管道法兰快速组对焊接工作站的制作方法

本实用新型涉及管道工厂化预制，特别涉及管道法兰快速组对焊接工作站。

背景技术：

管道工厂化预制，能改善作业环境，降低施工风险，提高工作效率，已成为当前管道安装的首推技术。尤其近几年，随着BIM技术的应用，管道工厂化预制推广的速度加快。但在现有的施工中，采用卡箍连接件的管道工厂化预制更加成熟和普遍，而采用法兰连接件的管道，由于法兰连接限制了管道的转动和修改，对管道的预制精度要求很高，而现有的技术难以保证预制管道的法兰螺栓孔对称水平度和法兰与管道的垂直度以满足管道在现场组装的要求，致使法兰连接的管道在现有的工程中采用管道工厂化预制应用较少。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种管道法兰快速组对焊接工作站，适用于50≤DN≤350直管段预制，焊接精度高，预制管道两侧的法兰螺栓孔完全对称。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

管道法兰快速组对焊接工作站，包括头部法兰定位与旋转装置、尾部法兰定位与旋转装置、轨道、管道托座、滑车、标尺，头部法兰定位与旋转装置一侧设有轨道，尾部法兰定位与旋转装置设置在轨道上，头部法兰定位与旋转装置和尾部法兰定位与旋转装置之间设有至少两个管道托座，管道托座设置在滑车上，轨道外侧设有平行于轨道的标尺，尾部法兰定位与旋转装置上设有垂直指向标尺的指针头，头部法兰定位与旋转装置包括调整底座，调整底座上连接头部法兰连接机构，尾部法兰定位与旋转装置包括过渡底座，过渡底座上连接尾部法兰连接机构，头部法兰连接机构与尾部法兰连接机构的结构相同，相对设置，包括支撑架、定位轴、法兰卡架、手动转盘、外接法兰卡架、调整垫片，支撑架通过轴承座连接定位轴，定位轴中部固定连接手动转盘，定位轴头部固定连接法兰卡架，法兰卡架上设有卡架水平零位，手动转盘上对应卡架水平零位的位置设有零位定位孔，轴承座上设有与零位定位孔对应的水平定位板，水平定位板与零位定位孔通过拆卸销轴连接，法兰卡架与外接法兰卡架拆卸连接，定位轴前端拆卸连接调整垫片。

所述的法兰卡架上设有多组以卡架水平零位为基准的法兰安装孔，各组法兰安装孔与待装夹的管道法兰的法兰孔相一致。

所述的外接法兰卡架上设有多种组法兰安装孔，各组法兰安装孔与待装夹的管道法兰的法兰孔相一致。

所述的管道托座包括底板、支撑座、托辊挡板、托辊、筋板，底板上设有支撑座，支撑座上设有圆弧托座孔，托座孔表面均布若干个托辊，支撑座两侧设有托管挡板，管道托座为多种规格。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型分别对法兰、管道轴向和径向自主定位，可自主保证管道插入法兰深度尺寸，可自主保证法兰与管道的垂直度，可自主保证2片法兰平行度，可自主保证两片法兰螺栓孔对称水平度，可控制焊接变形，可实现同步精准(精度0.1mm)读出预制管段的长度参数，也可按图纸要求精准预制管段的长度。可实现旋转，以便于焊接。

2.通过法兰卡架零位定位，使两侧2片法兰螺栓孔在定位时(旋转前)都处于零位，确保了两侧法兰螺栓孔完全对称。焊接时，可用手动转盘使预制管段整体旋转，使焊接操作始终位于平焊位置，降低操作难度，提高焊接效率。法兰定位装置和管道托座分别对法兰和管道刚性固定，减少了焊接变形，确保了法兰与管道垂直，确保了法兰平行。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的结构侧视图。

图3为头部法兰连接机构和尾部法兰连接机构的结构剖视图。

图4为头部法兰连接机构和尾部法兰连接机构的结构侧视图。

图5为头部法兰连接机构和尾部法兰连接机构的结构示意图。

图6为法兰卡架结构示意图。

图7为手动转盘结构示意图。

图8为管道托座结构示意图。

图9为管道托座结构俯视图。

图10为本实用新型的应用示意图。

图中：头部法兰定位与旋转装置1、尾部法兰定位与旋转装置2、轨道3、滑车4、管道托座5、标尺6、指针头7、调整底座8、过渡底座9、头部法兰连接机构10、尾部法兰连接机构11、支撑架12、轴承座13、定位轴14、手动转盘15、法兰卡架16、外接法兰卡架17、调整垫片18、零位定位孔19、水平定位板20、拆卸销轴21、法兰安装孔22、底板23、支撑座24、托座孔25、托辊26、托辊挡板27、筋板28、管道29。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进一步说明：

如图1-图10，管道法兰快速组对焊接工作站，包括头部法兰定位与旋转装置1、尾部法兰定位与旋转装置2、轨道3、管道托座5、滑车4、标尺6，头部法兰定位与旋转装置1一侧设有轨道3，尾部法兰定位与旋转装置2设置在轨道3上，头部法兰定位与旋转装置1和尾部法兰定位与旋转装置2之间设有至少两个管道托座5，管道托座5设置在滑车4上，轨道3外侧设有平行于轨道的标尺6，尾部法兰定位与旋转装置2上设有垂直指向标尺的指针头7。

头部法兰定位与旋转装置1包括调整底座8，调整底座8上连接头部法兰连接机构10，尾部法兰定位与旋转装置2包括过渡底座9，过渡底座9上连接尾部法兰连接机构11，头部法兰连接机构10与尾部法兰连接机构11的结构相同，相对设置，包括支撑架12、定位轴14、法兰卡架16、手动转盘15、外接法兰卡架17、调整垫片18，支撑架12通过轴承座13连接定位轴14，定位轴14中部固定连接手动转盘15，定位轴14头部固定连接法兰卡架16，法兰卡架16上设有卡架水平零位，手动转盘15上对应卡架水平零位的位置设有零位定位孔19，轴承座13上设有与零位定位孔对应的水平定位板20，水平定位板20与零位定位孔19通过拆卸销轴21连接，法兰卡架16与外接法兰卡架17通过螺栓拆卸连接，定位轴14前端通过螺栓拆卸连接调整垫片18。

法兰卡架16上设有以卡架水平零位为基准的法兰安装孔22，法兰卡架(DN50-150)上有4组(每组6个)与DN50-150(PN1.6)6种规格的法兰完成匹配的定位孔，DN50-150(PN1.6)6种规格的法兰(DN50-150PN1.0的法兰与PN1.6的法兰螺栓孔节园与孔径尺寸完全相同，可通用)可通过定位销和螺栓将法兰定位，使其与法兰卡架保持同心和平行。法兰卡架(DN50-150)与轴通过键槽与键装配。

外接法兰卡架17上设有多种组法兰安装孔22，外接法兰卡架(DN200-350)，是DN50-150法兰卡架扩展部分，当预制管道规格超过本体法兰卡架范围时，可将DN200-350的外接法兰卡架套在本体法兰卡架外部，用螺栓连接。

管道托座包括底板23、支撑座24、托辊挡板27、托辊26、筋板28，底板23上设有支撑座24，支撑座24上设有圆弧托座孔25，托座孔25中心与两侧法兰卡架的中心一致，托座孔25表面均布若干个托辊26，支撑座24两侧设有托辊挡板27，管道托座为多种规格，焊接不同规格管道29时采用不同管道托座。

使用方法：

当管道预制规格为DN50-150(DN50、DN65、DN80、DN100、DN125、DN150)时，

1.转动手动转盘，使头部、尾部法兰卡架处于0位，并用拆卸销轴定位使法兰卡架固定不动。

2.将待预制所用的法兰密封面朝向法兰卡架套在定位轴上，使密封面与法兰卡架贴实，用定位销与螺栓将法兰定位在法兰卡架上。

3.将待预制的管道放在管道托座上，管道保持与固定在法兰卡架的2个法兰同心并垂直。

4.推动滑车使管道慢慢靠向头部法兰卡架并使管道套入头部法兰卡架上的法兰内，使管道端面与轴端面贴实，从而保证法兰与管道间的相对位移。

5.推动尾部法兰定位与旋转装置，使尾部法兰卡架上的法兰靠近管道并套在管道上，管道端面与轴端面贴实。

6.法兰与管道定位焊点焊牢固，拆除法兰卡架水平零位拆卸销轴，使法兰卡架可以自由旋转，进行法兰与管道间外焊缝焊接操作，边焊接操作边旋转法兰卡架，使焊接位置始终位于平焊。

7.通过主尺和指针头读出并记录预制的管道长度数据。

8.拆除法兰卡架与法兰间的定位销和螺栓，推动尾部法兰定位与旋转装置使其退回到原始位置，推动管道托座使管道退回到原始位置。

9.进行法兰与管道间的内焊缝焊接操作，边焊接边旋转管道，使焊接位置始终位于平焊。

10.取出预制好的管道，进行下个管道预制。

当管道预制规格为DN250-350(DN200、DN250、DN300、DN350)时，采用外接法兰卡架装夹待预制所用的法兰，并用螺钉固定。

上面所述仅是本实用新型的基本原理，并非对本实用新型作任何限制，凡是依据本实用新型对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。