sveisekammer for elektronstraalesveising. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et vakuum-sveisekammer beregnet for buttsveising ved hjelp av en: elektronstråle, av to langstrakte deler som strekker seg i sin lengderetning ved senter av dette sveisekammer. Elektronstrålesveising har be-tydelige fordeler fordi den er egnet for deler med stor tyk-kelse, på grunn av at den tillater hurtige og automatiserte sveiseoperasjoner og fordi den ikke krever noen varmebehand-ling, men den krever installasjonen av en lekkasjetett kapsling for å frembringe et lukket rom, hvori det er mulig å opprette det vakuum som er vesentlig for sveiseoperasjonen.

I tilfellet av langstrakte deler med store dimensjoner har imidlertid det rom som frembringes på denne måte, et meget stort volum som det er tidkrevende og kostbart å evakuere for hver sveiseoperasjon etter at det har vært ført tilbake til atmosfæretrykk som en følge av at en ny langstrakt del er ført inn i sveisekammeret.

Fra FR-PS 2 071 211 er kjent en liten forskyvbar tunge som isolerer elektronkanonen fra det omsluttende kammer slik at den kan holdes under et sekundært vakuum og hvor det omsluttende kammer så vekselvis holdes åpent eller evakueres til et primært vakuum, ved at den lille tunge beveges under arbeidsoperasjonen for elektronkanonen. Etter hver utført sveiseoperasjon, åpnes for forbindelse med atmosfæren med unn-tak av det lille volum som omslutter selve elektronkanonen.

Fra NO-PS 143867 er kjent et antall mindre kammere anordnet rundt de elementer som skal sveises, men disse mindre kammere står hele tiden i permanent innbyrdes trykkforbindelse.

Foreliggende oppfinnelse foreslår å redusere volumet av det omsluttende kammer som alternativt tilknyttes atmosfæretrykket eller evakueres, men hvor sveisekammeret fort-satt har fordelen ved et stort avgassingsvolum. I samsvar med dette er det skaffet til veie et vakuum-sveisekammer for anvendelse ved buttsveising ved hjelp av en elektronstråle,

av to langstrakte rør som strekker seg i sin lengderetning ved senter av kammeret, og sveisekammeret er av den type som fremgår av den innledende del av det etterfølgende krav 1, og det er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av den karakteris-rende del av dette krav.

De tilbaketrekkbare tetningspakninger er fortrinnsvis oppblåsbare pakninger som hver omfatter et par ringformede pakninger anordnet parallelt med hverandre, idet det er anordnet organer for evakuering av det mellomliggende rom som avgrenses mellom de to elementære pakninger.

De forbindende rør som forbinder de oppblåsbare pakninger eller de mellomliggende rom som strekker seg fra det indre av nevnte utstyr til utenfor kapslingen, omfatter fortrinnsvis minst én fleksibel og strekkbar del.

Den tilbaketrekkbare tetningspakning anordnet mellom kapslingen og utstyret er fortrinnsvis anordnet mellom ledeplater og virker i tverretningen. Deres anordning og deres dimensjoner er fortrinnsvis hovedsakelig identiske ved begge ender i lengderetningen av kapslingen.

For evakuering av rommet eir det fordelaktig å anordne minst én pumpeslangeåpning i det sentrale kammer og forbundet med et første pumpeanlegg, og minst én annen pumpeslangeåpning i det periferiske kammer og forbundet med et annet pumpeanlegg.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av beskrivelsen av en utførelse av oppfinnelsen gitt som et rent eksempel under henvisning til tegningen, hvor den eneste figur viser i lengdesnitt en utførelse av et sveisekammer for sveising av seksjoner av en rørledning for føring av hydrokarboner, særlig under den såkalte "J-utlegging" av en rørledning i sjøen. Det vil imidlertid være klart at analoge anordninger kan benyttes for sveisingen på land, av massive eller hule langstrakte deler som strekker seg i lengderetningen og med en hvilken som helst helning.

Som vist på tegningen skal et første langstrakt

rør 1 eller en første rørledningsseksjon sveises ved sin øvre ende til et annet langstrakt rør eller en annen rørled-ningsseksjon 2 ved hjelp av elektronstrålesveising utført i et sveisekammer som danner et lukket rom 3, hvori sveising kan foretas og som er avgrenset av en kapsling 4 og tetningsorganer 5, 6 som omfatter oppblåsbare tetningselementer båret av de langsgående ender av kapslingen 4. Tetnings-elementene presses i deres oppblåste tilstand mot rørene 1 og 2, idet et innvendig tetningselement som ikke er vist,

er ført inn i de langstrakte deler når de er hule som i foreliggende tilfelle, for å sikre der den innvendige lekkasjetetthet i sveisesonen ved å tette mot innersidene av rørene 1 og 2 på hver side av disses skjøteflate 7.

Elektronkanonen eller kanonene som ikke er vist, bæres av utstyret 8 som spesielt omfatter en kanonbærende ring 9, en helningsplate 10 og en ring- 11 som bærer armer som ikke er vist, for å gripe rørledningsseksjonen og feste hele utstyret 8 ubevegelig til denne.

Elementene som utgjør utstyret 8, er i en viss grad stablet i lengderetningen og ringene 9 og 11 som er adskilt fra hverandre for å tillate helning og dreining av ringen 9 i forhold til ringen 11, utgjør en lekkasjetett vegg som strekker seg fra den ene langsgående ende av kapslingen 4 til den annen, i kraft av en tilbaketrekkbar tetningspakning 12 som omfatter et par oppblåsbare ringformede pakninger 13 og 14, mellom hvilke der er et evakuert mellomrom 15. Denne pak-

ning 12 har en bevegelse som gjør det mulig å bevare dens lekkasjetetthet, når bare det periferiske kammer 42 som skal beskrives nærmere senere, befinner seg under vakuum, mens ringene 9 og 11 beveger seg i forhold til hverandre for nøy-aktig innstilling av elektronkanonen eller kanonene, etter-følgende en operasjon for føling av tverrsnittet av det ene rør, f.eks. rør 1, til hvilket det annet rør, i dette tilfelle rør 2, skal festes eller skjøtes.

Pakningene 13 og 14 presses sammen og utøver sitt trykk i lengderetningen. De bæres av ringen 11 og ligger an mot ringen 9 over rillete flater 16, 17. Vakuumet er frem-bragt i mellomrommet 15 gjennom et rør 18 som omfatter en fleksibel og strekkbar del 19 og som forlater rommet 3 over en kobling 20. Pumpeanleggene utenfor kapslingen 4, hvilke er forbundet med koblingen 20 og som er av konvensjonell type, er ikke vist. Pakningene 13 og 14 blåses opp gjennom rør 21 og 22 som som vist er kombinert i et rør 23 forsynt med en fleksibel og strekkbar del 24 og som forlater rom-

met 3 over en kobling 25. Rørene 21, 22 kunne være forenet med utsiden adskilt, idet det er mulig for pakningen 14 som under drift er omgitt av et vakuum, å bli oppblåst til et lavere trykk eller ganske enkelt til atmosfæretrykk. Opp-blåsningsanleggene utenfor kapslingen 4, hvilke er for-

bundet med rørene 21, 22 og som er konvensjonelle, er ikke vist.

Ved de langsgående ender av kapslingen 4 sikrer tilbaketrekkbare tetningspakninger 26, 27 lekkasjetettheten mellom denne kapsling 4 og henholdsvis ringen 11 og ringen 9. Da disse to pakninger 26 og 27 er identiske, vil bare en av dem, nemlig pakningen 27, bli beskrevet. Denne pakning

27 omfatter et par oppblåsbare ringformede pakninger 28 og

29 båret av sylindriske ribber 30 og 31 i ett stykke med eller festet til kapslingen 4 og som danner ledeplater med sylindriske ribber 32 og 33 båret åv ringen 9. Disse pakninger 28, 29 presses sammen og utøver sitt trykk i en tverr-retning eller radial retning i forhold til kapslingens lengderetning, og hver av deres flater som ligger an mot ribbene 32 og 33, er forsynt med spor.

Mellomrommet 34 mellom pakningene 28 og 29 evakueres gjennom et rør 35 som forlater rommet 3 over en kobling 36. Pakningene 28 og 29 blåses opp.gjennom rør 37 og 38 som som vist er kombinert til et rør 39 som forlater rommet 3 over en kobling 40, men som kunne være adskilt for å påføre forskjellige trykk på de to pakninger som allerede forklart i forbindelse med pakningene 13 og 14.

Det har vært foretrukket en radial virkning av pakningene 28, 29 fremfor en lengdevirkning for å redusere be-vegelsene i høyde med pakningene under den nøyaktige innstilling av elektronkanonen eller kanonene. Det er viktig for anordningen og dimensjonene av pakningene 26 og 27 at de er hovedsakelig identiske for å unngå mekanisk overbelastning når bare det periferiske kammer 42 isom skal beskrives, er under vakuum.

Settet av pakninger 12', 26 og 27 deler rommet 3

i to deler, nemlig et sentralt slusekammer 41 og et periferisk kammer 42 som enten kan være, adskilt fra hverandre eller bringes til forbindelse med hverandre alt etter hvor-vidt pakningene 12, 26 og 27 blåses opp og er virksomme eller er trukket bort og er uvirksomme.

Et rør 43 forsynt med en fleksibel og strekkbar

del 4 4 forbinder slusekammeret 41 med en luftinntaksventil 45, idet f.eks. tørr luft kan føres inn i slusekammeret 41

etter ønske som det vil fremgå nedenfor.

I det minste én pumpeslange, såsom røret 46,

munner ut i det periferiske kammer 42 og minst én pumpe-

slange, såsom røret 47, munner ut i det sentrale slusekammer 41. Røret 47 omfatter en fleksibel og strekkbar del 48 og det er forlenget ved hjelp av en kanal inn i ringen 11, og munner ut i låsen 41 gjennom minst én åpning 49.

Pumperøret 46 er forbundet med et utvendig pumpeanlegg som ikke er vist, for å frembringe et høyt vakuum,

-3

f.eks. i størrelsesordenen 10 mm Hg. Pumperøret 47 er forbundet med et annet utvendig pumpeanlegg som ikke er vist,

for hurtigere frembringelse av et forholdsvis lavt vakuum f.eks. i størrelsesordenen 10 mm Hg.

Når hele rommet 3 skal evakueres på nytt er det

mulig til å begynne med å tilføre tørr luft til slusekam-

meret 41 gjennom røret 43 og deretter til de oppblåsbare elementer 5 og 6 i press mot rørene 1 og 2, idet et første vakuum frembringes i slusekammeret 41 over pumperøret 47, hvoretter pakningene 12, 26 og 27 trekkes tilbake og det for sveising nødvendige vakuum oppnås ved hjelp av pumpe-anlegget forbundet med pumperøret 46, hvilket virker med ut-gangspunkt i et vakuum mellom det første vakuum skaffet ved installasjonen tilkoblet pumperøret 47 og det vakuum som er nødvendig for sveising, oppnådd ved fortynning i hele rom-

met 3, idet luften forblir i det sentrale slusekammer 41 som således arbeider under utmerkede betingelser.

Det vil bemerkes at bortsett fra fordelen ved å redusere det volum som periodisk går tilbake til atmosfærisk trykk (volumet i slusekammeret 41), gir dette kammer 41 fordelen ved at de metallflater som utsettes for ny avgassing under denne tilbakevenden til atmosfæretrykk blir redusert.

Claims (11)

1. Vakuum-sveisekammer for anvendelse ved buttsveising ved hjelp av en elektronstråle, av to langstrakte rør (1, 2) som strekker seg i sin lengderetning ved senter av kammeret, omfattende en kapsling (4) avgrensende et

hovedsakelig sylindrisk rom (3) for å oppta minst én elektronkanon og tilhørende utstyr (8) for understøttelse, innstilling og forskyvning av nevnte eller hver elektronkanon i forhold til den skjøteflate (7) som skal sveises mellom de to rør (1, 2), og tilbaketrekkbare tetningsorganer (5, 6) for tetning mot hvert av de to respektive rør og anordnet ved de langstrakte ender av kapslingen (4), idet rommet (3) er delt inn i et sentralt, sylindrisk slusekammer (41) for opptak av de langstrakte rør (1, 2) når de nevnte tetningsorganer (5, 6) er trukket tilbake, og et periferisk kammer (42) radialt omsluttende det sentrale slusekammer (41) og nevnte elektronkanon og tilhørende utstyr (8), karakterisert ved et antall tilbaketrekkbare tetningspakninger (12, 26, 27) fordelt i lengderetningen mellom kapslingen (4) og utstyret (8) og inne i dette for selektiv forbindelse mellom det sentrale (41) og det perifere (42) kammer eller for isolasjon mellom disse kamre (41, 42), idet det sentrale slusekammer (41) skal kunne isoleres fra det perifere kammer (42) ved hjelp av de tilbaketrekkbare tetningspakninger (12, 26, 27) mellom sveiseoperasjo-nene og bringes i forbindelse med dette perifere kammer (42) mens sveiseoperasjoner pågår.

2. Kammer ifølge krav 1, karakterisert ved at de tilbaketrekkbare tetningspakninger (12, 26, 27) omfatter oppblåsbare pakninger (13, 14, 28, 29).

3. Kammer ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hver tilbaketrekkbar tetningspakning (12, 27) omfatter et par ringformede pakninger (13, 14; 28, 29) anordnet parallelt med hverandre og som avgrenser mellom seg et mellomrom, og organer for evakuering av dette mellomrom (15; 34).

4. Kammer ifølge krav 2, karakterisert ved at de nevnte oppblåsbare og tilbaketrekkbare tetningspakninger (13, 14) som er anordnet inne i nevnte utstyr (8), er forbundet med utsiden av kapslingen (4) ved hjelp av rør (23), idet minst én del (24) av disse rør er fleksibel og strekkbar.

5. Kammer ifølge krav 3, karakterisert ved at organene for evakuering av mellomrommet (15) mellom de ringformede pakninger (13, 14) av nevnte par anordnet inne i nevnte utstyr (8) omfatter et rør (18), hvorav i det minste én del (19) er fleksibel og strekkbar.

6. Kammer ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at de tilbaketrekkbare tetningspakninger (12) anordnet inne i utstyret (8) presses sammen i kapslingens lengderetning.

7. Kammer ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at de tilbaketrekkbare tetningspakninger (26, 27) anordnet mellom kapslingen (4) og nevnte utstyr (8) er anordnet mellom ledeplater (30, 31, 32, 33) og presses sammen normalt på kapslingens lengderetning.

8. Kammer ifølge krav 7, karakterisert ved at anordningen og dimensjonene av de tilbaketrekkbare tetningspakninger (26, 27) anordnet mellom kapslingen (4) og nevnte utstyr (8) er hovedsakelig identiske ved begge de langsgående ender av kapslingen (4) .

9. Kammer ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at minst ett pumperør (47) munner ut i det sentrale slusekammer (41) og minst ett annet pumperør (46) munner ut i det periferiske kammer (42).

10. Kammer ifølge krav 9, karakterisert ved at pumperøret (47) som munner ut i det sentrale slusekammer (41), strekker seg inn i det periferiske kammer (42) og omfatter i dette periferiske kammer minst én fleksibel og strekkbar del (48).

11. Kammer ifølge krav 10, karakterisert ved at pumperøret (47) som munner ut i det sentrale slusekammer (41) munner ut i dette kammer over minst én åpning (49) anordnet i en ring (11) av nevnte utstyr (8), hvilken ring danner en del av det rør som strekker seg inn i det periferiske kammer (42).