RU2656909C1 - Способ ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки - Google Patents
Способ ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656909C1 RU2656909C1 RU2017123672A RU2017123672A RU2656909C1 RU 2656909 C1 RU2656909 C1 RU 2656909C1 RU 2017123672 A RU2017123672 A RU 2017123672A RU 2017123672 A RU2017123672 A RU 2017123672A RU 2656909 C1 RU2656909 C1 RU 2656909C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- defect
- laser
- repair
- sample
- sampling
- Prior art date
Links
- 230000008439 repair process Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000001304 sample melting Methods 0.000 claims 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/18—Appliances for use in repairing pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки. Осуществляют обнаружение дефекта методом ультразвукового контроля путем сканирования вдоль линии шва с использованием ультразвуковых преобразователей до обнаружения дефекта. Строят координатную модель дефекта, данные которой используют для построения координатной модели выборки, которую вводят в блок управления. Блок управления осуществляет позиционирование в зоне ремонта оптической лазерной головки, с помощью которой на стадии выборки дефекта выполняют лазерную строжку путем нагрева и расплавления металла лазерным лучом в зоне выборки с последующим удалением расплавленного металла струей сжатого воздуха. Заплавление выборки выполняют воздействием лазерного излучения на присадочный материал, помещенный в полость выборки. Изобретение позволяет выполнить ремонтный шов, имеющий малую ширину, с максимальным сохранением в зоне ремонта геометрии продольного шва. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для ремонта продольных швов труб большого диаметра, изготовленных с применением технологий лазерной, гибридной лазерно-дуговой сварки.
Устранение дефектов сварных швов труб, выполненных с применением технологий лазерной сварки, сопряжено с проблемой выполнения ремонтного шва с максимальным сохранением геометрии продольного шва, имеющего малую ширину (до 2 мм).
Известен способ ремонта сварного шва трубы, при котором осуществляют обнаружение дефекта, выборку дефекта и заплавление выборки («Временная инструкция по технологиям ремонта сваркой дефектов труб и сварных соединений газопроводов», утвержденная ПАО «Газпром», 2005 г.). В известном способе ремонт залегающих внутри шва дефектов происходит путем выборки дефектного участка шлифовальным кругом с последующей заваркой многопроходной сваркой в защитных газах или плавящимся электродом.
Известный способ неприменим для технологий лазерной сварки, при которых ширина сварного шва и зона термического влияния очень малы, и ремонтный шов, выполненный по известному способу, будет намного шире основного шва и будет являться не меньшим концентратором напряжений, чем сам дефект.
Техническая проблема состоит в разработке способа для ремонта дефектов сварных швов, выполненных с использованием технологий лазерной или гибридной лазерно-дуговой сварки.
Техническим результатом является выполнение ремонтного шва, имеющего малую ширину, с максимальным сохранением в зоне ремонта геометрии продольного шва.
Технический результат достигается тем, что в способе ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки, при котором осуществляют обнаружение дефекта, выборку дефекта и заплавление выборки, согласно изобретению для обнаружения дефекта осуществляют ультразвуковой контроль путем сканирования вдоль линии шва с использованием ультразвуковых преобразователей до обнаружения дефекта, при котором строят координатную модель дефекта, данные которой используют для построения координатной модели выборки, которую вводят в блок управления, осуществляющий позиционирование в зоне ремонта оптической лазерной головки, с помощью которой на стадии выборки дефекта выполняют лазерную строжку путем нагрева и расплавления металла лазерным лучом в зоне выборки с последующим удалением расплавленного металла сжатым воздухом, а на стадии заплавления выборки методом лазерной наплавки осуществляют воздействие лазерного излучения на присадочный материал, помещенный в полость выборки.
В качестве присадочного материала используют металлический порошок. Метод ультразвукового контроля обеспечивает высокую точность обнаружения дефекта.
Построение координатной модели дефекта с последующим построением координатной модели выборки, которую вводят в блок управления, осуществляющий позиционирование оборудования в соответствии с построенной моделью выборки, обеспечивает высокую точность наведения оптической лазерной головки на зону ремонта, что приводит к высокоточной выборке металла и высокоточному заплавлению выборки.
Использование метода лазерной строжки позволяет выполнить выборку дефекта малой ширины и требуемой глубины.
Заплавление выборки методом лазерной наплавки позволяет выполнить узкий ремонтный шов с максимальным сохранением геометрии продольного шва.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен участок ремонта шва трубы, вид спереди.
На фиг. 2 - то же, вид сверху.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.
Труба 1 после наложения всех рабочих швов проходит предварительный ультразвуковой контроль, при котором осуществляют выявление и пометку краской дефектного участка/участков. Далее осуществляют расшифровку отмеченного участка при помощи рентгенотехнологического контроля и подтверждение необходимости проведения ремонта. Ремонтный участок содержит транспортную тележку 2, перемещающуюся по рельсовому пути 3, на которой установлены два робота: высокоточный шестикоординатный робот 4 с прибором 5 ультразвукового контроля TOFD (Time-of-flight diffraction ultrasonics), высокоточный шестикоординатный робот 6 с оптической лазерной головкой 7 и зажимом для съемного сопла 8, подающего сжатый воздух во время операции лазерной строжки, лазер 9, система охлаждения 10 лазера 9 и оптической лазерной головки 7. Также ремонтный участок содержит ремонтную платформу 11, на которой установлен пост управления 12 с блоком управления, выполненный с возможностью перемещения по направляющей 13. Между ремонтной платформой 11 и рельсами 3 установлены подъемно-поворотные ролики 14 и опорные ролики 15, предназначенные для размещения трубы 1. Кроме того, на ремонтной платформе 11 установлен бункер для металлического порошка под наплавку и размещены шланги подвода воды, сжатого воздуха.
Элементы комплекса подключаются и связываются кабелями питания, управления (на чертеже не показаны).
Оператор с поста управления размещает подготовленную к ремонту трубу 1 на опорных роликах 15. Затем с помощью подъемно-поворотных роликов 14 трубу 1 поднимают выше опорных роликов 15 и ориентируют швом на «12 часов».
Оператор перемещает транспортную тележку 2 по рельсам 3 к отмеченному для ремонта участку продольного шва трубы 1. Позиционируется оборудование ультразвукового контроля 5 робота 4. В режиме ультразвукового контроля блок управления передает управляющее воздействие на робота 4 и привод транспортной тележки 2. При этом прибор ультразвукового контроля 5 перемещается, осуществляя сканирование вдоль шва трубы 1 до обнаружения дефекта. После чего осуществляется определение геометрии дефекта, места и глубины его залегания. Результаты контроля преобразуются в координатный вид с построением координатной модели дефекта, на основе которой выстраивают координатную модель выборки, данные о которой передаются в блок управления.
На этапе выборки дефекта на рабочий орган робота 6 посредством зажима устанавливают сопло 8 с подведением к нему сжатого воздуха. В режиме выборки дефекта блок управления передает управляющее воздействие на робота 6 и привод транспортной тележки 2, которая перемещается на необходимое расстояние с обеспечением позиционирования робота 6 напротив участка дефекта, а оптическая лазерная головка 7 позиционируется в начальной точке выборки дефекта в соответствии с координатной моделью выборки. Далее выполняется операция выборки дефекта методом лазерной строжки, при котором осуществляется нагрев и расплавление металла лазерным лучом в зоне выборки с последующим удалением расплавленного металла сжатым воздухом. После окончания процесса выборки сопло 8 сжатого воздуха снимают.
По завершении операции выборки дефекта аналогичным образом блок управления передает управляющее воздействие на привод транспортной тележки 2 для позиционирования робота 6 перед участком дефекта с обеспечением возможности установить оптическую головку в начальной точке для заплавления выборки. Далее осуществляют послойное заплавление выборки путем воздействия лазерного излучения на присадочный материал, помещенный в полость выборки. В качестве присадочного материала предпочтительно используют металлический порошок, который оператор засыпает в полость выборки и уплотняет. После лазерного воздействия металлический порошок расплавляется и превращается в ремонтный проход.
Заплавление включает очистку выборки с использованием оптической лазерной головки 7 робота 6 перед каждым проходом наплавки.
Система охлаждения 10 производит охлаждение элементов оптической лазерной головки 7 и лазера 9.
В процессе заплавления выборки блок управления автоматически осуществляет позиционирование оборудования наплавки.
После заплавления дефекта оператор перемещает транспортную тележку 2 по рельсам 3 к следующему отмеченному для ремонта участку шва трубы 1 (если он имеется), и восстановление дефекта осуществляется аналогичным образом.
По завершении ремонта шва трубы 1 оператор переводит блок управления в режим ультразвукового контроля по методу TOFD. Посредством робота 10 выполняют ультразвуковой контроль отремонтированного участка для подтверждения качества ремонта.
Заявляемый способ обеспечивает точное наведение ремонтного оборудования на зону дефекта шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки, позволяет устранить любой дефект лазерного шва с минимальным объемом выборки, максимальным сохранением геометрии шва.
Claims (2)
1. Способ ремонта продольного шва трубы, выполненного лазерной сваркой, включающий обнаружение дефекта, выборку дефекта и заплавление выборки, отличающийся тем, что для обнаружения дефекта осуществляют ультразвуковой контроль путем сканирования вдоль линии шва с использованием ультразвуковых преобразователей, при этом строят координатную модель дефекта, по которой осуществляют построение координатной модели выборки, которую вводят в блок управления оптической лазерной головкой, затем осуществляют позиционирование в зоне ремонта оптической лазерной головки и выполняют выборку дефекта лазерной строжкой путем нагрева и расплавления металла лазерным лучом в зоне выборки с последующим удалением расплавленного металла струей сжатого воздуха, при этом заплавление выборки осуществляют лазерной наплавкой путем воздействия лазерного излучения на присадочный материал, который помещают в полость выборки.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве присадочного материала используют металлический порошок.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017123672A RU2656909C1 (ru) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | Способ ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017123672A RU2656909C1 (ru) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | Способ ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2656909C1 true RU2656909C1 (ru) | 2018-06-07 |
Family
ID=62560364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017123672A RU2656909C1 (ru) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | Способ ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656909C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738181C1 (ru) * | 2020-06-23 | 2020-12-09 | Акционерное общество «ОДК-Авиадвигатель» | Способ ремонта кожуха термопары газотурбинной установки |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6167583A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 金属管の欠陥修理方法 |
| RU2204467C2 (ru) * | 2001-07-04 | 2003-05-20 | Открытое акционерное общество "Пермский моторный завод" | Способ исправления дефектов на отливках |
| RU2337803C2 (ru) * | 2006-12-25 | 2008-11-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Лентрансгаз" | Способ ремонта труб магистральных газопроводов со стресскоррозионными трещинами |
| EP2047944A1 (en) * | 2007-10-08 | 2009-04-15 | General Electric Company | Method and system for restoring parent metal properties across welds |
| RU2540062C1 (ru) * | 2013-06-06 | 2015-01-27 | Мария Александровна Мельникова | Способ нанесения маркировки внутри изделия |
-
2017
- 2017-07-04 RU RU2017123672A patent/RU2656909C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6167583A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 金属管の欠陥修理方法 |
| RU2204467C2 (ru) * | 2001-07-04 | 2003-05-20 | Открытое акционерное общество "Пермский моторный завод" | Способ исправления дефектов на отливках |
| RU2337803C2 (ru) * | 2006-12-25 | 2008-11-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Лентрансгаз" | Способ ремонта труб магистральных газопроводов со стресскоррозионными трещинами |
| EP2047944A1 (en) * | 2007-10-08 | 2009-04-15 | General Electric Company | Method and system for restoring parent metal properties across welds |
| RU2540062C1 (ru) * | 2013-06-06 | 2015-01-27 | Мария Александровна Мельникова | Способ нанесения маркировки внутри изделия |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Временная инструкция по технологиям ремонта сваркой дефектов труб и сварных соединений газопроводов, ПАО "Газпром", 2005. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738181C1 (ru) * | 2020-06-23 | 2020-12-09 | Акционерное общество «ОДК-Авиадвигатель» | Способ ремонта кожуха термопары газотурбинной установки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2639182C1 (ru) | Способ ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки | |
| KR101982433B1 (ko) | 로봇 용접 시스템 및 그 용접방법 | |
| RU2680166C1 (ru) | Роботизированный комплекс для ремонта дефектов сварных швов труб, изготовленных с использованием технологии лазерной сварки | |
| EP2782701B1 (en) | System and method for modular portable welding and seam tracking | |
| RU2568856C2 (ru) | Способ (варианты), ремонтное устройство и система для исправления кольцевого сварного соединения и трубоукладочное судно | |
| CN102756235B (zh) | 一种特别适于厚壁铸钢件中较大及贯穿型缺陷的现场焊接修复方法 | |
| EP3492209A1 (en) | Welding device | |
| US10835981B2 (en) | Method for circumferential welding and a robotic welding system for circumferential welding | |
| CN105689857A (zh) | 一种塔筒制造焊接工艺 | |
| CN106312353A (zh) | 一种u肋焊接装置及方法 | |
| US20190321909A1 (en) | Welding process and welding apparatus | |
| RU2690897C1 (ru) | Комплекс роботизированный для ремонта дефектов продольных швов труб, изготовленных с применением технологии лазерной сварки | |
| RU2656909C1 (ru) | Способ ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки | |
| JP2905407B2 (ja) | 現場溶接後の後処理方法および後処理システム装置 | |
| JP6278852B2 (ja) | 金属キャスク用伝熱銅フィンの溶接方法及び伝熱銅フィン付き金属キャスク | |
| JP6385763B2 (ja) | レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法 | |
| RU2668623C1 (ru) | Способ устранения дефекта сварного шва трубной сформованной заготовки, выполненного с использованием лазера | |
| KR101173612B1 (ko) | 실시간 용접 건전성 확인 장치가 구비된 지능형 자동 용접장치 | |
| JPH08118017A (ja) | 自動溶接装置 | |
| RU2668621C1 (ru) | Способ устранения дефекта сварного шва трубной сформованной заготовки, выполненного с использованием лазера | |
| CN112475561B (zh) | 自动焊焊接主蒸汽管道工艺 | |
| JP7489542B2 (ja) | 使用済燃料プールのライニングを修理するための設備及びシステム | |
| WO2022024075A1 (en) | System and method for automated detection, marking and repair of welding abnormalities | |
| Kang et al. | Study on quality monitoring of laser welding | |
| Kang et al. | Study on laser hybrid welding process monitoring |