气流冲击式多功能管内焊瘤清除器的制作方法

专利名称：气流冲击式多功能管内焊瘤清除器的制作方法
专利说明 本实用新型涉及一种冲击式焊瘤清除器，用于油、气、石油化工、民用供水管道内的通球、试压及清除焊瘤。目前，国内几十年的油气田开发建设，随着焊接技术质量要求、工艺要求的不断提高，对管道进行内防腐、使用水泥沙浆、涂料等，主要目的都是为了延长管材的寿命。多年来，在通球管道上，都是使用钢球、胶皮球、橡皮发射器进行清管，而在很大程度上忽视了焊瘤的存在。在这种情况下，凡是对建设安装工程来讲，焊瘤的存在成了历年来的老大难问题。用比钢管的内径小4毫米的钢球进行通球试压，如遇到焊瘤就会被卡住，风机吹不动，经常会出现卡球现象，钢球属于随遇滚动型，四周都要跑气，卡球时就要将压风机停掉，然后用氧气在管子上端开天窗(即在管线焊口处的上端开个长方形口)，把焊瘤去掉后，将天窗补上再进行试压；有时几公里管线要开十几个天窗，十几公里或几十公里管线就要开几十个或百个天窗。试压时，它需要作试压准备，吹扫、通钢球、稳压。而用胶皮球试压的过程是，先将胶皮球用榔头打入管口内(胶皮球直径比管子内径大5-7mm)，然后用压风机升压，胶皮球四周虽不漏气，但只能将管内一部分杂物清理出管口；由于压风机不断升压，把胶皮球硬往前挤，遇到焊瘤虽卡不住，但焊瘤就把胶皮球刮道口；管线长，焊口多，就要给胶皮球上刮无数道口，下一次就不能用了。胶皮清管器的用途与胶皮球相似，也只能把管内的杂物清理掉，缺点与胶皮球同样。橡皮发射器的用途与胶皮球、胶皮清管器相同，也是从管线这边装进去，从那边吹出来即可。
使用胶皮球、胶皮清管器或橡皮发射器试压的共同点是，在管道中不会卡住，遇到弯头都能过去，但遇到焊瘤都有不同程度的损坏，都只能使用一次；试压时，只要把胶皮球、胶皮清管器或橡皮发射器吹出来为止，就确认该管道试压合格，稳压后就能投入使用了，而焊瘤却留在了焊口的内部，对以后管道的内防腐、通球清蜡或清除杂物造成了很大困难。
管线焊接完毕后，需要作试压准备，吹扫、通球、稳压，试压都是分段试压(注过公路、过沟、穿越、跨越)不连接；试压完毕后，才能把过公路、过沟的管线连通，投入使用，焊瘤自然被留在了焊口的内部。现有的CN1030038A公开了一种“内部焊瘤去除装置”，它是用电动的方法，在焊瘤仍然灼热和相当软的时候从焊接在一起的管子端部中除去内部焊瘤的设备，其结构复杂，制作成本高，对于小口径管线无法适用。本实用新型解决了现有管内试压工具不能清除管内焊瘤的问题。
本实用新型包括由圆球形转向头、连接杆、冲击块组成的工件和密封碗，转向头通过连接杆与冲击块连为一整体，冲击块与密封碗通过压板、螺栓连接起来；冲击块为中段凹入的圆柱体，冲击块靠近转向头的一端为主刀刃端，冲击块靠近密封碗的一端为副刀刃端；冲击块的主副刀刃端的直径相同，分别比管内径小2mm，转向头的直径主副刀刃端的直径小8-10mm，密封碗的直径比管内径大3mm；密封碗边缘的厚度小于密封碗中间的厚度。
本实用新型的转向头在管线内做高速运动时，遇到弯头时能迅速改变方向，不论两个弯头间的距离长短，只要弯头的弯曲半径大于四倍管直径时，都能顺利通过。由于密封碗边缘的厚度小于密封碗中间的厚度，能将工件很轻松的放入管口内，在运动过程中，不会将工件后端托起，使工件平滑的运动，不会做旋转运动。转向头在遇到焊瘤过长或过大时，将会把焊瘤碰弯，而后将工件后端弹起，发出声响，人站之处就能听到工件到什么位置了，起到自然定位的作用。工件在管线内作高速运动时，它将焊口内部超标或焊瘤迅速切除、清理并带出管外。
管线焊接完毕后，即可开沟、下管、将过公路、过沟等任何障碍物的管线全线焊接连通，一次性通球试压，它能将管道焊口内的焊瘤残渣、杂物、毛刺等一次性的清理干净，当焊瘤去掉后，焊瘤的根部也不会出现凹陷，使管道内壁光滑平整。在低压管道上，压力为1-2Mpa时，将吹扫、通球、稳压、全线连通一次性试压完成；在高压管道上，以吹扫、通球一次完成，稳压分步进行，对以后管道做内防腐、通球、清蜡创造了很好的条件，延长了管道的使用寿命。本实用新型可以多次反复使用，在很大程度上节省了人力、物力、经费，结构简单，集清杂物、除焊瘤、吹扫、通球、稳压为一体。


图1是本实用新型的结构示意图；图2是管线内焊瘤的分布图；图3是本实用新型过直管的工作示意图；图4是本实用新型过弯管的工作示意图。本实用新型包括由圆球形转向头1、连接杆2、冲击块3组成的工件和密封碗6，转向头1通过连接杆2与冲击块3连为一整体，冲击块3与密封碗6通过压板7、螺栓8连接起来；冲击块3为中段凹入的圆柱体，冲击块3靠近转向头1的一端为主刀刃端4，冲击块3靠近密封碗6的一端为副刀刃端5；冲击块3的主副刀刃端的直径相同，分别比管内径小2mm，转向头1的直径主副刀刃端的直径小8-10mm，密封碗6的直径比管内径大3mm；密封碗6边缘的厚度小于密封碗中间的厚度。
转向头具备转向及导引的作用，且在高速运动中通过冲击块3的主刀刃端4施加牵引惯性动能的作用，以保证非均面焊瘤冲切时工件的稳定性。当工件在管道中运动时，如遇到焊瘤过长或过大时，转向头会把焊瘤碰弯，而后将工件后端弹起，发出声响定位。
当工件通过管线的每一段时，在焊瘤切除后，可将切下的焊瘤存放于转向头、连接杆、冲击块端头所形成的凹入部，冲击块端头能将杂物、土块推进，有少量的土、泥沙能进入冲击块中段的凹入部存放，密封碗把风量完全隔在工件后面，不易将工件撑起来，当风机供风时，密封碗就向外侧撑开，达到把工件向前快速推进的目的，最后将管内的杂物、焊瘤全部推出管外。密封碗还可以更换。
冲击块3的主刀刃端4用于切除焊瘤物及混入管内的其它杂物，使焊口内部呈光滑面。而冲击块3的副刀刃端5用于进一步扫除、挤平主刀刃端冲切遗留的毛刺，使焊口内部更为平整。在试压过程中，工件在管道中运行时，通过每一个焊口，不管有没有焊瘤，只要是超高部位，主刀刃端都能将其切成标准的平整度，焊瘤被高速运动的工件切除后，就被向前推进，到不了主刀刃端的后面。
如图3所示，本实用新型在直管线内作高速运动时，从起始点运动速度由低而高遇到焊瘤或超高部位时，速度则由高而低呈直线下降，直到把焊瘤切除掉，而后又迅速加速至高速运动。每根管子以6米计，焊瘤切除后，管内杂物、沙土可一起带出管外。
如图2所示，在管内焊口处的上部为焊瘤密集区，左右两侧的焊瘤一般较少，下部为超标部位，当主刀刃端切除焊瘤后，上焊瘤根部只留有1-1.2毫米的残留部分，由副刀刃端将其二次切削，达到设计要求。
如图4所示，当工件在遇到S型弯、U型弯、 型补偿器时，转向头主要用于弯头转弯处使用，在管线内做高速运动时，遇到弯头时能迅速改变方向，可以向左、向右、向上、向下运动，不论两个弯头间的距离长短，只要弯头的弯曲半径大于四倍管直径时，无论有几个弯头连接在一起，两弯头间的距离长短不限，都能顺利通过。冲击块中段的凹入部分主要用于保证工件能从弯头处沿管内壁的凸弧面顺利通过，从而减小工作时对弯曲半径的要求，并为冲击块3的副刀刃端5的通过留有余量。冲击块能使工件在管内平行滑动。转弯时，先由转向头与弯头的外弧内壁碰撞向前运动，主刀刃端碰撞不到外弧内壁，对该处无损伤；通过弯头内弧时，由于有一定的空间位置，冲击块中段为凹型面，主刀刃端已过去，弯头内弧也无损伤。
本实用新型主要用于工业管道、油田建设、气田建设、注水管道、供水管道。在油田建设中有单井管线和输油管线，一般单井或输油管道在焊接完毕后，设计要求进行通球试验以前，先使用钢球，后来使用发生器，以清除管内杂物为主。现在本实用新型既能将管内的杂物清理出来，又能将每个焊口处的焊瘤一次性的清除掉。在气田建设中，单井管线压力比输气管线压力高，单井压力为30Mpa-40Mpa之间，属于高压范围，焊接过程是先用氩弧焊打底，电焊填充盖面，焊瘤是难免的。过去在试验时只做吹扫，打高压、稳压，没有收、发球装置。而输气管线一般为中压，压力为6.4Mpa，焊接方式与单井相同，但设计各站都装有发、收球装置，为以后清管内杂物使用，在管线焊接完后，只用发射器将管内杂物清理掉，方能投入运行。要求通球试验，如把钢球卡在管线内，就无法找到，以发射器试验为准，焊瘤始终还留在管内的焊口处，给以后的清管带来很大的麻烦。而使用本实用新型，就达到了管道畅通，顺利清管之目的。在注水、供水管道(包括民用生活水、生活用水管道)中，此类管道在焊接完以后，都要进行吹扫通球稳压试验，属于高压(注水)25Mpa要稳压至工件压力20Mpa，属于低压的，稳压至工件压力1Mpa。本实用新型无须焊堵头，为以后管道做内防腐、顺利清理奠定了很好的基础。
使用说明在试压前，应先将管子支起来15厘米高度，在管头上焊接一只法兰，另一只法兰与压风机连接，待焊口冷却后方可将本实用新型放入管口内，用螺栓将其密封，即完成试压准备。将压风机启动，气包压力升至规定极限时，将快开阀门迅速开启即可。随着管径的增大，压风机的数量也要增加。大口径管道试压时，应先将本实用新型放入管口内约30厘米处即可，堵板的中孔应提前开好，不得将堵板与管口焊好后再开中孔，以防止把密封碗烧坏。
权利要求1.一种气流冲击式多功能管内焊瘤清除器，其特征在于它包括由圆球形转向头、连接杆、冲击块组成的工件和密封碗，转向头通过连接杆与冲击块连为一整体，冲击块与密封碗通过压板、螺栓连接起来；冲击块为中段凹入的圆柱体，冲击块靠近转向头的一端为主刀刃端，冲击块靠近密封碗的一端为副刀刃端；冲击块的主副刀刃端的直径相同，分别比管内径小2mm，转向头的直径主副刀刃端的直径小8-10mm，密封碗的直径比管内径大3mm；密封碗边缘的厚度小于密封碗中间的厚度。
专利摘要本实用新型公开了一种冲击式焊瘤清除器，它解决了现有管内试压工具不能清除管内焊瘤的问题。它包括由圆球形转向头、连接杆、冲击块连为一整体的工件和密封碗，冲击块与密封碗通过压板、螺栓连接起来；冲击块为中段凹入的圆柱体，冲击块靠近转向头的一端为主刀刃端，冲击块靠近密封碗的一端为副刀刃端；冲击块的主副刀刃端分别比管内径小2mm，转向头的直径主副刀刃端的直径小8－10mm，密封碗的直径比管内径大3mm；密封碗边缘的厚度小于密封碗中间的厚度。本实用新型在管线内作高速运动时，将焊口内部超标或焊瘤迅速切除、清理并带出管外。集清杂物、除焊瘤、吹扫、通球、稳压为一体。
文档编号B23K31/10GK2637076SQ0328052
公开日2004年9月1日 申请日期2003年9月11日 优先权日2003年9月11日
发明者卿周全 申请人:卿周全