一种lng船低温管路充惰性气体检测装置及其检测方法
阅读说明：本技术 一种lng船低温管路充惰性气体检测装置及其检测方法 (Detection device and detection method for filling inert gas into low-temperature pipeline of LNG ship ) 是由 李晓龙 陈琰 孙智豪 秦毅 王学宇 刘希权 于 2021-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种LNG船低温管路充惰性气体检测装置,包括密封装置和气体检测模组；密封装置包括海绵本体和换向阀,海绵本体上设置有取样口,所述换向阀包括阀体,阀体内部设置有第一进气阀腔、第二进气阀腔、出气阀腔和连接流道,第一进气阀腔、第二进气阀腔和出气阀腔之间通过连接流道相连通,所述第一进气阀腔、第二进气阀腔和出气阀腔内均安装有开关阀组,第一进气阀腔内还设置有限位组件。本发明能够对低温管路进行封堵,以便向低温管路内通惰性气体,通入惰性气体的过程中,换向阀可以根据气体流量大小及时切换其进气阀腔,以将低温管路内的残留空气全部排出,避免焊接过程中焊缝被氧化,有效保证焊接质量。(The invention discloses a detection device for filling inert gas into a low-temperature pipeline of an LNG ship, which comprises a sealing device and a gas detection module; the sealing device comprises a sponge body and a reversing valve, a sampling port is arranged on the sponge body, the reversing valve comprises a valve body, a first air inlet valve cavity, a second air inlet valve cavity, an air outlet valve cavity and a connecting flow channel are arranged inside the valve body, the first air inlet valve cavity, the second air inlet valve cavity and the air outlet valve cavity are communicated through the connecting flow channel, a switch valve group is arranged in each of the first air inlet valve cavity, the second air inlet valve cavity and the air outlet valve cavity, and a limiting component is further arranged in each of the first air inlet valve cavity, the second air inlet valve cavity and the air outlet valve cavity. The low-temperature pipeline can be plugged, so that inert gas can be introduced into the low-temperature pipeline, and in the process of introducing the inert gas, the reversing valve can timely switch the gas inlet valve cavity according to the gas flow so as to completely discharge residual air in the low-temperature pipeline, so that the welding seam is prevented from being oxidized in the welding process, and the welding quality is effectively ensured.)
技术领域
本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种LNG船低温管路充惰性气体检测装置及其检测方法。
背景技术
LNG船舶低温管路是整个低温系统的重要组成部分，承担着液化天然气(-163摄氏度)的输送功能，管路沿LNG船穹顶甲板面呈水平状态布置。
低温管路采用自首端向尾端逐根顺序连接的方式进行布置，管件与管件之间采用嵌铁点焊固定的方式。
由于低温管路采用的是低温奥氏体不锈钢材质，这种材质在焊接过程中极易氧化从而直接产生焊接缺陷，任何一处微小的缺陷都可能导致低温管路在使用过程中发生破裂并引发天然气泄漏，产生的后果不堪设想。
所以低温管路焊接前，需要在焊缝后方一定距离设置海绵等密封工装来封堵管路，完成封堵后从管路端部向管路内部充惰性气体(简称：管路惰化)。低温管路内部的惰性气体按焊接要求一般选用比重较大的氩气，惰气含量须达到不小于98％标准浓度，同时由焊缝坡口间隙(撕开包覆的胶带)排出空气(氧气)，以保证焊接过程中焊缝不会被氧化，如图8所示。
目前管路惰化时，通常通过测量从焊缝坡口间隙排出的空气中的氧气含量来判断管路惰化是否满足要求，当测氧仪检测到氧气含量小于2％时，才可以进行焊接操作。焊接过程中需要保证惰性气体持续供给，以维持管路内部的惰气含量。然而，由于DN≥300mm的低温管路长度较长，且管路系统布置(支管、设备接口)及管路走向(上下别弯、左右别弯)多样，实际充气过程中无法快速的排出管路内部的空气和残余空气，管路内部会残留积聚一些空气，残留的空气随充气主要集中在焊缝与密封工装之间，如图9所示，由于残留空气无法排出，因此焊缝位置处的惰气含量无法保证，会大大影响生产进度。同时由于残留空气无法排出，焊接过程中随着惰气持续蔓延至焊缝位置，会直接影响焊缝质量。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种LNG船低温管路充惰性气体检测装置及其检测方法，用以解决上述背景技术中存在的问题。
一种LNG船低温管路充惰性气体检测装置，包括密封装置和气体检测模组；
所述密封装置用于封堵低温管路，包括海绵本体和换向阀，所述海绵本体上设置有取样口，
所述换向阀包括阀体，所述阀体内部设置有第一进气阀腔、第二进气阀腔、出气阀腔和连接流道，第一进气阀腔、第二进气阀腔和出气阀腔之间通过连接流道相连通，所述第一进气阀腔、第二进气阀腔和出气阀腔内均安装有开关阀组，第一进气阀腔内还设置有用以使其阀腔进气口保持常开状态的限位组件；
所述换向阀的第一进气阀腔和第二进气阀腔分别通过进气管与海绵本体上的取样口相连、出气阀腔通过出气管与气体检测模组相连；
当低温管路内通入的惰性气体流量处于第一设定流量范围内时，气体沿着换向阀的第一进气阀腔、连接流道和出气阀腔流至出气管，通过出气管流入气体检测模组；
当低温管路内通入的惰性气体流量增加至第二设定流量范围内时，在气体压强作用下第一进气阀腔和第二进气阀腔内的开关阀组均会向其各自阀腔出气口的方向移动，从而关闭第一进气阀腔的阀腔出气口、打开第二进气阀腔的阀腔进气口，使气体沿着第二进气阀腔、连接流道和出气阀腔流至出气管，通过出气管流入气体检测模组。
优选地，所述密封装置上还设置有牵引加强组件，牵引加强组件包括加强支架、牵引绳和连接接头，所述加强支架嵌装在海绵本体内且其两端部从海绵本体的侧面伸出并分别与一根牵引绳相固定，两根牵引绳相交固定于连接接头上，连接接头的一端通过出气管与换向阀的出气阀腔相连、另一端通过气管与气体检测模组相连。
优选地，所述气体检测模组包括沿着气体的流动路径依次设置的检测接头、过滤器、气体流量计、气体检测装置和喷管，检测接头、过滤器、气体流量计、气体检测装置和喷管之间通过气管相连，检测接头通过气管与换向阀或牵引加强组件的连接接头相连。
优选地，所述第一进气阀腔、第二进气阀腔和出气阀腔内的开关阀组与其各自阀腔的接触部位之间还设置有密封座。
优选地，所述第一进气阀腔、第二进气阀腔和出气阀腔内的开关阀组结构相同，均包括弹簧、与弹簧固定连接的阀芯；
第一进气阀腔内的弹簧弹性小于第二进气阀腔内的弹簧弹性，出气阀腔内的弹簧弹性与第一进气阀腔内的弹簧弹性相等。
优选地，所述限位组件包括与阀体固定连接的限位座、固定在限位座内的螺纹座、以及固定在螺纹座内的调节杆，所述调节杆的底部从螺纹座中伸出并抵在第一进气阀腔的开关阀组上。
优选地，所述限位座包括管状座体、均匀设置在管状座体内的座环，所述座环沿着管状座体的径向方向设置。
优选地，所述海绵本体的外部还包裹有一层密封绝缘材料。
一种LNG船低温管路充惰性气体检测装置的检测方法，具体包括以下步骤：
S1，调试换向阀确保其各阀腔在对应流量范围内能够正常开关；
S2，将密封装置预置在低温管路内其中一条焊缝的后方，并使海绵本体上的取样口保持水平；
S3，从低温管路的进气口向管路内填充惰性气体，当测氧仪测到从焊缝处排出的气体中氧气浓度不大于2％时，用胶带将焊缝坡口包覆住，进行密封；
S4，继续向低温管路内填充惰性气体，当通入的惰性气体流量处于第二设定流量范围内时，换向阀的第二进气阀腔和出气阀腔打开、第一进气阀腔关闭，气体沿着换向阀的第一进气阀腔、连接流道和出气阀腔流至出气管，通过出气管流入气体检测模组，通过气体检测装置检测气体中的氧气浓度，确保大部分残留空气已被排出；
S5，降低惰性气体的通入流量，当惰性气体流量处于第一设定流量范围内时，换向阀的第二进气阀腔关闭、第一进气阀腔和出气阀腔打开，气体沿着换向阀的第一进气阀腔、连接流道和出气阀腔流至出气管，通过出气管流入气体检测模组，当气体检测装置检测到气体中的氧气浓度归零时，即可开始焊接工作，焊接时惰性气体流量维持在当前流量。
优选地，步骤5之后还包括步骤6：利用牵引加强组件将密封装置牵引移动至下一道焊缝后方，然后重复步骤3、步骤4、步骤5，直至完成焊缝焊接。
本发明的有益效果是：
本发明能够对低温管路进行封堵，以便向低温管路内通惰性气体，同时通入惰性气体的过程中，换向阀可以根据气体流量大小及时切换其进气阀腔，以将低温管路内的残留空气全部排出，同时也能够控制焊接过程中低温管路内的惰性气体含量，避免焊接过程中焊缝被氧化，有效保证焊接质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是换向阀的结构示意图。
图2是限位组件的结构示意图。
图3是限位组件安装在第一进气阀腔内的示意图。
图4是本发明使用之前，其内部各阀腔的通断状态示意图。
图5是气体流量处于第一设定流量范围内，气体从第一进气阀腔进入换向阀的示意图。
图6是气体流量处于第二设定流量范围内，气体从第二进气阀腔进入换向阀的示意图。
图7是密封座的其中一种结构示意图。
图8、图9是背景技术中管路内部空气排出的示意图。
图10是本发明密封装置的结构示意图。
图11是图10中海绵本体C-C向的剖面图。
图12是图10中A向视图。
图13是将本发明密封装置安装在低温管路内的示意图。
图14是在密封装置上施加牵引拉力以将其移动至下一道焊缝的示意图。
图15是海绵本体移动过程中所受摩擦力的示意图。
图16是海绵本体移动过程中弹性形变示意图。
图17是本发明检测装置的结构示意图。
图18是喷管的结构示意图。
图中标号的含义为：
1为阀体，2为第一进气阀腔，3为第二进气阀腔，4为出气阀腔，5为连接流道，6为开关阀组，7为弹簧，8为阀芯，9为限位组件，10为限位座，11为螺纹座，12为调节杆，13为管状座体，14为座环，15为密封座，16为进气管，17为出气管，18为焊缝，19为惰性气体，20为空气，21为海绵堵头，
22为低温管路，23为海绵本体，24为换向阀，25为取样口，26为加强支架，27为牵引绳，28为连接接头,29为无压水泡，30为密封绝缘材料，31为检测接头，32为过滤器，33为气体流量计，34为气体检测装置，35为喷管，36为主管路，37为支管路，38为扩张器。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
实施例一，本发明给出一种LNG船低温管路充惰性气体检测装置，包括密封装置和气体检测模组。
所述密封装置用于安装在低温管路22的焊缝后方，以封堵管路，通过向管路端部充入惰性气体可以排出管路内部的空气，避免低温管路22内部残留部分空气，影响焊缝的焊接质量。
密封装置包括海绵本体23和换向阀24。
所述海绵本体23用于封堵低温管路22，为圆台状结构，其朝向焊缝18一侧的端面为椭圆形、背离焊缝18一侧的端面为圆形。海绵本体23上设置有两个取样口25，两个取样口26沿垂直方向上、下设置在海绵本体23的朝向焊缝18一侧的端面上。低温管路22内部的气体可通过取样口26进入换向阀24内。
本实施例中，海绵本体23的背离焊缝18一侧的端面直径D为1.1d,d为低温管路的内径；海绵本体23的朝向焊缝18一侧的端面的长轴为1.1～1.2D，长轴为D；海绵本体23的厚度为1/3～1/4D。海绵本体23采用疲劳性能符合GB/T10802-2006要求的材质，优选地，可选用PU聚氨酯海绵。
所述换向阀24包括阀体1，所述阀体内部设置有第一进气阀腔2、第二进气阀腔3、出气阀腔4和连接流道5，第一进气阀腔2、第二进气阀腔3和出气阀腔4之间通过连接流道5相连通，第一进气阀腔2和第二进气阀腔3通过进气管16与海绵本体上的取样口25相连，出气阀腔4通过出气管17与气体检测模组相连。
所述第一进气阀腔2、第二进气阀腔3和出气阀腔4内均安装有开关阀组6。三个阀腔内的开关阀组6的结构相同，均包括弹簧7、与弹簧7固定连接的阀芯8，每个阀腔内的弹簧均固定在其各自阀腔出气口处的台阶上。
本实施例中，第一进气阀腔2内的弹簧弹性小于第二进气阀腔3内的弹簧弹性，出气阀腔4内的弹簧弹性与第一进气阀腔2内的弹簧弹性相等。
所述第一进气阀腔2内还设置有用以使其阀腔进气口保持常开状态的限位组件9。限位组件9不仅具有使第一进气阀腔2的阀腔进气口保持常开的功能，还具有调节第一进气阀腔2内的开关阀组所能承受的最大流量的功能。
具体地，所述限位组件9包括与阀体1固定连接的限位座10、固定在限位座10内的螺纹座11、以及固定在螺纹座11内的调节杆12，所述调节杆12的底部从螺纹座11中伸出并抵在第一进气阀腔2的开关阀组上。本实施例中，所述限位座10由管状座体13、均匀设置在管状座体13内的座环14，所述座环14沿着管状座体13的径向方向设置；所述调节杆12为顶部带一字槽的螺杆。
当本发明的阀门长时间使用后，第一进气阀腔2内的弹簧可能会出现疲劳，从而影响其通断的准确性。例如阀门初始使用时，第一进气阀腔2内开关阀组所能承受的最大流量阈值为10L/min，当气体流量小于10L/min时，第一进气阀腔2长通，当气体流量大于10L/min时，第一进气阀腔2关闭；若阀门长时间使用，弹簧出现疲劳现象，极有可能出现气体流量未达到10L/min就使第一进气阀腔2提前关闭的现象，从而影响低温管路内部残留气体的排出效果，此时，通过旋拧调节杆12，可将开关阀组所能承受的最大流量阈值重新调整为10L/min。
优选地，所述第一进气阀腔2、第二进气阀腔3和出气阀腔4内的开关阀组与其各自阀腔的接触部位之间还设置有密封座15。本实施例中，所述密封座15为设置在阀腔进气口和阀腔出气口处的密封圈(如图7所示)或贴合固定在阀腔内壁上的与阀腔内壁形状相匹配的密封垫(如图1所示)。
换向阀在使用之前，第一进气阀腔2在限位组件9的作用下保持常开状态，第二进气阀腔3和出气阀腔4保持常闭状态，如图4所示。第一进气阀腔2保持常开状态时，其阀腔进气口是打开的。第二进气阀腔3和出气阀腔4保持常闭状态时，其各自的阀芯分别抵在其阀腔进气口处的阀体上，从而使阀腔进气口保持关闭。
当气体流量处于第一设定流量范围内时，由于第一进气阀腔2是常开的，因此，气体沿着第一进气阀腔2进入连接流道5，并沿着连接流道5流至出气阀腔4的阀腔进气口，气体推着出气阀腔4内的阀芯向右移动以压缩其弹簧，出气阀腔4的阀腔进气口被打开，从而使气体流出阀体，气体通过出气管流入气体检测模组，如图5所示。
当气体流量增加至第二设定流量范围内时，在气体压强作用下第一进气阀腔2和第二进气阀腔3内的开关阀组均会向其各自阀腔出气口的方向移动，该过程中，气流从第二进气阀腔3的阀腔进气口顶推着其阀芯向上移动以压缩其弹簧，第二进气阀腔3的阀腔进气口被打开，气体流入连接流道；同时，由于通入气体的瞬间，第一进气阀腔2是打开的，因此气体也会进入第一进气阀腔2，由于此时气体流量过大，大于第一进气阀腔2内开关阀组所能承受的最大流量阈值，因此气体会压着第一进气阀腔2的阀芯向下移动以压缩其弹簧，使其阀芯卡在其阀腔出气口处，从而将第一进气阀腔2的阀腔出气口关闭。进入连接流道5的气体会沿着连接流道5流至出气阀腔4的阀腔进气口，气体推着出气阀腔4内的阀芯向右移动以压缩其弹簧，出气阀腔4的阀腔进气口被打开，从而使气体流出阀体，气体通过出气管流入气体检测模组，如图6所示。
所述气体检测模组用于检测从换向阀24中排出的气体中的氧气含量，以判断判断低温管路22内的残留气体是否全部排出。
所述气体检测模组包括沿着气体的流动路径依次设置的检测接头31、过滤器32、气体流量计33、气体检测装置34和喷管35，检测接头31、过滤器32、气体流量计33、气体检测装置34和喷管35之间通过气管相连，气管上安装有球阀。检测接头31与换向阀24相连。
本实施例中，过滤器32采用的是雾化滤器，用于雾化被检测气体，保证气体浓度均匀，以便后续气体流量计和气体检测装置的检测。
气体流量计33优选使用量程为0～30L/min的流量计，用于检测海绵主体23的上、下取样口内的气体流量。
气体检测装置34具有惰性气体和氧气两种检测模式，确保能检测到两种气体含量的变化。
喷管35由主管路36、支管路37和扩张器38组成，主管路36与气体检测装置34的出气口相连，支管路37倾斜固定在主管路36上，支管路37与主管路36之间的夹角为60°，支管路37内可通入压缩空气。扩张器38可确保含有IG惰性气体的气体能够快速扩散至大气环境中。
本发明的LNG船低温管路充惰性气体检测方法，包括以下步骤：
步骤1，组装本发明的LNG船低温管路充惰性气体检测装置：将海绵本体23、换向阀24和牵引加强组件组装为一体，即将加强支架26嵌装在海绵本体23内，进气管16分别与换向阀24和海绵本体23的取样口25相连，换向阀24设置在海绵本体23的朝向焊缝18一侧的端面的中心，换向阀24和进气管16通过胶带与海绵本体23绑扎固定为一体。然后，将换向阀24上的出气管与气体检测模组上的检测接头相连。
分别向换向阀内通入5-10L/min、15-10L/min、0L/min流量的压缩空气，调试换向阀确保其各阀腔在对应流量范围内能够正常开关。
步骤2，工作人员进入低温管路22，通过挤压海绵本体23两侧，将本申请的密封装置预置在管路内某一焊缝后方(如图13所示)，并确保上、下两个取样口25沿垂直方向布置，观察海绵本体23与管路内壁是否贴合密封，同时通过无压水泡29检查取样口25的水平度是否满足要求。
步骤3，从低温管路22的进气口向管路内填充惰性气体，当测氧仪测到从焊缝18坡口处排出的气体中氧气浓度不大于2％时，用胶带将焊缝18坡口包覆住，进行密封。
步骤4，从低温管路22的进气口向管路内填充15-20L/min流量的惰性气体，此时第二进气阀腔3的阀腔进气口被打开、第一进气阀腔2的阀腔出气口被关闭，气体从第二进气阀腔3、连接流道5和出气阀腔4流出阀体，通过出气管流入气体检测模组，从而排出管路内残留空气，并通过气体检测装置检测排出的气体含量，确保大部分残留空气已被排出。通过向管路内填充15-20L/min流量的惰性气体也可以减小充气时间，提高充气效率。
步骤5，虽然大部分残留空气已被排出，但是由于空气比重较轻，仍会有少量残留空气积聚在管路内部上方。因此，15-20L/min流量的惰性气体通入一段时间以后，可将惰性气体的流量调整为5-10L/min，此时由于流量减小，在弹簧弹性的作用下，第二进气阀腔3的阀芯向下移动以关闭其阀腔进气口，第二进气阀腔3的阀芯向上移动以打开其阀腔出气口，气体从第一进气阀腔2、连接流道5和出气阀腔4流出阀体，通过出气管17流入气体检测模组，从而排出积聚在管路上方的残留空气。当气体检测装置检测到排出的气体中氧气含量归零时，表明残留空气完全排出管路，此时管路焊缝具备焊接条件，即可开始焊接工作。
管路焊接过程中，为确保管路内部惰气含量始终维持在标准浓度，可保持第一进气阀腔2常开，即惰气填充流量维持在5-10L/min。
实施例二，本实施例给出的LNG船低温管路充惰性气体检测装置与实施例一基本相同，具体不同之处在于，所述密封装置上还设置有牵引加强组件，牵引加强组件包括加强支架26、牵引绳27和连接接头28。
所述加强支架26嵌装在海绵本体23内且其两端部从海绵本体23的侧面伸出并分别与一根牵引绳27相固定，两根牵引绳27相交固定于连接接头28上。
本实施例中，加强支架26为U型板材，其弯折边的长度不小于海绵本体23厚度的2/3，加强支架26的宽度为海绵本体23厚度的1/3。加强支架26嵌在海绵本体23内且其弯折边从海绵本体23的背离焊缝18一侧的端面伸出，伸出部分上还可安装无压水泡29，无压水泡29用于测量海绵本体23安装完成后取样口25的水平度。
加强支架26沿垂直线方向固定于海绵本体23内部的中心位置。加强支架26从从海绵本体23中伸出部分的端部固定有牵引绳27，上、下两根牵引绳27相交固定于连接接头28上，牵引绳27的长度至少为低温管路22内径的2倍。在使用时，上、下两根牵引绳27与加强支架26形成一个三角形的加强保护结构，同时该牵引加强组件也可作为海绵本体23的牵引头。
优选地，海绵本体23的外部还包裹有一层密封绝缘材料30，起到密封、绝缘、保护的作用，同时避免使用过程中海绵本体出现磨损、受热、受潮或浸水的现象。
本实施例中LNG船低温管路充惰性气体检测方法，包括以下步骤：
步骤1，组装本发明的LNG船低温管路充惰性气体检测装置：将海绵本体23、换向阀24和牵引加强组件组装为一体，即将加强支架26嵌装在海绵本体23内，进气管16分别与换向阀24和海绵本体23的取样口25相连，换向阀24设置在海绵本体23的朝向焊缝18一侧的端面的中心，换向阀24和进气管16通过胶带与海绵本体23绑扎固定为一体。然后，将换向阀24上的出气管与气体检测模组上的检测接头相连。
分别向换向阀内通入5-10L/min、15-10L/min、0L/min流量的压缩空气，调试换向阀确保其各阀腔在对应流量范围内能够正常开关。
步骤2，工作人员进入低温管路22，通过挤压海绵本体23两侧，将本申请的密封装置预置在管路内某一焊缝后方(如图13所示)，并确保上、下两个取样口25沿垂直方向布置，观察海绵本体23与管路内壁是否贴合密封，同时通过无压水泡29检查取样口25的水平度是否满足要求。
步骤3，从低温管路22的进气口向管路内填充惰性气体，当测氧仪测到从焊缝18坡口处排出的气体中氧气浓度不大于2％时，用胶带将焊缝18坡口包覆住，进行密封。
步骤4，从低温管路22的进气口向管路内填充15-20L/min流量的惰性气体，此时第二进气阀腔3的阀腔进气口被打开、第一进气阀腔2的阀腔出气口被关闭，气体从第二进气阀腔3、连接流道5和出气阀腔4流出阀体，通过出气管流入气体检测模组，从而排出管路内残留空气，并通过气体检测装置检测排出的气体含量，确保大部分残留空气已被排出。通过向管路内填充15-20L/min流量的惰性气体也可以减小充气时间，提高充气效率。
步骤5，虽然大部分残留空气已被排出，但是由于空气比重较轻，仍会有少量残留空气积聚在管路内部上方。因此，15-20L/min流量的惰性气体通入一段时间以后，可将惰性气体的流量调整为5-10L/min，此时由于流量减小，在弹簧弹性的作用下，第二进气阀腔3的阀芯向下移动以关闭其阀腔进气口，第二进气阀腔3的阀芯向上移动以打开其阀腔出气口，气体从第一进气阀腔2、连接流道5和出气阀腔4流出阀体，通过出气管17流入气体检测模组，从而排出积聚在管路上方的残留空气。当气体检测装置检测到排出的气体中氧气含量归零时，表明残留空气完全排出管路，此时管路焊缝具备焊接条件，即可开始焊接工作。
管路焊接过程中，为确保管路内部惰气含量始终维持在标准浓度，可保持第一进气阀腔2常开，即惰气填充流量维持在5-10L/min。
步骤6，当该焊缝焊接完成后，拉动连接接头28，通过连接接头28、牵引绳27和加强支架26形成的三角形的加强保护结构，可带动海绵本体23向下一道焊缝移动，此时，施加在加强支架26上、下两个弯折部位的拉力(F3.2上与F3.2下相同(如图14所示)，海绵本体23顶部和底部与管壁之间的摩擦力相同，海绵本体23移动过程中不会出现沿着管路中心线翻转的情况。
同时，由于海绵本体23朝向焊缝18一侧的端面(椭圆形端面)的两侧摩擦力小于其顶部、底部的摩擦力(如图15所示)，移动过程中，海绵本体23朝向焊缝一侧的端面(椭圆形端面)长轴两侧与管壁贴合的部位，在拉力作用下呈一定弧度变形完全(弹性变形)，海绵本体23移动过程中不会出现沿着管路左、右方向翻转的情况(如图16所示)。
密封装置被移动到相应位置后，释放牵引拉力，海绵本体23的弹性形变恢复，重新与管壁相贴合以达到密封状态。
然后，重复执行上述步骤，直至所有焊缝均完成焊接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。