阅读说明：本技术 管子对接全熔透氩弧焊充气装置 (Full penetration argon arc welding aerating device for pipe butt joint ) 是由 柏莎沙 赵升平 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种管子对接全熔透氩弧焊充气装置,该充气装置包含第一保护闷头和第二保护闷头,所述的第一保护闷头上设有惰性气体进气口,所述的第二保护闷头设有供气体流出的闷头出气口；使用状态下,所述的第一保护闷头和第二保护闷头塞入在待焊管道内,所述的第一保护闷头和所述的第二保护闷头之间形成一个惰性气体流经的空间。本发明提供的管子对接全熔透氩弧焊充气装置设有出气口,避免了常规密封装置将氩气密封,密封空间内形成的压力容易过大的问题,使得焊丝熔敷金属液态时更容易流向背面成型,提高了焊接的可靠性。(The invention discloses a pipe butt joint full penetration argon arc welding inflation device, which comprises a first protection bulkhead and a second protection bulkhead, wherein the first protection bulkhead is provided with an inert gas inlet, and the second protection bulkhead is provided with a bulkhead gas outlet for gas to flow out; in the using state, the first protection choke plug and the second protection choke plug are plugged into a pipeline to be welded, and a space through which inert gas flows is formed between the first protection choke plug and the second protection choke plug. The gas outlet is arranged on the pipe butt joint full penetration argon arc welding inflation device, so that the problems that the conventional sealing device seals argon gas and pressure formed in a sealing space is easy to be overlarge are solved, welding wires are easy to flow to the back for forming when metal is deposited in a liquid state, and the welding reliability is improved.)

管子对接全熔透氩弧焊充气装置

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种管子对接全熔透氩弧焊充气装置。

背景技术

LNG船是指将液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)从液化厂运往接收站的专用船舶，是国际上公认的高技术、高附加值船舶之一，被喻为造船“皇冠上的明珠”。据权威研究部门预测，今后15年，世界LNG船总需求量可达约180艘，平均年需求12艘；而我国在2025年前总共需要建造20～30艘大型LNG船。巨大的国内外市场需求，是我国造船业跻身LNG船建造市场的有利条件。

由于天然气须在-163℃下才能液化，而LNG船这一“海上超级冷冻车”的任务是运输-163℃液化天然气，同时也是海上移动的“火药库”，容不得半点疏漏。液货维护系统如何在运输过程中保持和抵抗这种超低温是LNG船的主要的技术难点。

泵塔是LNG船货舱区非常重要的功能部件之一，同时也是制造LNG船的三大难点之一，该构件垂直悬挂在每一个货舱中。整个泵塔在货舱内承担装卸超低温超高压的液态天然气的功能。因此对管子对接焊接的一次性合格和内在质量要求相当高，不允许有任何焊接缺陷存在。

全熔透氩弧焊广泛应用于管道焊接。为防止焊缝金属在高温时发生氧化反应，必须在管道内部充氩气进行保护。由于泵塔对接管道尺寸较小，人无法钻进去焊接且焊接要求单面焊，双面成形，焊缝要求高，用传统的管道对接、焊接方法无法满足焊缝的设计使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种管子对接全熔透氩弧焊充气装置，该装置能够用于LNG船泵塔管道对接，并且提高了焊缝一次合格率和焊缝质量。

为了达到上述目的，本发明提供了一种管子对接全熔透氩弧焊充气装置，该充气装置包含第一保护闷头和第二保护闷头，所述的第一保护闷头上设有惰性气体进气口，所述的第二保护闷头设有供气体流出的闷头出气口；使用状态下，所述的第一保护闷头和第二保护闷头塞入在待焊管道内，所述的第一保护闷头和所述的第二保护闷头之间形成一个惰性气体流经的空间。

较佳地，所述的第一保护闷头和所述的第二保护闷头均包含：海绵、可充气外胎、加强板；所述的海绵呈圆形并且其外侧面缠有胶带，所述的可充气外胎围绕在所述海绵的外圈，所述的加强板固定连接于所述海绵的两侧面上；所述的加强板的外径小于所述的可充气外胎在充气时的内径。

较佳地，所述的可充气外胎为可充气橡胶胎。

较佳地，所述的可充气外胎上设有充空气嘴和遥控放气口。

较佳地，所述的遥控放气口为气动电磁阀。

较佳地，所述的惰性气体进气口贯穿所述的海绵和所述的加强板；所述的闷头出气口贯穿所述的海绵和所述的加强板。

较佳地，所述的加强板为钢板。

较佳地，所述的第一保护闷头和所述的第二保护闷头还均包含：拉绳；所述的拉绳分别设在第一保护闷头和第二保护闷头的背离待焊区域的一块加强板上。

较佳地，所述的惰性气体进气口通过快拆接头与气源装置连接。

较佳地，所述的气源装置为输氩气装置。

有益效果：

(1)本发明提供的管子对接全熔透氩弧焊充气装置设有出气口，避免了常规密封装置将氩气密封，密封空间内形成的压力容易过大的问题，提高了焊接的可靠性，有效的解决了对接管道尺寸较小，人无法钻进去焊接，且焊接要求单面焊，双面成形，焊缝要求高，用传统的管道对接焊接方法无法满足焊缝的设计使用及高质量要求的问题。

(2)本发明的装置使用方法步骤简单，经济实用，采用常用的工具制作，成本低、实现效果好，具有很好的推广应用价值，提高了LNG船泵塔管道焊缝一次合格率和焊缝质量。

(3)本发明很好的解决了管子对接单面焊，双面成形的技术难题，已成功应用于实践中。

附图说明

图1为本发明的管子对接全熔透氩弧焊充气装置的使用状态的剖面图。

图2为第一保护闷头的结构示意图。

图3为第一保护闷头的半剖图。

图4为第一保护闷头的截面图。

图5为第一保护闷头的使用状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，本发明提供的管子对接全熔透氩弧焊充气装置包含第一保护闷头和第二保护闷头，所述的第一保护闷头上设有惰性气体进气口6，所述的第二保护闷头设有闷头出气口13；使用状态下，所述的第一保护闷头和第二保护闷头塞入在待焊管道12内，所述的第一保护闷头和所述的第二保护闷头之间形成一个惰性气体流经的空间。

采用全熔透氩弧焊技术对管道进行对接时，通常会在管道对接区域14的两头放置惰性气体密封装置，使惰性气体储存在待焊管道12内壁与两头的密封装置所形成的密闭空间内。焊接过程中向该密闭空间内通入惰性的氩气，以防止焊缝处的金属在高温时发生氧化反应。

单面焊双面成形操作技术是在正面进行焊接，焊后保证正反两面都能得到双面成形焊缝的一种操作方法。焊接时，如果采用密封装置将氩气密封，密封空间内形成的压力容易过大，使得正面焊接后，焊丝熔敷金属液态时不容易流向背面成型。

本发明通过在第一保护闷头上设置惰性气体进气口6，使得惰性气体可以源源不断通入待焊管道12内壁与闷头形成的空间内，确保焊缝处的金属在高温时不会发生氧化反应。本发明还通过在第二保护闷头上设置闷头出气口13，使得惰性气体能够部分流出，避免了待焊管道12内壁与闷头形成的空间内压力过大的问题，使得焊丝熔敷金属液态时更容易流向背面成型，很好的解决了管子对接单面焊、双面成形的技术难题。

本发明提供的充气装置，其第一保护闷头和第二保护闷头的结构基本相同，不同之处在于第一保护闷头设置惰性气体进气口6，用于通入惰性气体，第二保护闷头设置闷头出气口13，作为管道内壁与两个闷头之间的气体流出的通道。下面对第一保护闷头的结构进行描述。

如图2至图5所示，第一保护闷头包含：海绵2、可充气外胎1、加强板3；海绵2呈圆形并且其外侧面缠有胶带，可充气外胎1围绕在海绵2的外圈，加强板3固定连接于海绵2的两侧面上。加强板3的外径小于可充气外胎1在充气时的内径。

闷头形状通常设置为圆形，以和管道内壁匹配。闷头的直径依据对接管直径进行设计，可通过调整闷头直径大小，用于各类的管路对接。闷头的填充材料选择海绵2是充分利用其具有伸缩性特点，并且外部缠绕有胶带的海绵2还具有密封性，能够阻挡气体流出。利用海绵2的伸缩性使可充气外胎1的内径与海绵2外圈精密贴合，达到焊接过程中密闭不透气的目标。

一些实施例中，所述的加强板3为钢板。氩弧焊充氩气保护时，闷头之间的密封氩气对两侧闷头产生压强，海绵2达不到那样的强度，需两侧各贴钢板进行加强。加强板3与海绵2通过螺栓贯穿固定，螺栓与螺帽配合即可满足固定强度要求。加强板3不可全覆盖海绵2，应留一圈空隙余量作为伸缩空间。当闷头放置在管子内径时，可充气外胎1在充气时会压缩内圈的海绵2，如果加强板3全覆盖海绵2不留空隙余量的话，则压缩过程中加强钢板可能会戳破可充气外胎1，因此留有空隙余量则避免了此类情况的发生。

一些实施例中，所述的可充气外胎1为可充气橡胶胎。

所述的可充气外胎1上设有充空气嘴8和遥控放气口。

一些实施例中，所述的遥控放气口为气动电磁阀9。

第一保护闷头的惰性气体进气口6贯穿所述的海绵2和所述的加强板3，可通过螺栓螺母进行固定。

所述的第一保护闷头还包含：拉绳5；拉绳5设在第一保护闷头的背离待焊区域的一块加强板3上，也就是说，朝外的加强板3上设置有拉绳5，方便焊接好后把闷头从管子里面拉出。一些实施例中，加强板3上设有拉环4，拉绳5连接于拉环4上。

一些实施例中，所述的惰性气体进气口6通过快拆接头7与气源装置11连接。所述的气源装置11选择输氩气装置，用于氩弧焊接过程中输入定量的氩气。惰性气体进气口6与快拆接头7螺纹拧紧固定，快拆接头7便于惰性气体进气口6与气源装置11的快速连接。

第二保护闷头的结构可参阅第一保护闷头进行设置。第二保护闷头的闷头出气口13也贯穿所述的海绵2和所述的加强板3。

实施例1

请参阅图5，当管子需要对接时，选择外径大小与管子内径相差≦5mm的闷头(即闷头外径与管子内径的差≦5mm)，这样做的目的是方便把闷头放置在管子内径中，同时保证内外径差的数值在可充气外胎1的可调节范围内。把闷头放置在离管子焊缝>300毫米处。由于闷头距离焊缝较近，在焊接前，可将闷头用手推入管道内。闷头上的拉绳5朝外。

闷头放置好后，利用充空气嘴8上配的进气阀，充入空气以填满闷头外径与管子内径的缝隙，使可充气外胎1的外径密闭贴合待焊管子内壁，从而达到焊接过程中充入氩气密闭不漏气的目的。

当焊接完成后，因管子对接处已完全密封，而焊接好的管子长度很长，人无法再拿出闷头，这时可利用气动电磁阀9，其安装在闷头非充气区域外侧，规格为12V，1寸大小，通过遥控控制放出可充气外胎1的空气。这样做的目的：(1)可保护管内壁不会在闷头拉出过程中受摩擦损坏；(2)闷头可反复循环利用，节约成本。焊接好后通过拉绳5，方便把闷头从管子里面拉出。

实施例2

选择在总长30米内，主管最大直线度控制在-3.5～+4mm范围内的管道进行焊接。

(1)利用拉绳5把闷头放置在离管子焊缝>300毫米处。

(2)闷头放置到位后，对可充气外胎1进行充空气以填满管子内径与闷头外径之间的间隙；

(3)用工装把两段对接管装配固定，保证管壁错位在合格区间内，两个闷盖为一组，放置于管子焊缝两侧各约>300毫米处，一头进气一头出气，所用气体为99.99％纯氩，出气口应保持常开状态，保持氩气流速，以在管子内壁和闷头之间形成相对稳定的气压；

(4)气体流量为>25L/min，焊丝熔敷金属液态时流向行程背面成型，由于氩气为惰性气体，可以保护焊缝成型不被氧化，且没有气孔等缺陷；

(5)焊缝一圈需要用密封胶带10包住(可参阅图1，)，主要原因是防止漏气，焊一段揭开胶带一段，直到完成整圈焊接。

(6)完成焊接后，由于对接管已完全封闭，利用遥控打开气动电磁阀9，放出可充气橡胶胎中的空气，通过拉绳5即可轻松拉出闷头，同直径的管子对接可循环使用。

钢管对接焊缝拍片合格率达到99.4％。本实施例从LNG泵塔制作开始至结束，风险控制目标完全得到实现。得到了船东广泛的认可和好评。

本发明的充气装置可用于LNG船泵塔管道对接使用。

综上所述，本发明经实践证实经济实用，操作便捷方便，很好的解决了管子对接单面焊，双面成形的技术难题。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。