SU1646738A1 - Способ заполнени защитной камеры газом при сварке под водой и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к подводной сварке в защитной камере, в частности к способам заполнени  камеры рабочим газом . Цель изобретени  - упрощение оборудовани , преимущественно при сварке в камерах малых размеров. Подачу газа в камеру производ т из эластичной емкости, которую погружают на глубину большую, чем глубина расположени  защитной камеры. Объем емкости устанавливают пропорциональным объему камеры и максимальному рабочему давлению в ней. Устройство дл  осуществлени  способа применительно, например , к стыковой сварке оплавлением состоит из сварочной головки 1 клещевого типа, защитной камеры 2, эластичной емкости 3, подсоединенной к камере посредством шланга 4, балласта 5, соединенного с емкостью и закрепленного на сварочной головке тросом 6, намотанным на барабан 7. Это обеспечивает возможность перемещени  емкости вместе с балластом относительно камеры 2 и их стопорение узлом 8. При работе устройства емкость заполн ют защитным газом и производ т погружение устройства на место сварки. Благодар  тому, что емкость вместе с балластом за счет троса погружаетс  на большую глубину, чем защитна  камера, в ней устанавливаетс  большее давление, чем в камере. Наход ща с  в камере вода вытесн етс  этим давлением и создаетс  необходима  атмосфера дл  проведени  сварки. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. -s ё О 4 О xj О) 00

Description

Изобретение относитс  к области подводной сварки в защитной камере малых размеров.

Целью изобретени   вл етс  упрощение оборудовани , преимущественно при использовании камер малых размеров, например при контактной стыковой сварке под водой.

На чертеже приведено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из сварочной головки 1 клещевого типа, защитной камеры 2, эластичной емкости 3 с газом, подсоединенной к камере посредством шланга 4, балласта 5, соединенного с емкостью и закрепленного на сварочной головке тросом 6, намотанным на барабан 7, и узла 8 расстопорени . Сварочна  машина установлена на свариваемые детали 9.

Массу балласта те устанавливают равной весу воды, вытесн емой балластом и эластичной емкостью в не деформированном состо нии, т.е. в начальный момент погружени :

ГПб рб Ve рв (VewK + Ve), где рб , РВ - удельный вес соответственно материала балласта и воды;

Venn. Ve - объем соответственно эластичной емкости в недеформированном состо нии и балласта.

Из данного услови  определ ют объем балласта

Vfi -А - Уемк рб-рв и массу балласта

Балласт с такой массой обеспечивает погружение эластичной емкости на глубину, определ емую длиной троса б. Длина троса определ етс  в зависимости от величины избыточного давлени  в камере по сравнению с давлением воды на глубине сварки. При увеличении глубины на каждые 10 м давление воды возрастает на 0,1 МПа, поэтому длина троса (в метрах) Гт ш 100 Ризб, где Ризб (МПа) - избыточное давление в камере , необходимое дл  предотвращени  проникновени  воды в камеру.

Погружение камеры и присоединенной к ней эластичной емкости, заполненной газом , может осуществл тьс  совместно или раздельно, однако при погружении емкость должна находитьс  выше уровн  расположени  камеры. В этом случае при увеличении глубины погружени  эластична  емкость деформируетс  под давлением столба воды, а наход щийс  в ней газ находитс  под давлением, равным давлению воды на глубине по-пужени . При эюм утечки газа из емкости не происходит, так как ее выходное отверстие находитс  на уровне погружени  камеры, где давление воды

больше.

После установки камеры на свариваемые детали вытеснение воды и регулирование давлени  в камере производитс  путем изменени  глубины погружени  емкости с

газом. Вытеснение воды производитс  при расположении емкости ниже уровн  погружени  камеры. После полного вытеснени  воды из камеры в ней устанавливаетс  давление , равное давлению воды на глубине

расположени  эластичной емкости. При необходимости возможно путем перемещени  емкости относительно уровн  расположени  камеры регулировать давление газовой среды в камере.

Максимальное избыточное давление газовой среды, которое можно создать в камере , достигаетс  при погружении эластичной емкости на дно водоема,

Объем эластичной емкости определ етс  исход  из объема сварочной камеры и максимального рабочего давлени  в камере. Минимальный объем емкости Venn.мин при условии использовани  герметичной камеры /емк.мин К V. где VK - объем камеры.

К - коэффициент, равный отношению максимального рабочего давлени  в камере Ркмакс к атмосферному давлению Ратм (давление заполнени  эластичной емкости). Таким образом

,, VK Ркмакс .

V,

емк.мин

атм

(2)

Учитыва  упругость материала эластичной емкости, возможность образовани  складок, неравномерность деформации стенок емкости, а также то. что часть газа остаетс  в соединительном шланге, объем эластичной емкости следует устанавливать не менее 1,.мин. Устанавливать объем емкости более 1,5Уемк.мин нецелесообразно

вследствие неоправданного увеличени  размера емкости. Перед погружением защитную камеру 2, установленную между то- коподвод щими зажимами сварочной головки 1, подсоедин ют посредством

шланга 4 к эластичной емкости 3. объем которой определен в пределах Т,1-1.5 величины VBMK мин (формула (2)). К емкости креп т балласт 5, масса которого установлена пропорционально объему емкости (формула

(1)). Емкость с балластом креп т к сварочной головке 1 тросом 6, намотанным на барабан 7. Узел 8 расстопорени  перевод т в застопоренное состо ние при разведении токо- подвод щих зажимов сварочной головки.

После этого эластичную емкость 3 заполн ют защитным газом под атмосферным давлением и осуществл ют погружение сварочной машины на место сварки. При зажатии сварочной головкой деталей 9 автоматически срабатывает узел 8 расстопоре- ни . При этом эластична  емкость с балластом погружаетс  на глубину, определ емую длиной троса. Происходит вытеснение воды из камеры и в ней устанавливаетс  давление, равное давлению воды на глубине расположени  эластичной емкости, после чего выполн ют сварку по заданной программе.

Пример. Производ т ремонт вертикального участка трубопровода & 219 х12 мм. присоедин ющего добывающую платформу к трубопроводу на морском дне на глубине 35 м контактной стыковой сваркой оплавлением в защитной камере.

Поврежденный участок трубопровода вырезают и на его место устанавливают замен ющую секцию. Между токоподвод щи- ми зажимами сварочной головки устанавливают защитную камеру, закрытие которой синхронизировано с зажатием свариваемых деталей. Эластичную емкость с балластом устанавливают в верхней части сварочной головки. Эластичную емкость и защитную камеру соедин ют посредством гибкого резинового шланга с металлической оплеткой. Определ ют минимальный обьем емкости по формуле (2). Дл  надежной герметизации камеры достаточно создать в ней давление, превышающее давление воды на глубине сварки на 0.05 МПа. Дл  этого следует погрузить емкость относительно камеры на 5 м, т.е. на глубину 40 м. Отношение

давлени  на глубине 40 м к атмосферному р

К 4 . Минимальный обьем емко- атм

сти Уемк.мии- К V к 72 Л при VK 18 л. Объем емкости Увм« 1,4- Уемк.мин «100 л.

К эластичной емкости подсоедин ют балласт, состо щий из стальных дисков массой

Ј Уем «105КГ.

/ -/

Узел расстопорени  включает консоль, на которой закрепл ют эластичную емкость с балластом и подпружиненную защелку,

срабатывающую автоматически при зажатии труб сварочной головкой.

Эластичную емкость заполн ют защитным газом (аргоном) под атмосферным давлением и сварочное устройство погружают на заданную глубину (35 м). Установку защитной камеры на место сварки осуществ- л ют одновременно с зажатием

свариваемых труб токоподвод щими зажимами сварочного устройства, при этом срабатывает узел расстопорени  и емкость с балластом погружаетс  на глубину 40 м (длина троса & 5 м). Происходит вытеснение воды из камеры и в камере создаетс  избыточное давление 0,05 МПа. Производ тс  сварка по заданной программе.

Сварено два контрольных стыка, причем качество соединений соответствует требовани м СНиП.

Использование изобретени  значительно повышает качество сварки, упрощает оборудование и снижает стоимость подводных работ.

Claims (2)

1.Способ заполнени  защитной камеры газом при сварке под водой, при котором перед сваркой вытесн ют воду из рабочего объема камеры путем подачи в него зэщигного газа и поддерживают рабочее давление газа в процессе выполнени  сварного шва, от личающийс  тем, что, с целью упрощени  оборудовани , преимущественно при сварке в камерах малых размеров,

подачу газа производ т из эластичной емкости , при этом емкость погружают на глубину большую, чем глубина расположени  защитной камеры, а обьем емкости устанавливают пропорционально объему камеры и

максимальному рабочему давлению в ней.

2.Устройство дл  заполнени  защитной камеры газом при сварке под водой, содержащее сварочную головку, устанооленную на ней защитную камеру, св занную с защитной камерой систему подачи газа дл  вытеснени  из камеры воды и создани  в ней рабочего давлени , отличающее- с   тем, что, с целью упрощени  оборудовани , система подачи газа выполнена в виде

эластичной емкости, снабженной балластом , масса которого пропорциональна объему емкости, при этом емкость вместе с балластом установлены с возможностью перемещени  относительно камеры.