RU2139780C1 - Laser complex for main pipeline laying - Google Patents
Laser complex for main pipeline laying Download PDFInfo
- Publication number
- RU2139780C1 RU2139780C1 RU98115872A RU98115872A RU2139780C1 RU 2139780 C1 RU2139780 C1 RU 2139780C1 RU 98115872 A RU98115872 A RU 98115872A RU 98115872 A RU98115872 A RU 98115872A RU 2139780 C1 RU2139780 C1 RU 2139780C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- pipe
- welding
- pipeline
- additional
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области лазерной сварки и может быть использовано для прокладки магистральных трубопроводов различного назначения в полевых условиях, особенно в северных районах. The present invention relates to the field of laser welding and can be used for laying main pipelines for various purposes in the field, especially in the northern regions.
Известна установка для лазерной сварки магистральных трубопроводов [1]. Установка представляет из себя охватывающую трубу конструкцию, в состав которой входит привод и механизм перемещения ее вдоль трубы, технологический лазер с фокусирующим объективом и с приводом их вращения вокруг трубы. Электропитание и управление установкой осуществляется от автономного комплекса, передвигающегося по грунту вместе с установкой рядом с трубой. Связь между установкой и комплексом обеспечивается узлом подвода коммуникаций. A known installation for laser welding of pipelines [1]. The installation is a tube-covering structure, which includes a drive and a mechanism for moving it along the pipe, a technological laser with a focusing lens and a drive for their rotation around the pipe. Power supply and control of the installation is carried out from an autonomous complex moving along the ground with the installation next to the pipe. The connection between the installation and the complex is provided by the communications supply unit.
Установка работает следующим образом. Предназначенная для приварки труба подстыковывается торцом к торцу конца трубопровода. Далее установка, используя собственный привод и механизм перемещения, перемещается вдоль конца трубопровода до места стыка. Фокусирующий объектив устанавливается точно напротив стыка. Включается лазер и одновременно с ним включается привод вращения лазера вместе с фокусирующим объективом. Тем самым проводится сварка кольцевого шва. После проведения процесса сварки лазер отключается и установка вместе с автономным комплексом перемещается до следующего стыка. После этого технологический цикл повторяется. Installation works as follows. The pipe intended for welding is butt-joined to the butt-end of the end of the pipeline. Further, the installation, using its own drive and movement mechanism, moves along the end of the pipeline to the junction. The focusing lens mounts exactly opposite the joint. The laser turns on and at the same time the laser rotation drive with the focusing lens is turned on. Thus, welding of the annular seam is carried out. After the welding process, the laser is turned off and the installation, together with the autonomous complex, moves to the next joint. After this, the technological cycle is repeated.
Известна установка для лазерной сварки трубопроводов [2]. Установка включает передвижное устройство, платформу с размещенным на ней технологическим лазером, аппаратуру управления, электростанцию, вспомогательное оборудование. В ее состав входит также магазин лучепроводов с расположенными на них предназначенными для приварки трубами и устройство поджима трубы к трубопроводу. A known installation for laser welding of pipelines [2]. The installation includes a mobile device, a platform with a technological laser placed on it, control equipment, a power plant, and auxiliary equipment. It also includes a beam line store with pipes designed for welding located on them and a device for clamping the pipe to the pipeline.
Установка работает следующим образом. Магазин с лучепроводами и предназначенными для проварки трубами подводит торец одной трубы к торцу конца закрепленного в зажимах трубопровода. Installation works as follows. A store with beam lines and pipes intended for welding leads the end of one pipe to the end face of the end fixed in the clamps of the pipeline.
С помощью устройства поджима осуществляется поджим трубы к торцу трубопровода. После этого включается лазер и излучение по лучепроводу подается на поворотное зеркало. Далее оно подается на фокусирующий объектив и затем на свариваемый стык. После сварки кольцевого шва установка отъезжает вперед по трассе трубопровода на расстояние, равное длине трубы. Магазин лучепроводов подает в зону сварки новую трубу со своим лучепроводом и технологический цикл повторяется. Using the preload device, the pipe is pressed to the end of the pipeline. After that, the laser is turned on and the radiation through the beam line is fed to the rotary mirror. Then it is fed to the focusing lens and then to the welded joint. After welding the annular seam, the installation moves forward along the pipeline route at a distance equal to the length of the pipe. The beam path store supplies a new pipe with its beam path to the weld zone and the process cycle repeats.
Общим недостатком вышеописанных установок является односторонний способ сварки кольцевого шва - в первом случае - наружный, во втором случае внутренний. Результатом этого является получение некачественного сварного соединения, обусловленное присутствием в корне шва больших концентраций напряжений и деформаций, трещин, а также дефектов в виде включений. A common drawback of the above-described installations is a one-sided method of welding an annular seam - in the first case - external, in the second case internal. The result of this is a poor-quality welded joint due to the presence of large concentrations of stress and strain, cracks, and also defects in the form of inclusions in the root of the weld.
Все это может привести к разрушению сварного соединения и, следовательно, к выходу из строя трубопровода с большими материальными потерями. All this can lead to the destruction of the welded joint and, consequently, to failure of the pipeline with large material losses.
Кроме того, односторонний способ сварки позволяет обеспечить сварку труб определенной, ограниченной толщины. А в настоящее время существует устойчивая тенденция к применению трубопроводов все больших рабочих давлений и, следовательно, использованию труб больших толщин. In addition, a one-way welding method allows welding of pipes of a certain, limited thickness. And now there is a steady trend towards the use of pipelines of increasing working pressures and, consequently, the use of pipes of large thicknesses.
Известно, что существует двухсторонний способ лазерной сварки [3]. Данный способ позволяет обеспечить формирование швов благоприятной конфигурации, что существенно снижает все вышеперечисленные дефекты. It is known that there is a two-way laser welding method [3]. This method allows for the formation of welds of a favorable configuration, which significantly reduces all of the above defects.
Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются повышение качества свариваемых швов лучепроводов при повышении производительности работы сварочного комплекса. The problems solved by the invention are to improve the quality of the welded seams of the beam lines while increasing the productivity of the welding complex.
Вышеуказанные задачи решаются тем, что в лазерном комплексе для прокладки магистральных трубопроводов, включающем передвижное устройство, платформу с размещенными на ней автономной электростанцией, аппаратурой управления, технологическим лазером, вспомогательным оборудованием, внешним лучепроводом, магазином лучепроводов с размещенными на них предназначенными для приварки трубами и имеющим собственный привод, устройством поджима трубы к трубопроводу, опорами с закрепленным в них концом трубопровода, в месте стыка торца трубы с концом трубопровода с внешней стороны находится дополнительный лазер, имеющий привод вращения вокруг стыка. Между объективом, расположенным на лучепроводе (внутри трубы) и внешним объективом относительно оси трубы имеется угол, определяемый технологическими условиями. The above problems are solved by the fact that in the laser complex for laying the main pipelines, which includes a mobile device, a platform with an autonomous power station placed on it, control equipment, a laser, auxiliary equipment, an external beam path, a beam path store with tubes intended for welding and placed on them and having own drive, device for pressing the pipe to the pipeline, supports with the end of the pipeline fixed in them, at the junction of the pipe end with the end th pipeline from the outside is an additional laser having a rotary drive around the joint. Between the lens located on the beam line (inside the pipe) and the external lens relative to the axis of the pipe there is an angle determined by the technological conditions.
Мощность дополнительного лазера может быть равной или значительно большей мощности лазера, обеспечивающего сварку внутреннего корневого шва. Известно, что именно дефекты в корне шва определяют прочность всего сварного соединения, поэтому внутренний шов должен быть выполнен по возможности бездефектным. Известно, что количество дефектов в шве, а также растягивающие напряжения в околошовной зоне термического влияния уменьшаются с увеличением скорости сварки. Поэтому важно обеспечить максимально возможную скорость сварки внутреннего шва, даже за счет глубины провара, оставшуюся большую часть толщины стенки трубы проварив на меньшей скорости внешним дополнительным лазером. Для того, чтобы увеличить производительность процесса, можно внешний шов варить сразу несколькими лучами. Для этого дополнительный лазер необходимо выполнить многопучковым, снабженным соответствующим количеством фокусирующих объективов, ориентированных по радиусам относительно оси трубопровода и равноотстоящих друг относительно друга по углу. The power of the additional laser can be equal to or significantly greater than the power of the laser, which provides welding of the internal root seam. It is known that it is the defects in the root of the seam that determine the strength of the entire welded joint, so the inner seam should be made as defectless as possible. It is known that the number of defects in the weld, as well as tensile stresses in the heat-affected zone of the thermal influence, decrease with increasing welding speed. Therefore, it is important to ensure the maximum possible welding speed of the inner seam, even due to the penetration depth, by boiling the remaining large part of the pipe wall thickness at a lower speed with an external additional laser. In order to increase the productivity of the process, you can cook the external seam with several beams at once. For this, an additional laser must be multi-beam, equipped with an appropriate number of focusing lenses oriented along the radii relative to the axis of the pipeline and equally spaced relative to each other in angle.
Комплекс выглядит следующим образом (фиг. 1). К передвижному устройству 1 прикреплена платформа 2, на которой находятся размещаются автономная электростанция 3, аппаратура управления 4, вспомогательное оборудование 5 (газовое хозяйство) технологический лазер 6. От технологического лазера излучение отводится с помощью внешнего лучепровода 7. На платформе размещаются магазин 8 лучепроводов 9 с размещенными на нем предназначенными для приварки трубами 10. Магазин имеет привод перемещения 11 и устройство поджима трубы к трубопроводу 12. На конце каждого лучепровода размещаются механизм и привод перемещения вдоль оси трубы 13 (фиг. 2 и фиг. 3), поворотное зеркало 14 и фокусирующий объектив 15 и привод вращения объектива вокруг оси трубы 16. В месте стыка трубы с трубопроводом с наружной стороны располагается внешний объектив 17, жестко соединенный с лазером 19, имеющим привод вращения вокруг трубы 18. Лазер 19 подает излучение в объектив 17. The complex is as follows (Fig. 1). A
На платформе размещены опоры 20, которые держат и одновременно центрируют конец трубопровода 21. On the platform are placed supports 20 that hold and simultaneously center the end of the
Комплекс работает следующим образом. По заранее проложенной трассе будущего трубопровода передвигается передвижное устройство 1 вместе со сцепленной с ним платформой 2. На платформе в передней ее части размещается автономная электростанция 3, аппаратура управления комплексом 4, вспомогательное оборудование 5. Генерируемое технологическим лазером 6 излучение направляется по внешнему лучепроводу 7, имеющему поворотные зеркала. Далее излучение попадает в лучепровод 9 и, транспортируясь по нему на поворотное зеркало 14, отражаясь от которого, направляется в фокусирующий объектив 15. В нем излучение фокусируется и направляется непосредственно на стык. Вращение фокусирующего объектива вместе с поворотным зеркалом обеспечивается приводом 16 вокруг оси привариваемых труб. При этом проваривается корневой шов. Сварка внешним фокусирующим объективом 17 проводится на некотором расстоянии от места сварки объектива 15 (фиг. 4) (угол α ). Возможна также одновременная сварка внутренних и внешних швов, в этом случае α =0. Фокусирующий объектив 17 получает излучение от технологического лазера 19, который имеет привод вращения 18 вокруг трубы. Формирование наружного сварного шва происходит по горячему внутреннему. После осуществления двухсторонней сварки кольцевого шва привод перемещения 13 фокусирующий объектив и поворотное зеркало вправо, уменьшая тем самым длину лучепровода. The complex works as follows. A mobile device 1 moves along a pre-laid route of the future pipeline along with a
Комплекс перемещается вперед по трассе на длину одной трубы. Далее магазин лучепроводов 8 с помощью привода 11 подводит новую предназначенную для приварки трубу 10 к концу трубопровода 20. Конец трубопровода поддерживается и центрируется относительно привариваемой трубы с помощью опор 21. Устройство поджима трубы к трубопроводу 12 поджимает трубу к концу трубопровода. Привод перемещения 13 фокусирующего объектива перемещает его влево до места стыка. После этого технологический цикл работы комплекса повторяется. The complex moves forward along the highway to the length of one pipe. Next, the
Использование двухсторонней лазерной сварки громоздких конструкций, таких как конец трубопровода и привариваемая труба с опорами на единую платформу позволяет их точно центрировать друг с другом и, следовательно, создавать благоприятные условия формирования сварного шва. The use of double-sided laser welding of bulky structures such as the end of the pipeline and the welded pipe with supports on a single platform allows them to be precisely centered with each other and, therefore, create favorable conditions for the formation of a weld.
Список литературы. List of references.
1. Патент России N 2070494. "Установка для лазерной сварки трубопроводов". Бюл. N35, от 20.12.96. 1. Patent of Russia N 2070494. "Installation for laser welding of pipelines." Bull. N35, dated 12.20.96.
2. Патент России N 2074798. "Установка для лазерной сварки трубопроводов." Бюл. N7, от 10.03.97. (прототип). 2. Russian patent N 2074798. "Installation for laser welding of pipelines." Bull. N7, dated 10.03.97. (prototype).
3. А.А. Рыбаков, В.В. Якубовский, В.Ч. Кирьян и др. Исследование работоспособности сварных соединений трубной стали 10Г2БТ, выполненный двухпроходной лазерной сваркой. Автоматическая сварка, N 7, 1995, Киев, стр. 12-17п 3. A.A. Rybakov, V.V. Yakubovsky, V.Ch. Kiryan et al. A study of the operability of welded joints of 10G2BT pipe steel, performed by two-pass laser welding. Automatic welding,
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98115872A RU2139780C1 (en) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | Laser complex for main pipeline laying |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98115872A RU2139780C1 (en) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | Laser complex for main pipeline laying |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2139780C1 true RU2139780C1 (en) | 1999-10-20 |
Family
ID=20209768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98115872A RU2139780C1 (en) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | Laser complex for main pipeline laying |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2139780C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775615C2 (en) * | 2015-03-26 | 2022-07-05 | СиАрСи-ЭВАНС ПАЙПЛАЙН ИНТЕРНЭШНЛ, ИНК. | Systems and methods used in welding pipe segments in pipeline |
US11458571B2 (en) | 2016-07-01 | 2022-10-04 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Systems and methods for use in welding pipe segments of a pipeline |
US11767934B2 (en) | 2013-05-23 | 2023-09-26 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Internally welded pipes |
-
1998
- 1998-08-21 RU RU98115872A patent/RU2139780C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11767934B2 (en) | 2013-05-23 | 2023-09-26 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Internally welded pipes |
RU2775615C2 (en) * | 2015-03-26 | 2022-07-05 | СиАрСи-ЭВАНС ПАЙПЛАЙН ИНТЕРНЭШНЛ, ИНК. | Systems and methods used in welding pipe segments in pipeline |
US11458571B2 (en) | 2016-07-01 | 2022-10-04 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Systems and methods for use in welding pipe segments of a pipeline |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI68184B (en) | ANALYZING FOR HOUSING WITH AVERAGE LIGHTING WITH LASERSTRAOLAR | |
CA2546586C (en) | Orbital welding device for pipeline construction | |
US5593605A (en) | Internal laser welder for pipeline | |
EP0594210B2 (en) | Method and apparatus for welding material by laser beam | |
CA2222252A1 (en) | Arc and laser welding process for pipeline | |
EA017579B1 (en) | Method and device for connecting the ends of steel tubes by means of orbital welding using a hybrid technique | |
EA000158B1 (en) | Apparatus for working on a tube portion using a laser beam, and use thereof on pipe tubes on a marine pipe-laying or pipe recovery barge | |
JPS62173092A (en) | Sleeve welding method and device into steam generator tube | |
JPS62173093A (en) | Method of matching beam-receiving and transmitting means andmatching inspection device | |
US4733047A (en) | Spot welding technique | |
RU2139780C1 (en) | Laser complex for main pipeline laying | |
JP5710171B2 (en) | Laser welding method and apparatus | |
JP3398128B2 (en) | Laser welding method | |
JP3541166B2 (en) | Pipe joining method | |
Coste et al. | Deep-penetration laser welding with Nd: YAG laser combination up to 11-kW laser power | |
RU2136468C1 (en) | Laser welding set for pipelines | |
RU2165344C2 (en) | Laser complex for welding pipelines | |
RU2116181C1 (en) | Laser system for routing pipelines | |
JPH10277638A (en) | Welding method for steel tube, and steel tube to be welded | |
JPS5978791A (en) | Installation device for lining pipe | |
JPH07124769A (en) | Method and equipment for butt laser welding of tube | |
RU2229367C2 (en) | Light guide and method for using it | |
CN218533174U (en) | Welding device | |
RU94030778A (en) | Method of laser welding of tubes | |
RU2074798C1 (en) | Pipeline laser welding set |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090822 |