管道冷却系统的制作方法

本申请是国际申请日为2015年11月24日、进入国家阶段申请号为201580080511.1、题为“用于焊接管线的管段的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

背景

相关申请的交叉引用

本申请是2015年8月28日提交的pct/us2015/047603的部分继续申请，所述pct/us2015/047603要求2014年8月29日提交的美国临时申请号62/043,757的优先权。本申请也是2015年3月26日提交的pct/us2015/022665和2014年3月28日提交的美国专利申请号14/228,708的部分继续申请。pct/us2015/022665要求美国专利申请号14/228,708的权益。本申请也是2014年5月22日提交的pct/us2014/039148和2014年5月8日提交的美国专利申请号14/272,914的部分继续申请，所述pct/us2014/039148和所述美国专利申请号14/272,914两者均要求2013年5月23日提交的美国临时申请号61/826,628的优先权。pct/us2014/039148要求美国专利申请号14/272,914的权益。本申请还要求2015年6月12日提交的美国临时申请号62/175,201和2015年7月7日提交的美国临时申请号62/189,716的优先权。所有这些申请的内容均以引用的方式整体并入本文。

领域

本专利申请涉及用于焊接管线的管段的目的的各种现场系统和方法。

管线系统可包括包含钢、不锈钢或其他类型金属的伸长的管道部分或管段(例如，数英里的管段)，所述管线系统用于在两个位置之间(例如，从可以是基于陆地或水的源的来源到合适的存储位置)输送流体，诸如水、油和天然气。管线系统的构造通常涉及通过例如能够为连接的管段提供不透液密封的焊接接缝将具有合适直径和纵长尺寸的管段连接在一起。

在两个管段(例如，具有相同或类似的横向横截面尺寸的两个管段)之间形成焊接接缝的过程中，将一个管道部分或管段的端部与第二管道部分或管段的端部紧邻或接触。管段相对于彼此固定，并且焊接接缝使用合适的焊接过程来形成，以连接管段的两个端部。在焊接部完成并清理之后，可检验焊接部。在检验之后，可能希望向焊接接缝施加外部保护性涂层。

常规内部焊机经常包括径向向外扩张以接触管道内部的内部对齐机构。当中央构件的延伸构件在接缝任一侧上相对接近管段接缝面接触管道内部时，从内侧完成两个管段的对齐，如美国专利号3,461,264、3,009,048、3,551,636、3,612,808和gb1261814(其各自以引用的方式整体并入本文)所示。为了焊接接缝，扩张器的结构应被配置来允许足够的空间以容纳旋转焊炬。因此，有利的是，提供允许用于旋转的或关节式运动的焊炬的足够空间的内部对齐，或将管段在外部对齐以便消除对可能产生显著的内部混乱的内部扩张器的需要。

此外，常规内部焊接过程通常涉及内部焊机的内部或外部对齐和插入，使得焊炬与面接缝对齐。在此过程中，评估内部焊机大体上的定位和焊炬具体的定位的准确性有时是困难的。当焊炬在焊接过程中沿着管道的轨道路径横贯管道内侧时评估焊炬位置的准确性甚至是更困难的。因此，有利的是，提供追踪在管道接合部处的管道边缘的结构或定位的系统，以便通过使用所追踪的接合部状态来控制焊炬。具体地，首先使用激光器追踪接合部的轮廓、然后向电子控制器发送信号以导向焊接焊炬相对于所追踪的管道接合部轮廓的位置和取向是有利的。

此外，采用外部对齐机构的常规管线焊接系统通常在辊上支撑两个区段并且调控区段的位置和取向，直至对齐令人满意为止。对齐是否令人满意通常例如取决于行业可接受的高低量规，所述量规是相当准确的，并且手动操作并定位在离散位置处且不在整个管道接合部上。在任何情况下，如从管道的内侧观察的接合部的轮廓或结构通常不是对齐质量的考虑因素。因此，有利的是，提供在外部对齐过程期间如通过激光器读取的关于接合部轮廓的信息被用作输入参数的对齐系统。具体地，有利的是，将来自焊炬控制激光器的信息提供给利用所述信息来控制外部对齐机构的控制器。

另外，用于焊接管段的常规管线系统通常缺少视觉地检验焊炬所施加的焊接的能力。因此，有利的是，提供跟随焊炬焊接施加的摄像机和用于显示焊接部图像的显示器，以便操作人员视觉地检验焊接质量。本公开的其他优点通过审阅本公开内容将是明显的。可取得专利的优点不限于此部分中的加亮的那些。此外，本文所强调的优点应认为是彼此独立的，并且并不彼此依赖，除非本文明确地指出。另外的优点还在本申请中提供的权利要求书中进行描述。

在焊接操作中，管道通常在焊接之前预加热至合适的温度，并且在焊接过程期间也生成显著的热量。

在焊接部完成并清理之后某一时间，可检验焊接部。希望在相比于升高的焊接温度更接近于管道操作温度的温度下检验焊接部。因此，可能期望在焊接过程之后进行冷却，之后进行检验。在检验之后，可能希望向接缝施加外部保护性涂层。为了有利于此涂覆，可向管道添加热量，以便升高用于施加某些外部涂层(例如，聚丙烯)所需要的管道温度。

在此加热之后，理想地允许管道连接部冷却到合适的温度，之后发生所执行的进一步的加工步骤(例如，之后在水中或在陆地上的某一其他合适位置处卷绕连接的管道部分或处理/放置管道部分)。

在一些管道制造步骤的过程中(例如，在焊接之后并且在检验之前)，联结管道的外部部分可易于触及并且在外部表面处进行冷却是一个选择。然而，在所述过程中的一些部分的过程中(例如，在某些材料已经在外部施加到管道的外侧表面之后)，外部表面对于在其上实施管道冷却过程是不可用的。

在制造过程的某些部分的过程中(即，甚至在外部冷却可用时)，内部冷却可以是可用的。由于管道的大小和触及位于焊接接缝处或附近的管道部分的内部部分的困难，在管道内进行内部冷却可以是具有挑战性的。因此，尤其希望提供内部冷却，使得在所述过程的管道外部表面不可触及的部分的过程中，可实现冷却来更快速地调节管道以用于需要较低温度的未来步骤(例如，卷绕)。

现有的管线焊接检验过程(诸如超声测试和x射线摄影术)可能是具有挑战性的。例如，一些过程可能需要训练有素的人员的大型队伍(例如，4个或更多个人员)行进到构造管线的偏远位置；可能需要通过专用卡车将耐用计算机运输到具有恶劣环境的偏远位置并且在所述偏远位置中使用所述计算机；提供；使用通过网络线拴系(“拴系”)到专用的耐用计算机设备和卡车的检验设备；可能是效率低的，因为队伍的每位成员可能仅对于所述过程的某些步骤是需要的；需要训练有素的技工在现场来解释测试结果；并且需要完成期望的分析并写下关于管道的结果，之后队伍可前进以检验下一个焊接部。当然，这些是一般情况，并且并非所有这些问题均存在于所有的系统中。

当前，管道联结技术仍然是依赖于通过施加焊接的工人来避免错误的领域。一些焊接技术需要足够的数据管理、工作控制和活动监控。由于此类挑战，焊接质量、完成时间和经济性也可能是具有挑战性的本专利申请提供优于现有技术领域系统和方法的改进。

概述

本申请涉及一种可在管道焊接应用中部署的现场系统和方法。所述现场系统提供与管道焊接系统和方法相关的许多实施方案，所述实施方案可与彼此组合使用或单独使用。此类焊接系统和方法包括举例来说，例如内部焊接系统和方法、接头焊接系统和方法、管道检验系统和方法、管道处理系统和方法、内部管道冷却系统和方法、无创性测试系统和方法、以及远程界面和数据库系统和方法(ulog)。本申请还涉及由此类过程中的一些或全部产生的焊接管道。

本专利申请的一个方面提供一种管道冷却系统，包括：框架，所述框架被构造成位于多个焊接管道中的至少一个管道内，所述多个焊接管道经焊接接头固定在一起；多个滚筒，所述多个滚筒被构造成旋转地支撑所述框架；驱动电机，所述驱动电机驱动所述多个滚筒以使所述框架在所述至少一个管道内移动；制动系统，所述制动系统阻止所述框架在所述至少一个管道内的所需位置处的移动；由所述框架承载的一个或多个电池单元，所述一个或多个电池单元被构造成为所述驱动电机和所述制动系统供电；由所述框架承载的冷却器，所述冷却器包括风扇，所述风扇被构造成在所述至少一个管道内吹送冷却气体并且在朝着焊接接头的方向上，以促进所述焊接管道的冷却；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器可操作地与所述驱动电机、所述制动系统和所述冷却器连接，所述一个或多个处理器操作所述冷却器以降低所述焊接管道的温度。

本专利申请的另一个方面提供一种管道冷却系统，包括：框架，所述框架被构造成位于多个焊接管道中的至少一个管道内；多个滚筒，所述多个滚筒被构造成旋转地支撑所述框架；驱动电机，所述驱动电机驱动所述多个滚筒以使所述框架在所述至少一个管道内移动；制动系统，所述制动系统阻止所述框架在所述至少一个管道内的所需位置处的移动；由所述框架承载的一个或多个电池单元，所述一个或多个电池单元被构造成为所述驱动电机和所述制动系统供电；由所述框架承载的冷却器，所述冷却器被构造成在所述至少一个管道内吹送冷却气体，以促进所述焊接管道的冷却；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器可操作地与所述驱动电机、所述制动系统和所述冷却器连接，所述一个或多个处理器操作所述冷却器以降低所述焊接管道的温度；其中，所述冷却器包括在其中承载冷却流体的热交换器，所述热交换器具有管道接触表面，所述管道接触表面接触所述焊接管道的内表面以促进所述焊接管道的冷却。

本专利申请的另一个方面提供一种管道冷却系统，包括：框架，所述框架被构造成位于多个焊接管道中的至少一个管道内；多个滚筒，所述多个滚筒被构造成旋转地支撑所述框架；驱动电机，所述驱动电机驱动所述多个滚筒以使所述框架在所述至少一个管道内移动；制动系统，所述制动系统阻止所述框架在所述至少一个管道内的所需位置处的移动；由所述框架承载的一个或多个电池单元，所述一个或多个电池单元被构造成为所述驱动电机和所述制动系统供电；由所述框架承载的冷却器，所述冷却器被构造成在所述至少一个管道内吹送冷却气体，以促进所述焊接管道的冷却；一个或多个处理器，所述一个或多个处理器可操作地与所述驱动电机、所述制动系统和所述冷却器连接，所述一个或多个处理器操作所述冷却器以降低所述焊接管道的温度；和温度传感器，所述温度传感器感测所述焊接管道的温度，所述温度传感器与所述一个或多个处理器可操作地通信，所述一个或多个处理器基于从所述温度传感器接收的信号向所述冷却器发送操作指令。

本专利申请的另一个方面提供一种管道冷却系统，包括：框架，所述框架被构造成位于多个焊接管道中的至少一个管道内；多个滚筒，所述多个滚筒被构造成旋转地支撑所述框架；驱动电机，所述驱动电机驱动所述多个滚筒以使所述框架在所述至少一个管道内移动；制动系统，所述制动系统阻止所述框架在所述至少一个管道内的所需位置处的移动；由所述框架承载的一个或多个电池单元，所述一个或多个电池单元被构造成为所述驱动电机和所述制动系统供电；由所述框架承载的冷却器，所述冷却器被构造成在所述至少一个管道内吹送冷却气体，以促进所述焊接管道的冷却；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器可操作地与所述驱动电机、所述制动系统和所述冷却器连接，所述一个或多个处理器操作所述冷却器以降低所述焊接管道的温度；其中，所述一个或多个处理器通信地连接到远程计算机系统，并且被构造成将管道冷却数据传输到所述远程计算机系统。

本专利申请的另一个方面提供一种管道冷却系统，包括：框架，所述框架被构造成位于多个焊接管道中的至少一个管道内；多个滚筒，所述多个滚筒被构造成旋转地支撑所述框架；驱动电机，所述驱动电机驱动所述多个滚筒以使所述框架在所述至少一个管道内移动；制动系统，所述制动系统阻止所述框架在所述至少一个管道内的所需位置处的移动；由所述框架承载的一个或多个电池单元，所述一个或多个电池单元被构造成为所述驱动电机和所述制动系统供电；由所述框架承载的冷却器，所述冷却器被构造成在所述至少一个管道内吹送冷却气体，以促进所述焊接管道的冷却；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器可操作地与所述驱动电机、所述制动系统和所述冷却器连接，所述一个或多个处理器操作所述冷却器以降低所述焊接管道的温度；其中，所述一个或多个处理器被构造成计算直到所述焊接管道的温度低于阈值温度所需的预期时间，其中，所述计算至少部分地基于所述焊接管道的尺寸。

本专利申请的另一个方面提供一种管道冷却系统，包括：框架，所述框架被构造成位于多个焊接管道中的至少一个管道内；多个滚筒，所述多个滚筒被构造成旋转地支撑所述框架；驱动电机，所述驱动电机驱动所述多个滚筒以使所述框架在所述至少一个管道内移动；制动系统，所述制动系统阻止所述框架在所述至少一个管道内的所需位置处的移动；由所述框架承载的一个或多个电池单元，所述一个或多个电池单元被构造成为所述驱动电机和所述制动系统供电；由所述框架承载的冷却器，所述冷却器被构造成在所述至少一个管道内吹送冷却气体，以促进所述焊接管道的冷却；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器可操作地与所述驱动电机、所述制动系统和所述冷却器连接，所述一个或多个处理器操作所述冷却器以降低所述焊接管道的温度；其中，所述一个或多个处理器通信地连接到远程计算机系统，并且被构造成传输冷却剂消耗数据。

本专利申请的另一个方面提供一种管道冷却系统，包括：框架，所述框架被构造成位于多个焊接管道中的至少一个管道内；多个滚筒，所述多个滚筒被构造成旋转地支撑所述框架；驱动电机，所述驱动电机驱动所述多个滚筒以使所述框架在所述至少一个管道内移动；制动系统，所述制动系统阻止所述框架在所述至少一个管道内的所需位置处的移动；由所述框架承载的一个或多个电池单元，所述一个或多个电池单元被构造成为所述驱动电机和所述制动系统供电；由所述框架承载的冷却器，所述冷却器被构造成在所述至少一个管道内吹送冷却气体，以促进所述焊接管道的冷却；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器可操作地与所述驱动电机、所述制动系统和所述冷却器连接，所述一个或多个处理器操作所述冷却器以降低所述焊接管道的温度；其中，所述冷却气体包括空气，并且其中所述冷却器包括至少一个风扇，所述至少一个风扇被构造成迫使空气通过所述管道冷却系统的热交换器元件。

本专利申请的另一个方面提供一种管道冷却系统，包括：框架，所述框架被构造成位于多个焊接管道中的至少一个管道内；多个滚筒，所述多个滚筒被构造成旋转地支撑所述框架；驱动电机，所述驱动电机驱动所述多个滚筒以使所述框架在所述至少一个管道内移动；制动系统，所述制动系统阻止所述框架在所述至少一个管道内的所需位置处的移动；由所述框架承载的一个或多个电池单元，所述一个或多个电池单元被构造成为所述驱动电机和所述制动系统供电；由所述框架承载的冷却器，所述冷却器被构造成在所述至少一个管道内吹送冷却气体，以促进所述焊接管道的冷却；和一个或多个处理器，所述一个或多个处理器可操作地与所述驱动电机、所述制动系统和所述冷却器连接，所述一个或多个处理器操作所述冷却器以降低所述焊接管道的温度；其中，所述冷却气体包括空气，并且其中，所述冷却器包括至少一个风扇，所述至少一个风扇被构造成迫使空气通过所述焊接管道的内部表面，其中，所述管道冷却系统还包括温度传感器，所述温度传感器感测所述焊接管道的温度，所述温度传感器可操作地与所述一个或多个处理器通信，所述一个或多个处理器基于从所述温度传感器接收的信号向所述至少一个风扇发送操作指令。

本专利申请的另一个方面提供一种用于焊接两个管道的现场系统。所述现场系统包括：第一管道啮合结构；第二管道啮合结构；检验检测器；一个或多个取向电动机；一个或多个处理器；以及焊接焊炬组装件。第一管道啮合结构被配置来啮合第一管道的内部表面，以使第一管道啮合结构能够相对于第一管道固定。第二管道啮合结构被配置来啮合第二管道的内部表面，以使第二管道啮合结构能够相对于第二管道固定。检验检测器轴向定位在第一管道啮合结构与第二管道啮合结构之间，所述检验检测器被配置来检验管道之间的接合部区域并且基于其生成轮廓数据。一个或多个取向电动机与检验检测器操作性地相关联，以沿着管道之间的接合部区域导向检验辐射束。一个或多个处理器与检验检测器操作性地相关联，并且被配置来从检验检测器接收轮廓数据以确定管道之间的接合部区域的一个或多个特性。焊接焊炬组装件包括焊接焊炬和至少一个焊接焊炬电动机，所述焊接焊炬和所述至少一个焊接焊炬电动机通过一个或多个处理器来致动，以基于管道之间的接合部区域的一个或多个特性在管道之间产生焊接。

本专利申请的又一方面提供一种用于焊接两个管道的现场系统。所述现场系统包括：框架，其被配置来放置在管道内；多个辊，其被配置来可旋转地支撑框架；驱动电动机，其驱动辊以使框架在管道内移动；制动系统，其将框架固定在管道内的期望位置处不移动；检验检测器，其由框架承载，所述检验检测器被配置来检测管道之间的接合部区域的特性；焊接焊炬，其由框架承载；一个或多个电池单元，其由框架承载，所述一个或多个电池单元被配置来为驱动电动机、检验检测器和焊接焊炬供电；以及一个或多个处理器，其与驱动电动机、检验检测器和焊接焊炬操作性地连接。

本专利申请的又一方面提供一种用于将一对绝缘管道彼此焊接的方法。每个管道包括由绝缘体材料包围的金属管道内部。待焊接管道的端部部分使金属管道内部暴露。所述方法包括：将待焊接的暴露金属管道端部对齐；将暴露的金属管道端部彼此焊接；加热焊接管道的暴露端部部分；将绝缘体施加到焊接管道的加热的暴露端部部分，使得绝缘体粘合到金属管道内部的外部表面，从而使管道的先前暴露的端部部分绝缘；以及从管道内将冷却能量施加到金属管道的内部表面。

本专利申请的又一方面提供一种用于将一对绝缘管道彼此焊接的系统。每个管道包括由绝缘体材料包围的金属管道内部。待焊接管道的端部部分使金属管道内部暴露。所述系统包括：焊接焊炬，其被配置来将暴露的金属管道端部彼此焊接；加热器，其被配置来加热焊接管道的暴露端部部分；绝缘体供应，其被配置来将绝缘体材料施加到焊接管道的加热的暴露端部部分，使得绝缘体粘合到金属管道内部的外部表面，从而使管道的先前暴露的端部部分绝缘；以及冷却器系统，其被配置来定位在管道内，在施加绝缘体材料之后，所述冷却器系统将冷却能量施加到金属管道的内部表面以促进金属管道的冷却。

本专利申请的又一方面提供一种用于将一对绝缘管道彼此焊接的方法。每个管道包括由绝缘体材料包围的金属管道内部。待焊接管道的端部部分使金属管道内部暴露。所述方法包括：将待焊接的暴露金属管道端部对齐；将暴露的金属管道端部彼此焊接；加热焊接管道的暴露端部部分；将绝缘体施加到焊接管道的加热的暴露端部部分，使得绝缘体粘合到金属管道内部的外部表面，从而使管道的先前暴露的端部部分绝缘；以及在施加绝缘体之后，从管道内将冷却能量施加到金属管道的内部表面；以及执行管线部署工序。施加冷却能量减少施加绝缘体与执行管线部署工序之间的等待时间。

本专利申请的又一方面提供一种焊接管道组装件。所述焊接管道组装件包括：第一金属管道，其具有至少30’的长度和小于24”的外径；第二金属管道，其具有至少30’的长度和小于24”的外径；焊接材料，其将第一管道与第二管道连接，所述焊接材料包括多个焊接通道层，所述多个焊接通道层包括根部通道层和设置在根部通道层的顶部上的热通道层，其中热通道层定位成比根部通道层更接近于所焊接的第一管道和第二管道的内部纵向轴线。

本专利申请的又一方面提供一种焊接管道组装件。所述组装件包括：第一金属管道，其具有至少30’的长度和小于24”的外径；第二金属管道，其具有至少30’的长度和小于24”的外径；焊接接缝，其连接第一金属管道和第二金属管道，所述焊接接缝包括形成在第一金属管道中的第一内部斜面和形成在第二金属管道中的第二内部斜面、以及设置在由第一内部斜面和第二内部斜面限定的区域中的焊接材料的根部通道层。

本专利申请的又一方面提供一种管道冷却系统。所述管道冷却系统包括框架、多个辊、驱动电动机、制动系统、冷却器、以及一个或多个处理器。框架被配置来放置在焊接管道内。多个辊被配置来可旋转地支撑框架。驱动电动机驱动辊以使框架在管道内移动。制动系统将框架固定在管道内的期望位置处不移动。冷却器是由框架承载的冷却器，所述冷却器将冷却能量施加到金属管道的内部表面以促进焊接金属管道的冷却。一个或多个处理器与驱动电动机、制动系统和冷却器操作性地连接。一个或多个处理器操作冷却器以将焊接管道的温度降低至预定水平。

本专利申请的又一方面提供一种焊接管道组装件。焊接管道组装件包括：第一金属管道；第二金属管道；以及焊接材料，其将第一金属管道与第二金属管道连接。第一金属管道具有至少30英尺的长度和小于24英寸的外径。第二金属管道具有至少30英尺的长度和小于24英寸的外径。焊接材料包括多个焊接通道层。多个焊接通道层包括根部通道层和设置在根部通道层的顶部上的热通道层。热通道层定位成比根部通道层更接近于所焊接的第一管道和第二管道的内部纵向轴线。

本专利申请的又一方面提供一种焊接管道组装件。焊接管道组装件包括：第一金属管道；第二金属管道；以及焊接接缝，其连接第一金属管道和第二金属管道。第一金属管道具有至少30英尺的长度和小于24英寸的外径。第二金属管道具有至少30英尺的长度和小于24英寸的外径。焊接接缝包括形成在第一金属管道中的第一内部斜面和形成在第二金属管道中的第二内部斜面、以及设置在由第一内部斜面和第二内部斜面限定的区域中的焊接材料的根部通道层。

本专利申请的又一方面提供一种用于焊接两个管道的现场系统。所述现场系统包括：第一管道啮合结构，其被配置来啮合第一管道的内部表面，以使第一管道啮合结构能够相对于第一管道固定；第二管道啮合结构，其被配置来啮合第二管道的内部表面，以使第二管道啮合结构能够相对于第二管道固定；一个或多个焊接焊炬，其被配置来定位在管道内，以在管道之间的接合部区域处产生内部焊接；电动机，其与一个或多个焊接焊炬操作性地相关联，以使一个或多个焊接焊炬沿着管道之间的接合部区域旋转；以及一个或多个处理器，其控制电动机和一个或多个焊接焊炬，所述一个或多个处理器操作电动机和一个或多个焊接焊炬以通过使一个或多个焊接焊炬沿着接合部区域在单个旋转方向上旋转直至完成完整的周向焊接部来沿着接合部区域生成完整的周向焊接部。

本专利申请的又一方面提供一种用于预检验待进行端部到端部焊接的两个管道之间的接合部区域的检验系统。所述系统包括：框架，其被配置来放置在管道内；多个辊，其被配置来可旋转地支撑框架；驱动电动机，其驱动辊以使框架在管道内移动；制动系统，其将框架固定在管道内的期望位置处不移动；可与框架一起移动的传感器，其检测管道之间的接合部区域；检验检测器，其被配置来基于管道之间的接合部区域的轮廓生成信号；电动机，其使检验检测器沿着接合部区域旋转地移动；以及一个或多个处理器，其与驱动电动机、传感器、检验检测器以及电动机操作性地相关联，所述一个或多个处理器操作驱动电动机以使框架移动通过管道中的至少一个，直至传感器检测到接合部区域为止，所述一个或多个处理器操作制动系统以将框架固定在管道内的适当位置处不移动，在所述位置处将检验检测器相对于接合部区域定位以使检验检测器能够检测管道之间的接合部区域的轮廓；所述一个或多个处理器操作检验检测器和电动机以扫描管道之间的接合部区域，并且响应于检测到接合部区域的一个或多个不合需要的特性，所述一个或多个处理器基于其发送指令。

本专利申请的又一方面提供一种用于预检验待进行端部到端部焊接的两个管道之间的接合部区域的现场系统。所述系统包括：框架，其被配置来放置在管道内；多个辊，其被配置来可旋转地支撑框架；驱动电动机，其驱动辊以使框架在管道内移动；制动系统，其将框架固定在管道内的期望位置处不移动；检验检测器，其被配置来基于管道之间的接合部区域的轮廓生成信号；一个或多个取向电动机，其使检验检测器沿着接合部区域旋转地移动；以及一个或多个处理器，其与驱动电动机、检验检测器和电动机操作性地相关联，所述一个或多个处理器操作制动系统以将框架固定在管道内的适当位置处不移动，在所述位置处将检验检测器相对于接合部区域定位以使检验检测器能够检测管道之间的接合部区域的轮廓；所述一个或多个处理器操作检验检测器和电动机以扫描管道之间的接合部区域来生成焊接前轮廓数据，并且响应于检测到焊接前轮廓数据的一个或多个不合需要的特性，所述一个或多个处理器基于其发送指令。

本专利申请的又一方面提供一种用于预检验待进行端部到端部焊接的两个管道之间的接合部区域的方法。所述方法包括：使框架在待焊接管道中的至少一个内移动；检测管道之间的接合部区域；将框架固定在管道之间的接合部区域处不移动；检测管道之间的接合部区域的轮廓；以及响应于检测到管道之间的接合部区域的一个或多个不合需要的特性，基于其生成指令。

本专利申请的又一方面提供一种管道冷却系统。所述管道冷却系统包括：框架，其被配置来放置在焊接管道内；多个辊，其被配置来可旋转地支撑框架；驱动电动机，其驱动辊以使框架在管道内移动；制动系统，其将框架固定在管道内的期望位置处不移动；冷却器，其由框架承载，所述冷却器将冷却能量施加到金属管道的内部表面以促进焊接金属管道的冷却；以及一个或多个处理器，其与驱动电动机、制动系统和冷却器操作性地连接，所述一个或多个处理器操作冷却器以将焊接管道的温度降低至预定水平。

本专利申请的一个方面提供一种焊接两个管道的方法。所述方法包括：使用第一夹具在内部央紧第一管道；使用第二央具在内部夹紧第二管道，夹紧第一管道和第二管道，使得它们以端部到端部的相邻关系设置，其中接合部区域在其之间；从在管道内并且在夹具之间的位置扫描接合部区域，以从接合部区域获得轮廓数据；基于轮廓数据以端部到端部关系焊接两个管道；以及从在管道内并且在夹具之间的位置在内部检验焊接管道

本专利申请的一个方面提供一种用于促进管道焊接的远离用于在第一管道与第二管道之间执行管道焊接操作的现场系统的焊接处理系统。例如，所述远程现场系统包括：检验检测器，其被配置来发出检验辐射束以扫描第一管道与第二管道之间的接合部区域的轮廓；和焊接焊炬，其被配置来基于第一管道与第二管道之间的接合部区域的轮廓，在第一管道与第二管道之间产生焊接。所述焊接处理系统包括：接收器，其被配置来从远程焊接系统接收根据检验检测器进行的对管道之间的接合部区域的扫描所确定的轮廓数据；一个或多个处理器，其被配置来将接合部区域扫描的轮廓数据的一个或多个特性与预定接合部区域的预定义的轮廓数据的一个或多个特性进行比较，并且被配置来基于所述比较确定远程现场系统的控制操作数据；以及发射器，其被配置来将控制操作数据发射到远程现场系统。控制操作数据被配置来致使焊接焊炬在管道之间的接合部区域上执行一个或多个焊接操作。

本申请的一个方面提供一种用于焊接管道的方法。所述方法包括：将待焊接的两个管道的端部对齐，所述管道包括由绝缘体材料包围的金属管道内部，所述金属管道内部在管道的与待焊接管道的端部相邻的部分处是暴露的；从管道内将管道的对齐端部彼此焊接以形成焊接接缝；在对齐端部的焊接过程中生成焊接数据，所述焊接数据对应于与焊接相关联的焊接参数；从焊接管道内使用检验激光器检验焊接接缝以得出内部焊接部检验数据；使用检验辐射源检验焊接接缝以得出辐射检验数据；将焊接数据、内部焊接部检验数据、以及辐射检验数据发射到远程计算机系统以得出另外的焊接数据；以及接收所得出的另外的焊接数据。所述另外的焊接数据从所发射的数据和由远程系统从对其他管道的检验接收的另外的检验数据得出。

本专利申请的一个方面提供一种用于促进现场测试和基于其的物理操作的现场系统。所述现场系统包括：现场装置，其被配置来执行物理地影响物体的操作；检验装置，其被配置来扫描物体；以及一个或多个处理器，其通信地连接到检验装置并且被配置来从检验装置接收与对物体的扫描相关联的检验数据。所述一个或多个处理器通信地连接到远程计算机系统，并且被配置来将检验数据发射到远程计算机系统。所述一个或多个处理器被配置来响应于发射检验数据从远程计算机系统接收与执行操作相关的数据，并且基于操作相关数据致使现场装置执行物理地影响物体的操作。操作相关数据从检验数据和与对另一个物体的单独扫描相关联的另一个检验数据得出。

本专利申请的一个方面提供一种用于促进现场测试和基于其的物理操作的方法。所述方法包括：通过现场系统的检验装置扫描物体以将与对物体的扫描相关联的检验数据提供到一个或多个处理器；通过现场系统的一个或多个处理器将检验数据发射到远程计算机系统；通过一个或多个处理器响应于发射检验数据从远程计算机系统接收与执行物理地影响物体的操作相关的数据；以及基于操作相关数据，通过一个或多个处理器致使现场系统的现场装置执行物理地影响物体的操作。操作相关数据从检验数据和与对另一个物体的单独扫描相关联的另一个检验数据得出。

本专利申请的一个方面提供一种用于促进现场测试和基于其的物理操作的远离发生现场测试和物理操作所在的现场系统的计算机系统。所述远程现场系统包括：检验装置，其被配置来扫描物体；和现场装置，其被配置来执行物理地影响物体的操作。所述计算机系统包括：接收器，其被配置来从远程现场系统接收与通过检验装置进行的对物体的扫描相关联的检验数据；一个或多个处理器，其被配置来处理检验数据以生成与执行物理地影响物体的操作相关的数据；以及发射器，其被配置来将操作相关数据发射到远程现场系统，以致使远程现场系统执行物理地影响物体的操作，其中所述操作基于操作相关数据来执行。

本专利申请的一个方面提供一种用于促进现场测试和基于其的物理操作的远离发生现场测试和物理操作所在的现场系统的方法。所述远程现场系统包括：检验装置，其被配置来扫描物体；和现场装置，其被配置来执行物理地影响物体的操作。所述方法包括：通过接收器从远程现场系统接收与通过检验装置进行的对物体的扫描相关联的检验数据；通过一个或多个处理器处理检验数据以生成与执行物理地影响物体的操作相关的数据；以及通过发射器将操作相关数据发射到远程现场系统，以致使远程现场系统执行物理地影响物体的操作，其中所述操作基于操作相关数据来执行。

本专利申请的一个方面提供一种用于促进在现场系统处进行的现场测试和基于其的物理操作的计算机系统。所述现场系统包括：检验装置，其被配置来扫描物体；和一个或多个现场装置，其被配置来执行物理地影响物体的一个或多个操作。所述计算机系统包括接收器，其被配置来从现场系统接收与通过检验装置进行的对物体的扫描相关联的检验数据。通过检验装置进行的对物体的扫描在通过一个或多个现场装置执行物理地影响物体的一个或多个操作之后。所述一个或多个操作使用第一组输入参数来执行。所述计算机系统还包括一个或多个处理器，其被配置来：基于检验数据检测与物体相关的缺陷；响应于缺陷检测生成与所述一个或多个操作的至少一个操作类型相关联的操作协议，其中所述操作协议包括具有至少一个输入参数不同于第一组输入参数的第二组输入参数；选择操作协议用于执行与所述一个或多个操作中的至少一个类似的后续操作；以及基于操作协议的至少一个输入参数生成与执行后续操作相关的数据。所述计算机系统还包括发射器，其被配置来将操作相关数据发射到一个或多个现场系统，以致使所述一个或多个现场系统执行后续操作。所述后续操作基于操作相关数据来执行。

本专利申请的一个方面提供用于促进在现场系统处进行的现场测试和基于其的物理操作的方法。所述现场系统包括：检验装置，其被配置来扫描物体；和一个或多个现场装置，其被配置来执行物理地影响物体的一个或多个操作。所述方法包括通过接收器从现场系统接收与通过检验装置进行的对物体的扫描相关联的检验数据。通过检验装置进行的对物体的扫描在通过一个或多个现场装置执行物理地影响物体的一个或多个操作之后。所述一个或多个操作使用第一组输入参数来执行。所述方法还包括：基于检验数据，通过一个或多个处理器检测与物体相关的缺陷；响应于缺陷检测，通过一个或多个处理器生成与所述一个或多个操作的至少一个操作类型相关联的操作协议，其中所述操作协议包括具有至少一个输入参数不同于第一组输入参数的第二组输入参数；通过一个或多个处理器选择操作协议用于执行与所述一个或多个操作中的至少一个类似的后续操作；基于操作协议的至少一个输入参数，通过一个或多个处理器生成与执行后续操作相关的数据；以及通过发射器将操作相关数据发射到一个或多个现场系统，以致使所述一个或多个现场系统执行后续操作。所述后续操作基于操作相关数据来执行。

本专利申请的一个方面提供一种用于促进在现场系统处进行的现场测试和基于其的物理操作的计算机系统。所述现场系统包括：检验装置，其被配置来扫描物体；和一个或多个现场装置，其被配置来执行物理地影响物体的一个或多个操作。所述计算机系统包括接收器，其被配置来从现场系统接收与对物体的扫描相关联的检验数据。对物体的扫描在执行物理地影响物体的一个或多个操作之后。所述一个或多个操作使用第一组输入参数来执行。所述计算机系统还包括一个或多个处理器，其被配置来：基于检验数据确定物体的由一个或多个操作产生的一个或多个方面的质量是否超过预定义的质量轮廓所指示的质量标准；生成与所述一个或多个操作的至少一个操作类型相关联的操作协议，其中响应于物体的一个或多个方面的质量超过预定义的质量轮廓所指示的质量标准，操作协议被生成以包括所述组的输入参数中的一个或多个；选择操作协议用于执行与所述一个或多个操作中的至少一个类似的后续操作；以及基于操作协议的至少一个输入参数，生成与执行后续操作相关的数据。所述计算机系统还包括发射器，其被配置来将操作相关数据发射到一个或多个现场系统，以致使所述一个或多个现场系统执行后续操作。所述后续操作基于操作相关数据来执行。

本专利申请的一个方面提供一种用于促进在现场系统处进行的现场测试和基于其的物理操作的方法。所述现场系统包括：检验装置，其被配置来扫描物体；和一个或多个现场装置，其被配置来执行物理地影响物体的一个或多个操作。所述方法包括通过接收器从现场系统接收与对物体的扫描相关联的检验数据。对物体的扫描在执行物理地影响物体的一个或多个操作之后。所述一个或多个操作使用第一组输入参数来执行。所述方法还包括：基于检验数据，通过一个或多个处理器确定物体的由一个或多个操作产生的一个或多个方面的质量是否超过预定义的质量轮廓所指示的质量标准；通过一个或多个处理器生成与所述一个或多个操作的至少一个操作类型相关联的操作协议，其中响应于物体的一个或多个方面的质量超过预定义的质量轮廓所指示的质量标准，操作协议被生成以包括所述组的输入参数中的一个或多个；通过一个或多个处理器选择操作协议用于执行与所述一个或多个操作中的至少一个类似的后续操作；基于操作协议的至少一个输入参数，通过一个或多个处理器生成与执行后续操作相关的数据；以及通过一个或多个处理器将操作相关数据发射到一个或多个现场系统，以致使所述一个或多个现场系统执行后续操作。所述后续操作基于操作相关数据来执行。

本专利申请的一个方面提供一种用于促进现场测试和基于其的物理操作的计算机系统。所述计算机系统包括一个或多个处理器，其被配置来：从一个或多个现场系统获得与在多个物体上执行的一个或多个操作的观察相关的数据。所述多个物体包括：(i)被确定具有由一个或多个观察的操作产生的缺陷的一个或多个物体；和(ii)没有所述缺陷的一个或多个物体。所述一个或多个处理器还被配置来：基于观察相关数据，将在被确定具有缺陷的物体上执行的操作的第一组观察与在没有缺陷的一个或多个其他物体上执行的操作的其他一组或多组观察进行比较；基于所述比较，确定第一组观察所具有的与其他一组或多组观察的共同差异；以及基于所述共同差异，致使操作触发被实现，使得当对应于所述共同差异的情况在物理地影响一个或多个另外的物体的后续操作的过程中发生时，致使现场系统执行与操作触发相关联的操作。

本专利申请的一个方面提供一种用于促进现场测试和基于其的物理操作的方法。所述方法包括通过一个或多个处理器从一个或多个现场系统获得与在多个物体上执行的一个或多个操作的观察相关的数据。所述多个物体包括：(i)被确定具有由一个或多个观察的操作产生的缺陷的一个或多个物体；和(ii)没有所述缺陷的一个或多个物体。所述方法还包括：基于观察相关数据，通过一个或多个处理器将在被确定具有缺陷的物体上执行的操作的第一组观察与在没有缺陷的一个或多个其他物体上执行的操作的其他一组或多组观察进行比较；基于所述比较，通过一个或多个处理器确定第一组观察所具有的与其他一组或多组观察的共同差异；以及基于所述共同差异，通过一个或多个处理器致使操作触发被实现，使得当对应于所述共同差异的情况在物理地影响一个或多个另外的物体的后续操作的过程中发生时，致使现场系统执行与操作触发相关联的操作。

本专利申请的一个方面提供一种用于将管道的两个区段对齐并且焊接在一起的系统。所述系统包括：焊接机构，其用于向两个区段的面接缝施加焊接，所述焊接机构包括进行关节式运动的焊炬、用于读取面接缝的轮廓的激光传感器、以及用于从激光传感器接收信息信号以控制焊炬的位置和/或取向的电子控制器；对齐机构，其用于调控区段中的至少一个的纵向轴线相对于另一个的取向；并且其中焊接机构还包括：托架，其用于将焊接机构在管道中的位置固定；和焊接部分，其能够相对于支撑部分在管道内旋转；并且其中焊炬和激光传感器由焊接部分可旋转地支撑使得在焊接过程中，焊炬沿着面接缝跟随激光传感器。

本专利申请的一个方面提供一种将管道的两个区段对齐并且焊接在一起的方法。所述方法包括以下步骤：将第一管段放置在对齐装置上；将具有激光器和焊接焊炬的内部焊接机器插入到第一管段中；将第二管段与第一管段和内部焊接机器大体上对齐；夹持第一管段和第二管段的外部部分以调整内部焊接机器的轴向位置，以便大体上与第一管段和第二管段的面接缝对准；基于来自内部焊机的信号，通过对齐装置调整第一管段和第二管段的相对对齐；开始根部焊接周期，在所述根部焊接周期中，激光器扫描面接缝，焊炬跟随激光器，并且使用来自激光器的输出来控制进行关节运动的焊炬的位置，其中控制焊炬相对于面接缝的位置和取向来产生质量焊接；从激光器确定面接缝轮廓；释放对齐装置并且将内部焊接机器从开口管段端部移除；以及在外部对齐机构上重新定位下一个顺序管段以准备焊接下一个接缝。

本专利申请的一个方面提供一种用于管线焊接的内部热交换器(ihex)。所述内部热交换器包括：驱动系统，其被配置来将ihex移动到在至少一个管道部分内的在与另一个管道部分的焊接接缝位置附近的位置中；冷却部分，其包括被配置来选择性地冷却至少一个管道部分的一个或多个内部表面部分的冷却结构；以及控制器，其与冷却结构通信并且被配置来当ihex在至少一个管道部分内的所述位置处时激活冷却部分。

本专利申请的一个方面提供一种焊接用系统。所述焊接用系统包括：多个焊接台，每个焊接台包括焊接台计算机和与焊接台计算机通信的焊接系统，每个焊接台包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置来测量包括引线速度数据的焊接数据；多个无线装置，其与焊接台计算机中的一个或多个通信以接收包括所测得的引线速度数据的焊接数据；以及云服务器，其与无线装置通信，所述云服务器被配置来处理包括引线速度数据的焊接数据，并且被配置来确定给定时间段内多个焊接台所使用的可消耗焊接材料的量，其中所述云服务器被配置来将所使用的可消耗焊接材料的量传送到无线装置中的一个或多个。

本专利申请的一个方面提供焊接用系统。所述焊接用系统包括：焊接台，所述焊接台包括焊接台计算机和与焊接台计算机通信的焊接系统，所述焊接系统包括焊接材料供应、焊接装置、以及将焊接材料移动到焊机装置的焊接供应电动机组装件；称重装置，其与焊接台计算机操作性地连接，并且被配置来测量焊接材料供应的重量并且将焊接材料供应的重量以重量数据的形式传送到焊接台计算机；以及传感器，其与焊接供应电动机组装件和焊接台计算机操作性地连接，以便将焊接供应电动机组装件的速度以速度数据的形式传送到焊接台计算机；其中焊接台计算机操作性地连接到焊接供应电动机组装件并且被配置来基于重量数据控制电动机组装件的速度。

本专利申请的一个方面提供一种控制焊接的方法。所述方法包括：在第一时间处，使用重量测量装置测量焊接材料供应的第一重量；在第一时间之后的第二时间处，使用重量测量装置测量焊接材料供应的第二重量；使用计算机计算第一重量与第二重量之间所测得的重量的差，所测得的重量的所述差对应于所测得的使用的焊接材料；基于电动机组装件向焊接装置馈送焊接材料的速度，使用计算机计算使用的焊接材料的理论重量；通过计算机将使用的焊接材料的理论重量与使用的焊接材料的所测得的重量进行比较；以及通过计算机调整电动机组装件的速度以便校正电动机组装件的滑移。

本专利申请的一个方面提供一种焊接用系统。所述焊接用系统包括：多个焊接台，每个焊接台包括焊接台计算机和与焊接台计算机通信的焊接系统，每个焊接台包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置来测量包括引线速度数据的焊接数据；多个无线装置，其与焊接台计算机中的一个或多个通信以接收包括所测得的引线速度数据的焊接数据；并且每个焊接台计算机被配置来为与其通信的焊接系统处理包括引线速度数据的焊接数据，焊接台计算机被配置来确定给定时间段内焊接系统所使用的可消耗焊接材料的量并且基于其生成消耗数据。

本专利申请的一个方面提供一种用于管线测试的系统。所述系统包括测试装置，其适于生成有关焊接部的至少一部分的无创性测试数据；所述测试装置将所述无创性测试数据传送到适于接收所述无创性测试数据的第二装置；并且所述测试装置适于远离分析所述无创性测试数据的装置进行操作。

本专利申请的一个方面提供一种用于无创性管线测试的系统。所述系统包括：成像设备，其适于生成有关焊接管道的一部分的无创性测试数据；远程处理装置，其适于接收并处理有关所述焊接管道的所述部分的检验数据。

本专利申请的一个方面提供一种无创性管线测试的方法。所述方法包括以下步骤：提供成像设备；生成无创性测试数据；提供用于提供所述无创性测试数据以用于分析的装置；以及提供所述无创性测试数据以用于在远离管道的测试部分和邻近管道的测试部分的设备的位置处进行分析。

本专利申请的一个方面提供一种用于管线构造的系统。所述系统包括用于实时记录焊接数据的系统；并且所述焊接数据被提供用于通过计算机化的装置和/或通过主题专家进行分析。

本专利申请的一个方面提供一种用于焊接支持的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括：计算机可读程序代码装置，其向计算机存储器提供焊接数据；计算机可读程序代码装置，其向所述存储器提供来自包括管线数据的数据组的数据；计算机可读程序代码装置，其处理所述焊接数据和所述管线数据以提供记录输出。

本专利申请的一个方面提供一种在计算机上执行的数据管理的方法。所述方法包括以下步骤：将来自第一装置的第一数据传送到第二装置，所述第一数据是有关管线构造的数据；通过基于云的网络装置处理所述第一数据。

本专利申请的一个方面提供一种计算机系统。所述系统包括第一装置，其具有处理管线构造数据的处理器，所述第一装置将所述管线构造数据传送到基于云的存储器，所述管线构造数据由基于云的处理器来处理。

本专利申请的这些和其他方面以及相关结构元件与零件组合的操作方法和功能以及制造经济性在参考附图考虑以下描述和所附权利要求书后将变得更为明显，所有附图形成本说明书的一部分，其中相同参考数字表示各图中的对应零件。在本专利申请的一个实施方案中，本文所示的结构组件按比例绘制。然而，应明确理解，附图仅用于说明和描述目的，且并非意图定义本专利申请的限制。还应理解，本文所公开的一个实施方案的特征可用于本文所公开的其他实施方案中。如在说明书和在权利要求书中所使用，单数形式“一个(种)(a/an)”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另有清楚指示。此外，如在说明书和权利要求书中所使用，术语“或”意指“和/或”，除非上下文另有清楚指示。还应理解，本文所讨论的组件和特征中的一些可仅结合此类组件中的一个(单数)进行讨论，并且可在本文中公开的另外相似的组件可为了减少冗长起见不进行详细讨论。仅为了举例，在描述单个焊接焊炬头部的情况下，相同的配置可用于在相同的系统中(例如，在内部焊接系统中)提供的另外的焊接焊炬头部，并且还可用于本文所述的其他焊接系统(诸如，接头内部焊机)中。类似地，各种组件(诸如夹具、密封件、制动器、焊接消耗检测系统或本文所述的其他组件)可与本文所述的各种实施方案一起使用。例如，如在一个实施方案中所述的制动系统、电动机、夹具、密封件可应用到本文所述的其他实施方案，如由本领域的技术人员所理解的。

附图简述

图1a和图1b示出根据本专利申请的实施方案的用于焊接管段的方法的框图，其中图1a示出所述方法的高级框图，并且图1b示出所述方法的更详细的框图；

图2示出根据本专利申请的实施方案的连接第一管道和第二管道的焊接接缝的剖视图；

图2a和图2b示出根据本专利申请的实施方案的单个管段和两个管段之间的接缝(焊接之前)的斜面细节；

图2c-2f示出根据本专利申请的实施方案的用于计量管道斜面的斜面计量器的前视图、透视图、侧视图和详细视图；

图2g-2i示出根据本专利申请的实施方案的具有在其管道之间形成的焊接接缝的管线的剖视图，其中图2g示出根部通道焊接层和热通道焊接层通过内部焊接系统形成并且填充通道焊接层和盖面通道焊接层通过外部焊接系统形成的焊接接缝，图2h示出根部通道焊接层通过内部焊接系统形成并且热通道焊接层、填充通道焊接层和盖面通道焊接层通过外部焊接系统形成的焊接接缝，并且图2i示出通过外部焊接系统形成的焊接接缝；

图3-7示出根据本专利申请的实施方案的用于针对不同焊接情况焊接管段的方法的框图；

图7a和图7b示出根据本专利申请的实施方案的用于从外侧将管道夹在一起的外部夹具的视图；

图8示出根据本专利申请的实施方案的用于焊接两个管段的系统的透视图；

图9示出根据本专利申请的实施方案的待使用图8的系统焊接的两个管段的管道接合部的放大视图；

图9a示出根据本专利申请的实施方案的焊接焊炬与内部斜面理想对齐(沿着管道的纵向轴线)的管线的部分剖视图；

图10-1示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统插入到第一管段中的图8的系统；

图10-2和图10-3示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统插入到第一管段中并且第二管段与第一管段对齐的图8的系统；

图10a和图10b示出根据本专利申请的实施方案的被构造并布置来分别定位在具有26至28英寸外径的外径的管道中和具有小于24英寸的外径的管道中的内部焊接系统的视图；

图10c和图10d示出根据本专利申请的实施方案的用于承载并移动第一管道和第二管道的支架的左侧透视图和底部透视图；

图10e和图10f示出两种管道对齐错误，其中图10e示出角度管道对齐错误，并且图10f示出位置管道对齐错误；

图11示出根据本专利申请的实施方案的用于焊接两个管段的内部焊接系统；

图11a示出根据本专利申请的实施方案的操作性地连接到内部焊接系统的脐带缆的视图；

图12示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统的最前端部分的详细视图；

图13-22示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统的最前端部分的各种组件的视图；

图22a示出根据本专利申请的实施方案的示例性焊线卷线轴；

图22b示出根据本专利申请的实施方案的示例性焊接馈送组装件；

图23和图24示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统的中央部分的前视图和剖视图；

图25-31示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统的中央部分的各种组件的视图；

图32a和图32b示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统的驱动部分的侧视图和顶视图；

图33示出根据本专利申请的实施方案的定位在管段内侧的内部焊接系统的中央部分的视图，其中夹具和密封件两者啮合管道的内表面，并且其中中央部分的一些组件为了清楚起见未示出；

图34示出根据本专利申请的实施方案的定位在管段内侧的内部焊接系统的中央部分的剖视图，其中中央部分的一些组件为了清楚起见未示出；

图35示出根据本专利申请的实施方案的定位在管段内侧的内部焊接系统的中央部分的视图，其中仅夹具啮合管道的内表面，并且其中中央部分的一些组件为了清楚起见未示出；

图35a和图35b示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统的中央部分的剖视图，其中夹具分别处于其延伸位置和回缩位置中，并且其中中央部分的一些组件为了清楚起见未示出；

图35c示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统的侧视(正面)图；

图36示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统的夹具制动箍的视图；

图37示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统的夹具的星轮构件的视图；

图38示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统的夹具制动箍销构件的视图；

图39和图40示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统的夹具的轮毂的视图，夹具制动箍销构件和连杆构件连接到所述轮毂；

图41和图42示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统的焊头组装件的前透视图和后透视图；

图43示出根据本专利申请的实施方案的内部焊接系统的焊头组装件的另一个后透视图，其中焊头组装件的焊接焊炬被升高至期望焊接位置；

图44-46示出根据本专利申请的实施方案的焊头组装件的左侧透视图、透视图和剖视图，其中焊头组装件的一些组件为了清楚起见未示出；

图47、图48和图49示出根据本专利申请的实施方案的焊头组装件的透视图，其中焊接焊炬通过轴向定位系统在图47中定位在其居中轴向位置中，并且焊接焊炬通过轴向定位系统分别在图48和图49中定位在右轴向位置和左轴向位置中；

图50和图51示出根据本专利申请的实施方案的焊头组装件的左侧透视图和分解图，其中焊头组装件的一些组件为了清楚起见未示出；

图52示出根据本专利申请的实施方案的焊头组装件的顶部定位构件的底部透视图；

图53示出根据本专利申请的实施方案的焊头组装件的顶部正视图，其中焊头组装件的一些组件为了清楚起见未示出；

图54示出根据本专利申请的实施方案的焊头组装件的剖视图，其中焊接焊炬定位在正常的、非倾斜位置中；

图55和图56分别示出根据本专利申请的实施方案的焊头组装件的后透视图和剖视图，其中焊接焊炬通过倾斜定位系统定位到+5°的角度倾斜；

图56a示出根据本专利申请的实施方案的焊头组装件的剖视图；

图57和图58分别示出根据本专利申请的实施方案的焊头组装件的后透视图和剖视图，其中焊接焊炬通过倾斜定位系统定位到-5°的角度倾斜；

图59示出根据本专利申请的实施方案的焊头组装件的分解图，其中焊头组装件的一些组件为了清楚起见未示出；

图60a-63示出根据本专利申请的实施方案的具有一个焊接焊炬、检验摄像机和两个检验检测器的内部焊接系统的示意图；

图64-69示出根据本专利申请的实施方案的具有两个焊接焊炬、检验摄像机和检验检测器的内部焊接系统的示意图；

图70示出根据本专利申请的实施方案的显示压缩空气流过内部焊接系统的示意图；

图71示出根据本专利申请的实施方案的显示电力(包括焊接电力)、通信数据和控制数据的流过内部焊接系统的示意图；

图72示出根据本专利申请的实施方案的显示保护气体流过内部焊接系统的示意图；

图72a、图72b和图72c分别示出在现有技术系统和所述内部焊接系统中使用的内部焊接焊炬的近距离视图，其中管道具有间隙和径向偏移(错口(hi-lo))对齐；

图72d示出根据本专利申请的实施方案的用于上坡和下坡焊接工序的示例性焊接参数；

图73示出根据本专利申请的实施方案的用于焊接支撑在对齐机构上的两个外部对齐管段的系统的透视图；

图74示出根据本专利申请的实施方案的待使用图73的系统焊接的两个管段的管道接合部的放大外部视图；

图75示出根据本专利申请的实施方案的焊接系统插入到管段中的系统，其中管段中的一个为了清楚起见未示出；

图76示出根据本专利申请的实施方案的图75的示出定位成用于在管段中进行焊接的焊接系统的焊接部分的部分的放大视图，其中管段中的一个为了清楚起见未示出。

图77示出根据本专利申请的实施方案的图76的沿着轴线b-b截取的示出各种焊接部分元件的布置的剖视图；

图78和图79示出根据本专利申请的实施方案的图75的焊接系统的侧视图，其中管段为了清楚起见未示出；

图80示出根据本专利申请的实施方案的图73的处于示出第一工序的配置中的系统的透视图，在所述第一工序中，管段放置在外部对齐机构上；

图81示出根据本专利申请的实施方案的图73的处于示出图80之后的工序的配置中的系统的透视图，在所述工序中，焊接系统插入到管段中；

图82示出根据本专利申请的实施方案的图73的系统的焊接部分的侧视图；

图83示出根据本专利申请的实施方案的图73的系统的焊接部分的一部分的放大透视图；

图84示出根据本专利申请的实施方案的图73的系统的焊接部分的一部分的另一个放大透视图；

图85示出根据本专利申请的实施方案的图73的系统的旋转机构的放大透视图；

图86示出根据本专利申请的实施方案的吹扫和检验系统；

图87示出根据本专利申请的实施方案的吹扫和检验系统的最前端部分的详细视图；

图88示出根据本专利申请的实施方案的吹扫和检验系统的吹扫组装件；

图89和图90示出根据本专利申请的实施方案的吹扫和检验系统的中央部分的前视图和剖视图；

图91示出根据本专利申请的实施方案的吹扫和检验系统的吹扫密封件；

图92示出根据本专利申请的实施方案的吹扫和检验系统的可旋转轮毂；

图93示出根据本专利申请的实施方案的吹扫和检验系统的驱动部分的详细视图；

图94示出根据本专利申请的实施方案的显示吹扫气体流过吹扫和检验系统的示意图；

图95示出根据本专利申请的实施方案的显示压缩空气流过吹扫和检验系统的示意图；

图96示出根据本专利申请的另一个实施方案的显示吹扫气体流过吹扫和检验系统的示意图；

图97示出根据本专利申请的实施方案的吹扫和检验系统的局部视图；

图98示出根据本专利申请的实施方案的在吹扫和检验系统中使用的外部焊接系统的外部焊接焊炬的近距离视图；

图99和图100示出分别在现有技术系统和所述吹扫和检验系统中使用的外部焊接系统的外部焊接焊炬的近距离视图，其中管道具有间隙和径向偏移(错口)对齐；

图101示出根据本专利申请的实施方案的接头内部焊接系统；

图102示出根据本专利申请的实施方案的接头内部焊接系统的电力部分的详细视图；

图103示出根据本专利申请的实施方案的显示电力(包括焊接电力)、通信数据和控制数据流过接头内部焊接系统的示意图；

图103a示出根据本专利申请的实施方案的接头内部焊接系统的中央部分的剖视图，其中夹具处于其回缩位置中，并且其中中央部分的一些组件为了清楚起见未示出；

图103b示出根据本专利申请的实施方案的用于将两个管道对齐、预检验待进行端部到端部焊接的两个管道之间的接合部区域、焊接两个管道、焊接后检验在两个管道之间形成的焊接接缝的方法；

图103c示出根据本专利申请的另一个实施方案的接头内部焊接系统的侧视图；

图103d示出根据本专利申请的另一个实施方案的接头内部焊接系统的透视图；

图103e示出根据本专利申请的另一个实施方案的接头内部焊接系统的焊头组装件的透视图；

图103f示出根据本专利申请的另一个实施方案的接头内部焊接系统的焊头组装件的前视图；

图103g-103j示出根据本专利申请的另一个实施方案的一个或多个焊头组装件在顺时针和逆时针方向上操作以在接头内部焊接系统中执行焊接操作的工序；

图104示出根据本专利申请的实施方案的用于管线焊接的示例性内部冷却系统的透视图；

图105示出根据本专利申请的实施方案的即将插入在管道部分的端部内的图104的内部冷却系统的透视图；

图106示出根据本专利申请的实施方案的位于通过焊接接缝固定到第二管道部分的第一管道部分内的图104的内部冷却系统的透视图；

图107示出根据本专利申请的实施方案的内部冷却系统位于第一管段和第二管段内在相对于焊接接缝的合适位置处以促进在焊接接缝处的内部冷却的图106的另一个视图；

图108示出根据本专利申请的实施方案的与接头夹具连接的图104的内部冷却系统的透视图；

图109示出根据本专利申请的另一个实施方案的与接头夹具连接的图104的内部冷却系统的透视图；

图110a和图110b分别示出根据本专利申请的另一个实施方案的用于管线焊接的内部冷却系统的透视图和局部透视图；

图111a和图111b示出根据本专利申请的另一个实施方案的用于管线焊接的内部冷却系统的部分的局部透视图，其中内部热交换器的部分在通过焊接接缝彼此固定的两个管段内，并且水泵提供在管道部分的一部分的端部处；

图112a和图112b示出根据本专利申请的另一个实施方案的用于管线焊接的内部冷却系统的部分的局部透视图，其中内部热交换器的部分在通过焊接接缝彼此固定的两个管段内，并且水泵提供在管道部分的一部分的端部处；

图113示出根据本专利申请的实施方案的管道的剖视图，其中所述管道的暴露的金属管道端部对齐；

图114示出根据本专利申请的实施方案的管道的剖视图，其中焊接接缝形成在所述管道的暴露的金属管道端部之间；

图115a和图115b分别示出根据本专利申请的实施方案的管道的剖视图和透视图，其中焊接接缝形成在所述管道的暴露的金属管道端部之间，并且加热器定位在所述管道上以加热焊接管道的暴露端部部分；

图116a和图116b分别示出根据本专利申请的实施方案的管道的剖视图和透视图，其中焊接接缝形成在所述管道的暴露的金属管道端部之间，并且绝缘体供应定位在所述管道上以向焊接管道的加热的暴露端部部分施加绝缘体材料；

图117a和图117b示出根据本专利申请的实施方案的管道的剖视图和透视图，其中焊接接缝形成在所述管道的暴露的金属管道端部之间，并且绝缘体供应定位在所述管道上以向焊接管道的加热的暴露端部部分施加绝缘体材料；

图118示出根据本专利申请的实施方案的管道的剖视图，其中焊接接缝形成在所述管道的暴露的金属管道端部之间，并且绝缘体粘合到金属管道内部的外部表面，从而使管道的先前暴露的端部部分绝缘；

图119示出根据本专利申请的实施方案的冷却器系统的透视图，所述冷却器系统被配置来在施加绝缘体材料之后将冷却能量施加到管道的内部表面以促进管道的冷却；

图120示出根据本专利申请的实施方案的定位在管道内的冷却器系统的局部剖视图；

图121和图122示出根据本专利申请的实施方案的定位在管道内的冷却器系统的局部剖视图，其中图121示出冷却器系统的定位成与焊接管道的内部表面接触以从焊接管道去除热量的热交换器，并且图122示出热交换器处于其回缩位置中并且不与焊接管道的内部表面接触；

图123示出根据本专利申请的另一个实施方案的冷却器系统的透视图，其中示出被配置来将冷却液体施加到焊接管道的内部表面上以从焊接管道去除热量的流体喷嘴；

图124和图125示出根据本专利申请的另一个实施方案的冷却器系统的热交换器元件或翅片构件的透视图和前视图；

图126-128示出根据本专利申请的另一个实施方案的系统的透视图，所述系统被配置来有利于冷却器系统在管道内的放置和/或冷却器系统从管道的取出；

图129示出根据本专利申请的另一个实施方案的冷却器系统的局部透视图，其中示出被配置来啮合管道中的一个或多个的内部表面的多个辊和被配置来驱动辊以便使冷却器组装件的框架组装件移动的驱动电动机；

图130示出根据本专利申请的另一个实施方案的冷却器系统的透视图；

图131示出根据本专利申请的另一个实施方案的由冷却器系统的框架组装件承载的电动机电源的顶视图；

图132示出根据本专利申请的另一个实施方案的冷却器系统的热交换器，所述热交换器被定位成与焊接管道的内部表面接触以从焊接管道去除热量；

图133和图134示出根据本专利申请的另一个实施方案的冷却器系统的透视图；

图135和图136示出根据本专利申请的另一个实施方案的冷却器系统的透视图和局部剖视图；

图136a示出根据本专利申请的实施方案的超声检验台的透视图，所述超声检验台被配置来检验焊接金属管道之间的焊接部；

图136b示出根据本专利申请的实施方案的示出管线部署工序的方法；

图136c和图136d示出根据本专利申请的实施方案的s型铺设工序和j型铺设工序的示意图；

图136e示出根据本专利申请的实施方案的s型铺设和j型铺设解绕驳船；

图137a示出根据本专利申请的另一个实施方案的用于促进现场系统测试或其操作的系统；

图137b示出根据本专利申请的另一个实施方案的远程计算机系统、现场系统的现场计算机系统与现场系统的其他组件之间的通信链路；

图137c示出根据本专利申请的另一个实施方案的远程计算机系统与没有现场计算机系统的现场系统的组件之间的通信链路；

图138示出根据本专利申请的另一个实施方案的用于通过现场系统促进现场测试和基于其的物理操作的方法的流程图；

图139-142示出根据本专利申请的其他实施方案的用于通过计算机系统促进现场测试和基于其的物理操作的方法的流程图；

图143描绘根据本专利申请的另一个实施方案的管线的示例；

图144示出根据本专利申请的另一个实施方案的焊接台；

图145示出根据本专利申请的另一个实施方案的多个管线焊接台；

图146是根据本专利申请的另一个实施方案的具有多个焊接台与多个控制和日志收集台通信的系统的示意图；

图147是根据本专利申请的另一个实施方案的具有多个焊接台与多个控制和日志收集台通信的系统的示意图；

图148是根据本专利申请的另一个实施方案的通过wifi连接焊接台与网络通信的示意图；

图149是根据本专利申请的另一个实施方案的通过全球性网络(因特网)多个作业点与云服务器通信的示意图；

图150是根据本专利申请的另一个实施方案的多个焊接台与中间计算装置(指引技工、检验员、工程师等)(其进而通过因特网与云服务器通信)通信的示意图；

图151是根据本专利申请的另一个实施方案的通过无线(例如，wifi)通信信道多个焊接台与中间计算机系统(工程师、质量和技术终端)通信的示意图；

图152是根据本专利申请的另一个实施方案的通过无线(例如，wifi)通信信道多个焊接台与计算机系统通信的示意图；

图153是根据本专利申请的另一个实施方案的多个焊接台与多个中间计算机系统(工程师、质量和技术终端)(其进而与云服务器通信)通信的示意图；

图154示出根据本专利申请的另一个实施方案的在焊接台处、在中间计算机系统处或在云服务器处由计算机系统实现的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的“主屏幕”的示例性图形用户界面(“gui”)；

图155示出根据本专利申请的另一个实施方案的显示一个焊接台处的电压对时间的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的“现场日志”屏幕的示例性gui；

图156示出根据本专利申请的另一个实施方案的显示包括焊接事件类型、时间、区域、焊接行进速度、引线行进速度的焊接数据参数的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的“获取日志”屏幕的示例性gui；

图157示出根据本专利申请的另一个实施方案的显示包括焊接时间、焊接台标识编号、焊弧电压等的各种焊接参数的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的摘要报告屏幕的示例性gui；

图158示出根据本专利申请的另一个实施方案的显示各种的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的“将数据保存在日志上”屏幕的示例性gui；

图159示出根据本专利申请的另一个实施方案的显示用于选择所执行的分析类型(例如，趋势、移动平均值)的两个图标的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的“分析法”屏幕的示例性gui；

图160示出根据本专利申请的另一个实施方案的显示用于选择待执行的功能类型的两个变化的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的“焊接参数”屏幕的示例性gui；

图161a示意性地描绘根据本专利申请的另一个实施方案的被配置来承载焊线的卷线轴的示例；

图161b示意性地描绘根据本专利申请的另一个实施方案的被配置来测量卷线轴的重量的轮毂换能器的侧向视图；

图161c描绘根据本专利申请的另一个实施方案的示出用于在卷线轴安装到轮毂上时测量重量应变的换能器元件或应变传感器/应变仪的定位的轮毂换能器的另一个侧向视图；

图162示意性地描绘根据本专利申请的另一个实施方案的其中通过电动机组装件牵拉安装到轮毂的卷线轴中的焊线以用于将线82馈送到焊接装置(未示出)的布置；

图163是描绘根据本专利申请的另一个实施方案的将所测得的重量和基于线馈送速度确定的理论重量进行比较的过程的流程图；

图164a和图164b描绘根据本专利申请的另一个实施方案的电动机组装件的放大侧向剖视图；

图165是根据本专利申请的另一个实施方案的描绘系统的各种组件的互连的焊接用系统的配置的图；

图166示出根据本专利申请的另一个实施方案的无创性测试系统概述；

图167示出根据本专利申请的另一个实施方案的无创性测试系统的一般性实施方案；

图168示出根据本专利申请的另一个实施方案的无创性测试系统的超声测试实施方案；和

图169示出根据本专利申请的另一个实施方案的无创性测试系统的射线摄影术测试实施方案。

详细描述

图1a和图1b示出用于将管线1024(如图2所示)的管道部分或管段1022(例如，如图2所示的1022a和1022b)焊接在一起的方法1000的框图。例如，图1a示出方法1000的高级框图，同时图1b示出方法1000的更详细的框图。

图2示出连接管线1024的管段1022(例如，1022a和1022b)的焊接接缝1026的剖视图。管段1022(例如，1022a和1022b)可在本文中可互换地指代为管道或管道部分。在一个实施方案中，焊接接缝1026是将管段1022(例如，1022a和1022b)端部到端部周向地连接的完整周向焊接部。在一个实施方案中，焊接接缝1026可指代为环形焊接部或对接焊接部。在一个实施方案中，如以下详细描述的，管段1022a和1022b在其斜面端部部分处焊接在一起。

在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b具有至少30英尺的长度。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b具有至少31.5英尺的长度。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b具有至少33英尺的长度。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b具有至少34.5英尺的长度。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b具有至少36英尺的长度。

在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b具有24英寸或更小的外径。在一个实施方案中，管段的外径还可指代为管段的外部直径。

在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b具有24英寸或更小的标称外径。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b各自具有24.1875英寸或更小的外径。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b各自具有23.8125英寸或更小的外径。

在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b具有22.8英寸或更小的外径。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b具有21.6英寸或更小的外径。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b各自具有20.4英寸或更小的外径。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b各自具有19.2英寸或更小的外径。

在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b各自具有在26至28英寸范围中的外径。

在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b由金属材料制成。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b由碳钢材料制成。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b由合金钢材料制成。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b由低合金钢材料制成。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b由不锈钢材料制成。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b可由美国石油协会规范(api)5l等级x52(即，52000psi最小屈服强度和66000psi最小拉伸强度)材料制成。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b可由api5l等级x60(即，60000psi最小屈服强度和75000psi最小拉伸强度)材料制成。

在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b可完全地或部分地由耐腐蚀合金(cra)制成。在一个实施方案中，耐腐蚀合金可包括基于铁的合金(诸如各种等级的不锈钢)或基于镍的合金两者(即，通常以商品名铬镍铁合金(inconel)为人所知)

在一个实施方案中，一些cra材料可能在焊接部的两侧上需要保护气体。在一个实施方案中，在此情况下，可在管道1022a、1022b内使用吹扫和检验系统7001(如参考图86-100将详细描述的)，以在待焊接管道内侧(在所述管道的接合部区域处)提供吹扫气体腔室，并且可在管道1022a、1022b外侧使用外部焊接系统7500(如图97所示)。在一个实施方案中，外部焊接系统7500可被配置来在待焊接管道外侧(例如，在所述管道的接缝处)提供保护气体。

在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b可由相同材料制成。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b可由不同材料制成。

在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b可由双金属材料制成，其中管段的内部部分是cra材料，并且管段的外部部分可以是碳钢或与内部部分不同的cra材料。

在一个实施方案中，如图2g所示，第一管段1022a和第二管段1022b包括由绝缘体/涂层材料5246包围的金属管道内部5244。在一个实施方案中，待焊接的第一管段1022a和第二管段1022b的端部部分使绝缘体/涂层材料5246去除并且使金属管道内部5244暴露。

在一个实施方案中，当第一管段1022a和第二管段1022b在腐蚀性环境(例如，海/盐水/海洋、化学物等)中使用时，第一管段1022a和第二管段1022b可在其外部表面上涂覆有耐腐蚀材料/涂层。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b可在其外部表面上涂覆有耐磨损材料/涂层。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b可在其外部表面上涂覆有绝缘体材料/涂层。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b可在其内部表面上涂覆有耐腐蚀材料/涂层、耐磨损材料/涂层、绝缘体涂层/材料或其组合。在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b可在其内部表面和外部表面两者上均涂覆有耐腐蚀材料/涂层、耐磨损材料/涂层、绝缘体涂层/材料或其组合。

在一个实施方案中，如图2a和图2b所示，管道1022a的端部1038a被焊接到管道1022b的第二端部1038b。在一个实施方案中，管道1022a的端部1038a具有内部斜面表面5228和外部斜面表面5230。在一个实施方案中，管道1022b的端部1038b具有内部斜面表面5232和外部斜面表面5234。在一个实施方案中，如根据以下讨论将是清楚的，当使用内部焊接系统5004从管道1022a、1022b内沉积根部通道焊接层时，根部通道焊接层的焊接材料被设置在由第一内部斜面表面5228和第二内部斜面表面5232限定的区域ibr中。

在一个实施方案中，外部斜面表面5230和5234各自可分别包括第一外部斜面表面5230a和5234a以及第二斜面表面5230b和5234b。在一个实施方案中，第一外部斜面表面5230a和5234a相对于垂直于管段1022a、1022b的纵向轴线a-a的轴线n-n以角度eb1斜切。在一个实施方案中，角度eb1可以是5°。

在一个实施方案中，第二外部斜面表面5230b和5234b相对于轴线n-n以角度eb2斜切。在一个实施方案中，角度eb2大于角度eb1。在一个实施方案中，角度eb2可以是45°。

在一个实施方案中，外部斜面表面5230和5234可各自包括单个斜面表面。在一个实施方案中，外部斜面表面5230和5234可各自包括具有j形配置的单个连续表面。

在一个实施方案中，内部斜面表面5228和5232相对于轴线n-n以角度ib斜切。在一个实施方案中，角度ib可以是37.5°。在一个实施方案中，内部斜面表面5228和5232可具有沿着轴线n-n从其相应的内部管道表面5130和5132测量的距离b。在一个实施方案中，沿着轴线n-n从其相应的内部管道表面5130和5132测量的距离b是0.05英寸。

在一个实施方案中，外部斜面表面5230和5234以及内部斜面表面5228和5232可通过非斜面表面彼此分开。在一个实施方案中，非斜面表面可具有沿着轴线n-n测量的距离nb。在一个实施方案中，沿着轴线n-n测量的距离nb是0.05英寸。在一个实施方案中，非斜面表面是任选的，并且外部斜面表面5230和5234及其对应的内部斜面表面5228和5232可彼此相邻(并且接触)。

在一个实施方案中，管段1022a、1022b的内部斜面表面5228和5232可具有相同的斜面角度。在一个实施方案中，管段1022a、1022b的外部斜面表面5230和5234可具有相同的斜面角度。在另一个实施方案中，管段1022a、1022b的内部斜面表面5228和5232的斜面角度可变化。在另一个实施方案中，管段1022a、1022b的外部斜面表面5230和5234的斜面角度可变化。

在一个实施方案中，内部斜面表面的尺寸b、非斜面表面的尺寸nb以及斜面角度ib、eb1和eb2可变化并且取决于管段1022a、1022b的厚度t。

在一个实施方案中，管道1022a的端部1038a和管道1022b的端部1038b联结以具有在其之间形成的焊接坡口5236。在一个实施方案中，焊接坡口5236可具有v形剖面。在一个实施方案中，管道1022a的端部1038a和管道1022b的端部1038b被构造并布置来具有j形配置，使得通过将管道1022a的端部1038a和管道1022b的端部1038b联结在一起形成的焊接坡口具有u形配置。在另一个实施方案中，焊接坡口的形状取决于焊接参数或条件。

参考图2，在一个实施方案中，焊接材料1034被配置来连接第一管段1022a和第二管段1022b。在一个实施方案中，焊接材料1034可包括铬镍铁合金材料或铬镍铁合金材料(inconelalloymaterial)。在一个实施方案中，焊接材料1034可包括具有比管道的材料更高的强度的材料。在一个实施方案中，焊接材料1034可以是与管道材料不同的材料。例如，在一个实施方案中，焊接材料可包括铬镍铁合金材料或铬镍铁合金材料，并且第一管段1022a和第二管段1022b的材料可包括不锈钢材料。

在一个实施方案中，焊接材料1034和/或焊接接缝1026包括多个通道焊接层1014、1016、1018和1020。例如，在一个实施方案中，所述多个通道焊接层1014、1016、1018和1020可包括根部通道焊接层1014、热通道焊接层1016、一个或多个填充通道焊接层1018以及盖面通道焊接层1020，如以下将详细解释的。通道焊接层可在本文中可互换地指代为通道层。在一个实施方案中，焊接通道(例如，根部通道、热通道、填充通道、盖面通道)可以是焊接工具或焊接系统沿着焊接接缝1026的单个前进。在一个实施方案中，焊珠或焊接层作为每个焊接通道的结果而形成。

在一个实施方案中，参考图1a、图1b和图2，用于将管道部分或管段1022a和1022b焊接在一起的方法1000通常包括根部通道焊接工序1002、热通道焊接工序1004、填充和盖面通道焊接工序1006、焊接部检验工序1008、加热工序1010以及涂覆工序1012。在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序1006可包括填充通道焊接工序1006a和盖面通道焊接工序1006b中的一个或多个。在一个实施方案中，方法1000通常是多通道焊接或多层焊接工序，所述工序包括例如根部通道焊接工序1002、热通道焊接工序1004、以及填充和盖面焊接工序1006。

在一个实施方案中，多通道焊接或多层焊接方法1000的焊接通道(例如，根部通道、热通道、填充通道、盖面通道)中的一个或多个可在不同的时间通过相同的焊接系统或工具来执行。在一个实施方案中，焊接通道可通过相同的焊接系统或工具顺序地执行。例如，在一个实施方案中，根部通道焊接工序和热通道焊接工序可通过内部焊接系统5004(如以下将详细描述的)从管道内部顺序地执行。在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序可通过外部焊接系统7500从管道外部顺序地执行。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004通常被配置来从管线1024内侧焊接管段1022a和1022b，并且外部焊接系统7500通常被配置来从管线1024外侧焊接管段1022a和1022b。在一个实施方案中，通过内部焊接系统5004执行的焊接可导致k形焊珠或焊接层，并且通过外部焊接系统7500执行的焊接可导致j形焊珠或焊接层。

在一个实施方案中，热通道焊接工序、填充和盖面通道焊接工序可通过外部焊接系统7500从管道外部顺序地执行，同时仅根部通道焊接工序通过内部焊接系统5004(如以下将详细描述的)从管道内部执行。

在一个实施方案中，多通道或多层焊接方法1000的焊接通道(例如，根部通道、热通道、填充通道、盖面通道)中的一个或多个可在相同或不同的时间通过不同的焊接系统或工具来执行。在一个实施方案中，焊接通道可通过不同的焊接系统或工具顺序地执行。

在一个实施方案中，热通道焊接工序、填充和盖面通道焊接工序中的每个可在其对应的焊接棚(weldshack)中从管道外部执行。在一个实施方案中，焊接棚是例如大约12英尺宽、10英尺长且8英尺高的相对小的壳体，其中安装外部焊接系统并且所述外部焊接系统通过后端拖车从一个焊接接缝运载到下一个焊接接缝。焊接棚通常是覆盖有薄金属片的轻质金属框架。焊接棚具有特殊的底层，所述底层被设计来向上枢转以允许焊接棚降低到管道上，并且然后向下枢转以允许容易地触及管道。在一个实施方案中，一个或多个填充通道焊接工序中的每个可在各自具有外部焊接系统的不同的焊接棚中执行。

在一个实施方案中，根部通道焊接工序1002是多通道或多层焊接方法1000的第一焊接工序。在一个实施方案中，根部通道焊接工序1002通过内部焊接系统5004来执行。在一个实施方案中，根部通道焊接工序1002可通过具有机载焊接电力的接头内部焊接系统3001(如以下将详细描述的)来执行。

在一个实施方案中，根部通道焊接工序1002在使用内部焊接系统5004执行时可耗时1.03分钟。在一个实施方案中，根部通道焊接工序的循环时间是4分钟(此计时从拉杆或脐带缆5034设置为自动行进时开始计算)。在一个实施方案中，根部通道焊接工序(通过内部焊接系统5004执行)的三个循环的总循环时间是13.15分钟(包括用于卷线轴/焊线更换工序的2.30分钟)，并且根部通道焊接工序(通过内部焊接系统5004执行)的平均循环时间是4.42分钟。

在一个实施方案中，根部通道焊接工序1002可通过外部焊接系统7500来执行。在一个实施方案中，根部通道焊接工序1002可使用吹扫和检验系统7001、通过外部焊接系统7500来执行。在一个实施方案中，根部通道焊接工序1002可使用接头夹具、通过外部焊接系统来执行。在一个实施方案中，根部通道焊接工序1002可使用内部设置的夹具7050、7052、通过外部焊接系统7500来执行。在一个实施方案中，内部设置的夹具可以是标准夹具或吹扫夹具(例如，吹扫和检验系统7001)。

在一个实施方案中，根部通道焊接工序1002形成根部通道焊接层1014。在一个实施方案中，如图1a和图1b所示，根部通道焊接层1014是以多通道或多层焊接方法1000沉积的第一焊珠或焊接层。在一个实施方案中，根部通道层还可指代为根部密封物珠或根部密封物层。在一个实施方案中，根部通道焊接工序1002通过气体保护金属极电弧焊(gmaw)来执行。在一个实施方案中，根部通道焊接工序1002通过气体保护钨极电弧焊(gtaw)来执行。在一个实施方案中，根部通道焊接工序1002通过短路气体保护金属极电弧焊(gmaw-s)来执行。在另一个实施方案中，根部通道焊接工序1002通过如由本领域的技术人员所理解的其他焊接工艺来执行。

在一个实施方案中，热通道焊接工序1004是多通道或多层焊接方法1000的第二焊接工序。在一个实施方案中，热通道焊接工序1004通过内部焊接系统5004来执行。在一个实施方案中，热通道焊接工序1004可通过具有机载焊接电力的接头内部焊接系统3001来执行。

在另一个实施方案中，热通道焊接工序1004通过外部焊接系统7500来执行。在一个实施方案中，热通道焊接工序1004使用内部设置的夹具、通过外部焊接系统来执行。在一个实施方案中，内部设置的夹具可以是标准夹具或吹扫和检验夹具。在另一个实施方案中，热通道焊接工序1004可通过手动焊机来执行。在此实施方案中，管道端部被配置来包括30°斜面角度。

在一个实施方案中，热通道焊接工序1004在使用外部焊接系统(在焊接棚中)并且在沟渠侧位置中执行时可耗时1.06分钟。在一个实施方案中，热通道焊接工序1004在使用外部焊接系统(在焊接棚中)并且在工作侧位置中执行时可耗时58秒。在一个实施方案中，热通道焊接工序的循环时间是2.38分钟(此计时从热通道焊接棚设置在管道上时开始计算)。在一个实施方案中，通过在焊接棚中的外部焊接系统执行的热通道焊接工序的三个循环的总循环时间是11.35分钟，并且通过在焊接棚中的外部焊接系统执行的热通道焊接工序的平均循环时间是3.45分钟。

在一个实施方案中，热通道焊接工序1004形成热通道焊接层1016。在一个实施方案中，如图2所示，热通道焊接层1016是以多通道或多层焊接方法1000沉积的第二焊珠或焊接层。在一个实施方案中，热通道焊接工序1004紧接在根部通道焊接工序1002之后。在一个实施方案中，热通道焊接工序1004通过气体保护金属极电弧焊(gmaw)来执行。在一个实施方案中，热通道焊接工序1004通过气体保护钨极电弧焊(gtaw)来执行。在一个实施方案中，热通道焊接工序1004通过短路气体保护金属极电弧焊(gmaw-s)来执行。在另一个实施方案中，热通道焊接工序1004通过如由本领域的技术人员所理解的其他焊接工艺来执行。

在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序1006的填充通道焊接工序1006a和盖面焊接工序1006b中的一个或多个通过外部焊接系统7500来执行。在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序1006可在多个台处执行。在另一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序1006可通过手动焊机来执行。在此实施方案中，管道端部被配置来包括30°斜面角度。

在一个实施方案中，一个或多个填充通道焊接工序1006a接在热通道焊接工序1004之后(或在热通道焊接工序1004之后执行)。在一个实施方案中，一个或多个填充通道焊接工序1006a形成填充通道焊接层1018。填充通道焊接层1018被配置来填充焊接坡口并且与管线1024的管段1022a和1022b的表面基本上齐平。在一个实施方案中，多通道或多层焊接方法1000中的填充通道焊接工序1006a的数量可变化。在一个实施方案中，多通道或多层焊接方法1000中的填充通道焊接工序1006a的数量可取决于焊接在一起的管线1024的管段1022a和1022b的厚度。

在一个实施方案中，填充通道焊接工序1006a通过气体保护金属极电弧焊(gmaw)来执行。在一个实施方案中，填充通道焊接工序1006a通过气体保护钨极电弧焊(gtaw)来执行。在一个实施方案中，填充通道焊接工序1006a通过脉冲气体保护金属极电弧焊(gmaw-p)来执行。在另一个实施方案中，填充通道焊接工序1006a通过如由本领域的技术人员所理解的其他焊接工艺来执行。

在一个实施方案中，盖面通道焊接工序1006b是多通道或多层焊接方法1000的最后或最终焊接工序。在一个实施方案中，盖面通道焊接工序1006b接在填充通道焊接工序1006a之后(或在填充通道焊接工序1006a之后执行)。在一个实施方案中，如图2所示，盖面通道焊接层1020是在填充通道焊接工序1006a之后沉积的焊珠或焊接层。在一个实施方案中，盖面通道焊接工序1006b还可指代为覆盖通道焊接工序。在一个实施方案中，盖面通道焊接工序1006b形成盖面通道焊接层1020。在一个实施方案中，如图2所示，盖面通道焊接层1020是以多通道或多层焊接方法1000沉积的最后或最终焊珠。在一个实施方案中，盖面通道焊接层1020被配置来基本上高于管线1024的管段1022a和1022b的表面。

在一个实施方案中，盖面通道焊接工序1006b通过气体保护金属极电弧焊(gmaw)来执行。在一个实施方案中，盖面通道焊接工序1006b通过气体保护钨极电弧焊(gtaw)来执行。在一个实施方案中，盖面通道焊接工序1006b通过脉冲气体保护金属极电弧焊(gmaw-p)来执行。在另一个实施方案中，盖面通道焊接工序1006b通过如由本领域的技术人员所理解的其他焊接工艺来执行。

在一个实施方案中，根部通道焊接工序1002可以是多通道或多层焊接方法1000的唯一通过内部焊接系统5004来执行的通道焊接工序，同时热通道焊接工序1004以及填充和盖面通道焊接工序1006均使用外部焊接系统7500来执行。

在另一个实施方案中，多通道或多层焊接方法1000的根部通道焊接工序1002和热通道焊接工序1004两者均通过内部焊接系统5004来执行，同时填充和盖面通道焊接工序1006使用外部焊接系统7500来执行。

在又一实施方案中，根部通道焊接工序1002、热通道焊接工序1004以及填充和盖面通道焊接工序1006使用外部焊接系统7500来执行。在一个实施方案中，吹扫和检验夹具在管道1022a、1022b内侧使用，同时外部焊接系统7500执行根部通道焊接工序1002、热通道焊接工序1004以及填充和盖面通道焊接工序1006。

图2g-2i示出具有在其之间形成的焊接接缝1026的管线1024的剖视图。

图2g示出具有在其之间形成的焊接接缝1026的管线1024的剖视图。例如，图2g的焊接接缝1026包括通过内部焊接系统5004从管道1022a、1022b内部形成的根部通道焊接层1014和热通道焊接层1016，同时一个或多个填充通道焊接层1018和盖面通道焊接层1020通过外部焊接系统7500从管道1022a、1022b外部形成。

个体焊接通道层(例如，根部通道焊接层1014、热通道焊接层1016、填充通道焊接层1018和盖面通道焊接层1020)也可在图2中清楚地看到。焊接材料1034与管道材料1036之间的交界1032可在图2中容易地且清楚地辨别。在一个实施方案中，交界1032的形状(如通过线abcde示出)对于从管线1024内侧焊接(例如，根部通道焊接工序1002和/或热通道焊接工序1004)的管线1024是独特的。

在一个实施方案中，当多通道或多层焊接方法1000的根部通道焊接工序1002和热通道焊接工序1004两者均通过内部焊接系统5004从管线1024内侧执行时，根部通道焊接层1014和热通道焊接层1016的位置将交换(例如，当与根部通道焊接工序通过内部焊接系统5004从管线1024内侧执行并且热通道焊接工序1004通过外部焊接系统从管线1024外侧执行的焊接接缝进行比较时)。在一个实施方案中，如图2和图2g所示，热通道焊接层1016定位成比根部通道焊接层1014更接近于焊接的第一管道1022a和第二管道1022b的内部纵向轴线a-a。

在一个实施方案中，焊接材料1034的热通道焊接层1016的至少一部分5238设置成比焊接管道1022a和1022b的内部表面5130、5132更接近于纵向轴线a-a，所述至少一部分5238在焊接管道1022a和1022b的在焊接材料1034的相反侧上与焊接材料1034紧邻的区域5240和5242中。在一个实施方案中，如图2和图2g所示，当多通道或多层焊接方法1000的根部通道焊接工序1002和热通道焊接工序1004通过内部焊接系统5004从管线1024内侧执行时，焊接接缝1026的颈缩区域1028从管线1024的内壁5130、5132进一步出现。

在一个实施方案中，根部通道焊接层1014设置在第一管道1022a和第二管道1022b的内部斜面表面5228、5232中，并且热通道焊接层1016设置在根部通道焊接层1014的顶部上(即，更接近于内部纵向轴线a-a)。在一个实施方案中，内部焊接系统5004被构造并布置来从管线1024内侧执行多于一个焊接通道。在一个实施方案中，内部焊接系统5004被构造并布置来在径向方向上被致动，使得内部焊接系统5004可调整焊接焊炬5502在两个通道(例如，根部通道焊接工序1002与热通道焊接工序1004)之间的高度。

在一个实施方案中，另外的焊接通道层可设置在热通道层1016的顶部上，并且定位成比热通道层1016更接近于所焊接的第一管道1022a和第二管道1022b的内部纵向轴线a-a。例如，在一个实施方案中，一个或多个填充通道焊接层1018可通过内部焊接系统5004来执行，使得一个或多个填充通道焊接层1018设置在热通道层1016的顶部上，并且定位成比热通道层1016更接近于所焊接的第一管道1022a和第二管道1022b的内部纵向轴线a-a。例如，在一个实施方案中，一个或多个填充通道焊接层1018和盖面通道焊接层1020可通过内部焊接系统5004来执行，使得一个或多个填充通道焊接层1018和盖面通道焊接层1020设置在热通道层1016的顶部上，并且定位成比热通道层1016更接近于所焊接的第一管道1022a和第二管道1022b的内部纵向轴线a-a。

在另一个实施方案中，一个或多个填充通道焊接层1018和盖面通道焊接层1020设置在第一管道1022a和第二管道1022b的外部斜面表面5230、5234中，并且可通过外部焊接系统7500从管线1024外侧执行。

图2h示出具有在其之间形成的焊接接缝1026的管线1024的剖视图。例如，图2h的焊接接缝1026包括通过内部焊接系统5004从管道1022a、1022b内部形成的根部通道焊接层1014，同时热通道焊接层1016、一个或多个填充通道焊接层1018和盖面通道层1020通过外部焊接系统7500从管道1022a、1022b外部形成。在一个实施方案中，根部通道焊接层1014设置在第一管道1022a和第二管道1022b的内部斜面5228、5232中。在一个实施方案中，热通道焊接层1016、一个或多个填充通道焊接层1018和盖面通道焊接层1020设置在第一管道1022a和第二管道1022b的外部斜面表面5230、5234中。

图2i示出具有在其之间形成的焊接接缝1026的管线1024的剖视图。例如，图2i的焊接接缝1026包括通过外部焊接系统7500从管道1022a、1022b外部形成的根部通道焊接层1014、热通道焊接层1016、一个或多个填充通道焊接层1018和1020。在一个实施方案中，根部通道焊接层1014、热通道焊接层1016、一个或多个填充通道焊接层1018以及盖面通道焊接层1020均设置在第一管道1022a和第二管道1022b的外部斜面表面5230、5234中。

在一个实施方案中，在焊接接缝1026完成之后，可在焊接部检验工序1008的过程中检验焊接接缝1026。在一个实施方案中，焊接部检验工序1008在填充和盖面通道焊接工序1006之后执行。在一个实施方案中，可在焊接部检验工序1008之前清理焊接接缝1026。在一个实施方案中，在焊接工序(例如，工序1002、1004和1006)的过程中可生成显著的热量。在一个实施方案中，在小于较高焊接温度的操作温度下实施焊接部检验工序1008。在一个实施方案中，在焊接部检验工序1008之前可通过内部冷却系统2010或6500(如以下详细描述的)冷却焊接接缝1026。在一个实施方案中，焊接部检验工序1008可包括对焊接接缝1026的任何类型的无创性测试/检验。

在一个实施方案中，焊接部检验工序1008可包括自动化超声测试(aut)。在一个实施方案中，对焊接接缝1026的自动化超声测试可用于岸上和海上管线焊接应用两者。在一个实施方案中，aut被配置来用于高生产环境中。在一个实施方案中，aut被配置来用于检测焊接瑕疵并度量其大小。

在一个实施方案中，自动化超声测试通过aut扫描仪系统(例如，如图136a所示的6801)来执行。在一个实施方案中，aut扫描仪系统包括超声传感器系统。在一个实施方案中，aut扫描仪系统可以是便携式的。在一个实施方案中，aut扫描仪系统还可包括数据采集系统，所述数据采集系统操作性地连接到超声传感器系统。在一个实施方案中，超声传感器系统可包括发射极，所述发射极被配置来将例如超声信号(例如，波脉冲)发送到管段1022a和1022b和/或在其之间的环形焊接部1026中。在一个实施方案中，超声信号或脉冲可在1hz到20,000hz的速率下被发送。在一个实施方案中，超声声波的频率可从0.5mhz变化到23mhz。

在一个实施方案中，通过发射极发送的超声信号或脉冲被配置来从环形焊接部1026的密度改变的边界反射。在一个实施方案中，超声传感器系统可包括接收器，所述接收器被配置来接收/检测反射脉冲。在一个实施方案中，接收器被配置来测量反射脉冲的强度并且产生与反射脉冲的强度成比例的电子信号。在一个实施方案中，超声传感器系统的发射极和接收器可具有多个元件或组件。在一个实施方案中，超声传感器系统的发射极可被选择性地激活以使超声脉冲靶向特定位置。

在一个实施方案中，自动化超声测试(aut)的范围可包括飞行衍射时间(tofd)、相位阵列(pa)、腐蚀测绘、和/或完整焊接部检验。在一个实施方案中，当要评估多个焊接斜面时，可使用飞行衍射时间(tofd)超声焊接部检验。

在一个实施方案中，aut焊接部检验工序可包括全覆盖脉冲回波超声焊接部检验。在一个实施方案中，脉冲回波超声检验技术使用相位阵列(pa)探针，结合tofd检验，以便提供非常准确的焊接瑕疵测量。在一个实施方案中，焊接部可分成单独评估的区域(区域鉴别)，其中结果重新汇集到综合焊接分析中。在一个实施方案中，线性和扇形扫描可提供优异的焊接部检查。在一个实施方案中，tofd超声焊接部检验可用于补充全覆盖脉冲回波超声焊接部检验。

在又一实施方案中，焊接部检验工序1008可包括x射线摄影术测试。在一个实施方案中，x射线摄影术测试通过x射线摄影术系统来执行。在一个实施方案中，x射线摄影术系统包括发射极，所述发射极被配置来将x射线辐射发送到管段1022a和1022b以及在其之间的环形焊接部1026中。在一个实施方案中，x射线辐射的强度可被管段1022a和1022b以及在其之间的环形焊接部1026的材料衰减。在一个实施方案中，x射线摄影术系统包括接收器，所述接收器被配置来测量穿过管段1022a和1022b以及在其之间的环形焊接部1026的材料的x射线辐射的强度。

在一个实施方案中，焊接部检验工序1008可包括γ和近距离摄影术检验。在一个实施方案中，焊接部检验工序1008可包括磁粉检验(mpi)或染色渗透检验(dpi)。在一个实施方案中，焊接部检验工序1008可包括任何其他无创性测试(ndt)，例如但不限于导波超声测试、涡流测试、硬度测试、槽底测试(mfl)、阳性材料鉴别、腐蚀测绘勘测等。在一个实施方案中，无创性测试(ndt)可大体上指代被配置来识别焊接部缺陷而不损坏管道和/或在其之间形成的焊接部的任何测试。

参考图2g，在一个实施方案中，如以上所讨论的，每个管段1022a、1022b包括由外部保护性涂层(例如，绝缘体材料)5246包围的金属管道内部5244。在一个实施方案中，待焊接的管段1022a、1022b的端部部分5248和5250使金属管道内部暴露。

在一个实施方案中，在焊接部检验工序1008之后，外部保护性涂层被施加回到焊接接缝1026。例如，绝缘体被施加到焊接管道1022a、1022b的暴露端部部分5248、5250，使得绝缘体5246a(如图118所示)粘合到金属管道内部5244的外部表面5254，从而使管道1022a、1022b的先前暴露的端部部分5248、5250绝缘。

在一个实施方案中，为了有利于施加外部保护性涂层或绝缘体，焊接接缝1026和管线1024的管段1022a和1022b的周围部分被加热到预定涂覆温度。在一个实施方案中，加热焊接管道1022a、1022b的暴露端部部分5248、5250。在一个实施方案中，预定涂覆温度是施加外部保护性涂层或绝缘体所需要的温度。在一个实施方案中，预定涂覆温度被配置来提供外部保护性涂层或绝缘体与管线1024之间的良好的粘合或粘结。

在一个实施方案中，加热工序1010在焊接部检验工序1008之后执行。在一个实施方案中，感应预加热工序可用于在准备施加涂层材料或绝缘体时加热管线1024的焊接管道1022a、1022b的暴露端部部分5248、5250。

在一个实施方案中，加热工序1010通过加热系统5304(参考图115a和图115b示出并解释)来执行。在一个实施方案中，加热系统可包括电加热系统。在一个实施方案中，加热系统可包括超高频(uhf)感应线圈，所述超高频感应线圈被配置来将管线1024的焊接管道1022a、1022b的暴露端部部分5248、5250快速加热到所需要的涂覆温度。在一个实施方案中，加热系统还被配置来调节管线1024的焊接管道1022a、1022b的暴露端部部分5248、5250的温度以维持合适的涂层施加温度。在一个实施方案中，加热系统可包括：加热反馈系统，其被配置来使加热系统能够实现并维持所需要的涂覆温度；和温度传感器，其操作性地联接到反馈系统。在一个实施方案中，温度传感器可以是接触或非接触温度传感器。在一个实施方案中，加热反馈系统可包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置来感测加热工序的其他参数-加热时间等。

在一个实施方案中，在加热工序1010之后立即执行涂覆工序1012。在一个实施方案中，涂覆工序1012在具有涂覆头部的涂覆棚(即，在构造上与焊接棚类似)中执行，所述涂覆头部被构造并布置来将绝缘体/涂层/环氧树脂混合物施加/喷涂/提供到管线1024的焊接管道1022a、1022b的暴露端部部分5248、5250。在一个实施方案中，涂覆头部在小于一分钟内完成涂覆工序。在一个实施方案中，涂覆头部在50秒内完成涂覆工序。

在一个实施方案中，绝缘体/涂层被施加到焊接管道的加热的暴露端部部分5248、5250，使得绝缘体/涂层5246a(如图118所示)粘合到金属管道内部的外部表面5254，从而使管道1022a、1022b的先前暴露的端部部分5248、5250绝缘。

在一个实施方案中，涂层被施加到管段1022a和1022b的围绕焊接接缝1026的外部表面或区域以提供绝缘屏障，以便防止在焊接区域处的腐蚀或使所述腐蚀最小化。

在一个实施方案中，涂层可包括聚丙烯涂层。在一个实施方案中，涂层可包括聚乙烯涂层。在一个实施方案中，涂层可包括聚氨酯涂层。在一个实施方案中，涂层可包括绝缘(例如，热损失)涂层。在一个实施方案中，涂层可包括防腐蚀涂层。在一个实施方案中，涂层可包括耐磨损涂层。在一个实施方案中，涂层可包括熔结环氧树脂(fbe)。在一个实施方案中，涂层可包括熔结环氧树脂(fbe)加化学改性的聚丙烯(cmpp)或聚乙烯(cmpe)双粉基层。在一个实施方案中，化学改性的聚丙烯(cmpp)或聚乙烯(cmpe)层然后紧接着聚丙烯(pp)或聚乙烯(pe)带材。在一个实施方案中，涂层可包括多组分液态涂层(mcl)(例如，基于氨基甲酸酯和环氧树脂的mcl涂层)。在一个实施方案中，涂层可包括现场接缝涂层(fieldjointcoating)(fjc)。

在一个实施方案中，涂层可包括注塑聚丙烯。在此实施方案中，管线1024被预加热至180℃的温度以接收注塑聚丙烯涂层。

在一个实施方案中，自动化设备可用于在焊接接缝1026处施加涂层材料。在一个实施方案中，涂层递送系统可包括如参考图117a和图117b所示并详细描述的注塑涂覆系统。在一个实施方案中，涂层递送系统可包括火焰喷涂系统。在一个实施方案中，绝缘物/涂层可使用喷嘴装置施加到焊接接缝的暴露区域。在一个实施方案中，喷嘴装置被配置来将绝缘材料喷涂到在焊接区域处管道的暴露区域上。在一个实施方案中，喷嘴装置参考图116a-116b示出并描述。

在一个实施方案中，喷磨工序可用于使管线1024准备用于进行涂覆。在一个实施方案中，喷磨工序可在加热工序1010之前执行。在一个实施方案中，氧化管道焊接接缝进行喷砂处理以去除所有的污染物。

在一个实施方案中，涂覆系统可包括：涂覆反馈系统，其被配置来使涂覆系统能够在管线1024上实现期望的涂覆；和一个或多个传感器，其操作性地连接到涂覆反馈系统。在一个实施方案中，一个或多个传感器被配置来感测涂覆工序的以下参数-加热时间、加热温度、涂层材料温度、涂层材料体积等。

在一个实施方案中，方法1000可包括未在图1a中示出的其他工序。在一个实施方案中，方法1000的这些其他工序在图1b中示出并且参考图1b进行解释。

在一个实施方案中，方法1000可包括管道准备工序1040、管道对齐工序1042、任选的焊接部检验工序1044、修复工序1046、冷却工序1048、以及管线部署工序1050。在一个实施方案中，这些工序中的每个均是任选的。

在一个实施方案中，管道准备工序1040在根部通道焊接工序1002之前执行。在一个实施方案中，管道准备工序1040在管道对齐工序1042之前执行。

在一个实施方案中，管道准备工序1040可包括切割工序1040a。在一个实施方案中，执行切割工序1040a以用于使管段1022a、1022b的边缘或端部部分准备用于进行焊接。在一个实施方案中，在切割工序1040a的过程中，待焊接在一起的管段1022a和1022b被切割成期望的尺寸。在一个实施方案中，切割工序1040a可在制造商的位置处执行。

在一个实施方案中，所述方法可包括架线工序，其中管道根据设计计划进行分配(在管道联结/焊接工序之前)。在一个实施方案中，管段的每个接缝在管线中具有特定的地方。架线人员确保每件管道放置在其所属的位置处。检验员检查管道的指定编号，以确保接缝在正确的顺序中。

在一个实施方案中，所述方法可包括弯曲工序，其中管道弯曲以适配线路走廊的形貌。在一个实施方案中，管道插入到弯曲机中，并且芯轴然后定位在管道中。芯轴被构造并布置来在管道内侧施加压力以防止在弯曲时出现屈曲。操作人员定位管道并进行弯曲。在进行弯曲之后管道从弯曲机去除。在弯曲工序之后，每件管道设置在适当位置。

在一个实施方案中，管道准备工序1040可包括斜切工序1040b。在一个实施方案中，斜切工序1040b被执行用于使管段1022a和1022b的边缘或端部部分准备用于焊接。在一个实施方案中，在斜切工序1040b的过程中，待焊接在一起的管道部分或管段1022a和1022b的端部部分被斜切成期望的尺寸。在一个实施方案中，期望的斜面可被加工到管段1022的端部部分中。在一个实施方案中，管道对口机器插入在管道中并且锚固到管道(通过升高其内部夹具制动箍)。在一个实施方案中，斜切工序1040b可耗时10秒。在一个实施方案中，操作人员可使用图2c-2f所示的斜面计量器5801来手动地检查形成的斜面。图2c-2e分别示出斜面计量器5801的前视图、透视图和侧视图，同时图2f示出图2c中的细节a的详细视图。在一个实施方案中，斜切工序1040a、1040b可在制造商的位置处执行。

在一个实施方案中，从管道内侧进行的现场焊接的标准斜面深度是.050英寸。在一个实施方案中，焊珠是约3毫米高，使得焊珠从表面突出0.05至0.07英寸。为了制造两个焊接通道(例如，根部通道焊接和热通道焊接)，在一个实施方案中，斜面可切割成0.150至0.170英寸的深度。

在一个实施方案中，管道对齐工序1042在根部通道焊接工序1002之前执行。在一个实施方案中，管道对齐工序1042在管道准备工序1040与根部通道焊接工序1002之间执行。在一个实施方案中，预加热工序可在焊接工序(即，根部通道焊接工序)之前执行以将管道加热至100℃以上，以便从管道表面蒸发所有的水分。

在一个实施方案中，参考图2g，管道对齐工序1042可包括在第一管道1022b的第二端部1038b处提供第二管道1022a，并且将待焊接的第一管道1022a和第二管道1022b的端部1038a、1038b对齐。在一个实施方案中，内部焊接系统5004可包括反馈系统(例如，使用检验检测器5056、一个或多个处理器5140、取向电动机5030、5074、外部支架5330、6010a、6010b、内部夹具5144、5144、7050、7052，如以下将详细解释的)，其被配置来感测第一管道1022a和第二管道1022b的端部1038a、1038b是否适当地对齐。如本文所用的术语“电动机”广义地指代任何类型的机电电动机，仅为了举例，诸如电动机、液压电动机、气动电动机。

在一个实施方案中，任选的焊接部检验工序1044可在热通道焊接工序1004与填充和盖面焊接工序1006之间执行。在一个实施方案中，任选的焊接部检验工序1044可包括x射线摄影术检验。在一个实施方案中，x射线摄影术检验通过x射线摄影术系统来执行。在一个实施方案中，x射线摄影术系统包括发射极，所述发射极被配置来将x射线辐射发送到管段1022a和1022b以及在其之间形成的根部通道焊接层和热通道焊接层中。在一个实施方案中，x射线辐射的强度可被管段1022a和1022b以及在其之间形成的根部通道焊接层1014和热通道焊接层1016的材料衰减。在一个实施方案中，x射线摄影术系统包括接收器，所述接收器被配置来测量穿过管段1022a和1022b以及在其之间形成的根部通道焊接层1014和热通道焊接层1016的材料的x射线辐射的强度。在另一个实施方案中，焊接部检验工序1044可包括γ和近距离摄影术检验。

在一个实施方案中，修复工序1046在焊接部检验工序1008之后并且在加热工序1010和涂覆工序1012之前执行。在一个实施方案中，修复工序1046被配置来修复在焊接部检验工序1008的过程中检测到的任何焊接部缺陷。

本文所指出的焊接部修复工序可以是各种类型中的一种。在一个实施方案中，在先前焊接部的顶部上执行另外的焊接操作以修补任何焊接部缺陷。在另一个实施方案中，在实施任何后续修复焊接操作之前，可打磨或任选地完全切割掉(手动地或自动地)缺陷型焊接部。

在一个实施方案中，在加热工序1010和涂覆工序1012之后，使管线1024冷却到合适的温度，之后可进行进一步的加工步骤(例如，之后在水中或在陆地上的某一其他合适位置处卷绕连接的管段或处理/放置管段)。在一个实施方案中，冷却工序1048在涂覆工序1012之后执行。在一个实施方案中，冷却工序1048通过冷却系统2010、2110、2210、6500(如图104-112b和图119-136所示并参考图104-112b和图119-136描述的)来执行，所述冷却系统2010、2110、2210、6500被配置来从焊接管道去除热量，以便将其温度降低至用于有效卷绕的可接受的温度。例如，管线应低于预定温度(例如，50至70℃)以实施卷绕工序、s型铺设工序等。在一个实施方案中，冷却系统可以是被配置来从管线1024内侧冷却焊接管道的内部冷却系统。

在一个实施方案中，还可使焊接管道随时间进行空气冷却。在一个实施方案中，焊接管道可通过在管线上的绝缘物/涂层的外侧上喷涂或浇注水来冷却。在一个实施方案中，水喷涂或浇注工序可在一个或多个台中实施。

在一个实施方案中，执行冷却工序1048例如以用于驳船焊接工序、卷线轴基地接头焊接工序(spoolbasetie-inweldingprocedure)、以及卷线轴基地主线焊接工序。在一个实施方案中，岸上主线焊接工序和岸上接头焊接工序可不具有单独的冷却工序。

在一个实施方案中，管线部署/下放工序1050在涂覆工序1012之后执行。在一个实施方案中，管线部署/下放工序1050在冷却工序1048之后执行。

在一个实施方案中，管线部署工序1050可包括卷绕工序1050a、s型铺设工序1050b、或管线下放工序1050c。

在一个实施方案中，卷绕工序1050a被配置来将管线卷绕到船舶上，所述船舶将管线运输到其最终目的地或位置。在一个实施方案中，管线应低于预定温度(例如，50至70℃)以实施卷绕工序1050a。在一个实施方案中，预定温度(例如，50至70℃)被配置来避免在卷绕工序1050a过程中的任何损坏。

在一个实施方案中，s型铺设工序是管线下放到海处于水平位置中的海上管道铺设工序。在一个实施方案中，在s型铺设工序1050b的过程中，管线以s形曲线被推离船舶的端部。在一个实施方案中，管线应低于预定温度(例如，50至70℃)以实施s型铺设工序1050b。在一个实施方案中，预定温度(例如，50至70℃)被配置来避免在s型铺设工序1050b过程中的任何损坏。

卷绕工序、s型铺设工序和j型铺设工序参考图136b-e详细描述。

在一个实施方案中，管线下放工序1050c被配置来将管线定位/下放到提前挖掘的沟渠中。

在一个实施方案中，管线焊接情形/情况可分类成五种类别，即，岸上主线焊接工序、岸上接头焊接工序、卷线轴基地主线焊接工序、卷线轴基地接头焊接工序、以及驳船焊接工序。

岸上主线焊接工序在图3中示出。岸上主线焊接工序通常在地面水平处并且与管线设置在其中的提前挖掘的沟渠相邻执行。在一个实施方案中，岸上管线以例如多至1英里长的部分焊接在一起。岸上焊接的焊接台彼此邻近。岸上焊接过程的焊接前工序和焊接后工序脱离实际的焊接工序本身，使得焊接前和焊接后工序可按其自己的速度进行。在管线的区段焊接在一起之后，它们被下放到提前挖掘的沟渠中。

岸上接头焊接工序在图4中示出。岸上接头焊接工序通常在管线设置在其中的提前挖掘的沟渠中进行。即，部分或区段被切割成一定长度并且在提前挖掘的沟渠中焊接在一起。

卷线轴基地主线焊接工序在图5中示出。卷线轴基地主线焊接工序通常在类似工厂的设置中执行。卷线轴基地主线焊接工序的所有工序均在类似工厂的设置内并且在配合的组装线过程中发生。例如，管道沿着前线进行焊接、检验和涂覆以形成管道杆(pipestalk)(例如，有时7千米长)。管道杆被存储起来，直至它们可卷绕到船舶上以用于运输到其最终目的地。即，在船只/驳船远离卷线轴基地时，焊接管道以长部分存储。管道杆在驳船上缠绕到大卷线轴上(通常是j型铺设)并且在驳船抵达作业位置时被解绕。

卷线轴基地接头焊接工序在图6中示出。卷线轴基地接头焊接工序用于在提前组装的管线部分或区段卷绕到船舶/船只上时将其联结在一起，所述船舶/船只通常将管线运输到其最终位置。限制卷绕速率的是涂覆之后进行的此接缝的冷却。卷线轴基地接头焊接的所有工序均在同一个台处执行。

驳船焊接工序在图7中示出。驳船焊接工序通常在载于浮动的船舶上的类似工厂的设置中执行。驳船焊接工序的所有工序通常在类似工厂的设置内并且在配合的组装线过程中执行。随着管线离开船舶，管线被部署在其最终位置中。

这些管线焊接情况中的每个可具有参考图1a和图1b描述的一个或多个焊接工序。在此专利申请中描述的一个或多个系统(例如，内部焊接系统5004、接头内部焊接系统3001、吹扫和检验系统7001、外部焊接系统7500、以及内部冷却系统2010)可用于这些管线焊接情况的操作工序中。

例如，参考图3，岸上主线焊接工序以管道准备工序开始，在所述管道准备工序中，自动焊接友好的斜面被加工到管道的每个端部中。这可通过在焊接人员之前较短距离处工作的先前人员来进行。在管道准备工序之后，执行根部通道焊接工序。在一个实施方案中，根部通道焊接工序可通过内部焊接系统5004来执行。在另一个实施方案中，根部通道焊接工序可使用内部定位的夹具7050、7052、通过外部焊接系统7500来执行。在根部通道焊接工序之后，执行热通道焊接工序。热通道焊接工序可通过外部焊接系统或通过内部焊接系统5004来执行。

在一个实施方案中，热通道焊接工序和根部通道焊接工序两者均通过内部焊接系统5004来执行。在另一个实施方案中，仅根部通道焊接工序通过内部焊接系统5004来执行，同时热通道焊接程序通过外部焊接系统7500来执行。

在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序在热通道焊接工序之后执行。在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序可通过外部焊接系统7500来执行。在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序可在多个台处执行。

在填充和盖面通道焊接工序之后，执行焊接部检验工序。例如，超声检验、x射线摄影术检验或磁检验可用于检验焊接区域。在焊接部检验工序过程中检测到的任何焊接部缺陷在焊接部修复工序过程中进行修复。焊接管道涂覆有熔结环氧树脂涂层。熔结环氧树脂涂层被施加到焊接管道的(加热的)暴露端部部分，使得熔结环氧树脂涂层粘合到管道内部的外部表面。涂覆工序可通过在修复人员之后工作的自主人员来进行。管线然后下放到提前挖掘的沟渠中。管线下放工序可通过在涂覆人员之后工作的自主人员来进行。

参考图4，岸上接头焊接工序以管道准备工序开始。精确的管道长度预先是未知的，所以重叠被设计到岸上接头焊接工序中。一旦管道处于沟渠中，一条管道就被切割成正确的长度并且期望的斜面被加工到管道的端部中。在管道准备工序之后，执行根部通道焊接工序。

在一个实施方案中，根部通道焊接工序可通过接头内部焊接系统3001来执行。在另一个实施方案中，根部通道焊接工序可通过接头夹具系统、使用外部焊接系统7500来执行。在另一个实施方案中，根部通道焊接工序可使用外部定位的夹具、通过手动焊机来执行。

在根部通道焊接工序之后，执行热通道焊接工序。在一个实施方案中，热通道焊接工序可通过接头内部焊接系统3001来执行。在另一个实施方案中，热通道焊接工序可通过外部焊接系统7500来执行。在另一个实施方案中，热通道焊接工序可通过手动焊机来执行。

在一个实施方案中，热通道焊接工序和根部通道焊接工序两者均通过接头内部焊接系统3001来执行。在另一个实施方案中，仅根部通道焊接工序通过接头内部焊接系统3001来执行，同时热通道焊接工序通过外部焊接系统7500来执行。

填充和盖面通道焊接工序在热通道焊接工序之后执行。在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序可通过外部焊接系统7500来执行。在另一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序可通过手动焊机来执行。填充和盖面通道焊接工序从管道外部进行。在填充和盖面通道焊接工序之后，执行焊接部检验工序。例如，超声检验、x射线摄影术检验或磁检验可用于检验焊接区域。焊接部检验工序通过在焊接人员之后工作的自主人员来进行。在焊接部检验工序过程中检测到的任何焊接部缺陷在焊接部修复工序过程中进行修复。修复工序通过在检验人员之后工作的自主人员来执行。焊接管道涂覆有熔结环氧树脂涂层。熔结环氧树脂涂层被施加到焊接管道的(加热的)暴露端部部分，使得熔结环氧树脂涂层粘合到管道内部的外部表面。涂覆工序可通过在修复人员之后工作的自主人员来进行。

参考图5，卷线轴基地主线焊接工序以管道准备工序开始，在所述管道准备工序中，适当的斜面被加工到管道的端部中。在管道准备工序之后，执行根部通道焊接工序。在一个实施方案中，根部通道焊接工序可通过内部焊接系统5004来执行。在另一个实施方案中，根部通道焊接工序可通过吹扫和检验系统7001、使用外部焊接系统7500来执行。在另一个实施方案中，根部通道焊接工序可通过内部夹具、使用外部焊接系统来执行。

在根部通道焊接工序之后，执行热通道焊接工序。在一个实施方案中，热通道焊接工序可通过内部焊接系统5004来执行。在另一个实施方案中，热通道焊接工序可通过外部焊接系统7500来执行。

在一个实施方案中，热通道焊接工序和根部通道焊接工序两者均通过内部焊接系统5004来执行。在另一个实施方案中，仅根部通道焊接工序通过内部焊接系统5004来执行，同时热通道焊接工序通过外部焊接系统7500来执行。在又一实施方案中，根部通道焊接工序使用内部吹扫夹具7001通过外部焊接系统7500来执行，同时热通道焊接工序通过外部焊接系统7500来执行。

x射线摄影术焊接部检验工序在热通道焊接工序之后执行。x射线摄影术焊接部检验工序是任选的。

填充和盖面通道焊接工序在热通道焊接工序和x射线摄影术焊接部检验工序之后执行。在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序可通过外部焊接系统来执行。在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序可在多个台处执行。

在填充和盖面通道焊接工序之后，执行焊接部检验工序以执行对焊接接缝的焊接部检验。例如，超声检验、x射线摄影术检验或磁检验可用于检验焊接区域。在焊接部检验工序过程中检测到的任何焊接部缺陷在焊接部修复工序过程中进行修复。焊接管道涂覆有注塑聚丙烯涂层。注塑聚丙烯涂层被施加到焊接管道的(预加热至180℃的)暴露端部部分，使得注塑聚丙烯涂层粘合到管道内部的外部表面。冷却工序在涂覆工序之后执行。可使管道随时间进行空气冷却。

参考图6，卷线轴基地接头焊接工序以管道准备工序开始，在所述管道准备工序中，适当的斜面被加工到管道的端部中。在管道准备工序之后，执行根部通道焊接工序。在一个实施方案中，根部通道焊接工序可通过接头内部焊接系统3001来执行。在另一个实施方案中，根部通道焊接工序可通过吹扫夹具系统7001、使用外部焊接系统7500来执行。在另一个实施方案中，根部通道焊接工序可通过内部夹具、使用外部焊接系统来执行。

在根部通道焊接工序之后，执行热通道焊接工序。在一个实施方案中，热通道焊接工序可通过接头内部焊接系统3001来执行。在另一个实施方案中，热通道焊接工序可通过外部焊接系统来执行。

在一个实施方案中，热通道焊接工序和根部通道焊接工序两者均通过接头内部焊接系统3001来执行。在另一个实施方案中，仅根部通道焊接工序通过接头内部焊接系统3001来执行。

x射线摄影术焊接部检验工序在热通道焊接工序之后执行。x射线摄影术焊接部检验工序是任选的。

填充和盖面通道焊接工序在热通道焊接工序之后执行。在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序可通过外部焊接系统来执行。在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序可在多个台处执行。

在填充和盖面通道焊接工序之后，执行焊接部检验工序以执行对焊接接缝的焊接部检验。例如，超声检验、x射线摄影术检验或磁检验可用于检验焊接区域。在焊接部检验工序过程中检测到的任何焊接部缺陷在焊接部修复工序过程中进行修复。焊接管道涂覆有注塑聚丙烯涂层。注塑聚丙烯涂层被施加到焊接管道的(预加热至180℃的)暴露端部部分，使得注塑聚丙烯涂层粘合到管道内部的外部表面。冷却工序在涂覆工序之后执行。在一个实施方案中，管道可通过在绝缘物的外侧表面上浇注或喷涂水来冷却。在另一个实施方案中，管道可通过内部冷却系统来冷却。在一个实施方案中，管道可在冷却工序之后卷绕到船舶上。在一个实施方案中，管道在卷绕工序过程中应低于50与70℃之间的温度，以便避免卷绕过程期间的任何损坏。在一个实施方案中，卷线轴基地接头焊接次序的所有工序均可在同一位置处发生。

参考图7，驳船焊接工序以管道准备工序开始，在所述管道准备工序中，适当的斜面被加工到管道的端部中。在管道准备工序之后，执行根部通道焊接工序。在一个实施方案中，根部通道焊接工序可通过内部焊接系统5004来执行。在另一个实施方案中，根部通道焊接工序可通过吹扫夹具系统7001、使用外部焊接系统7500来执行。在另一个实施方案中，根部通道焊接工序可通过内部夹具、使用外部焊接系统7500来执行。

在根部通道焊接工序之后，执行热通道焊接工序。在一个实施方案中，在根部通道焊接工序完成之后，管道前进到热通道焊接工序。在一个实施方案中，热通道焊接工序可通过内部焊接系统5004来执行。在另一个实施方案中，热通道焊接工序可通过外部焊接系统来执行。

在一个实施方案中，热通道焊接工序和根部通道焊接工序两者均通过内部焊接系统5004来执行。在另一个实施方案中，仅根部通道焊接工序通过内部焊接系统5004来执行。x射线摄影术焊接部检验工序在热通道焊接工序之后执行。x射线摄影术焊接部检验工序是任选的。

填充和盖面通道焊接工序在热通道焊接工序和x射线摄影术焊接部检验工序之后执行。在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序可通过外部焊接系统来执行。在一个实施方案中，填充和盖面通道焊接工序可在多个台处执行。

在填充和盖面通道焊接工序之后，执行焊接部检验工序以执行焊接部检验。例如，超声检验、x射线摄影术检验或磁检验可用于检验焊接区域。在焊接部检验工序过程中检测到的任何焊接部缺陷在焊接部修复工序过程中进行修复。焊接管道涂覆有注塑聚丙烯涂层。注塑聚丙烯涂层被施加到焊接管道的(预加热至180℃的)暴露端部部分，使得注塑聚丙烯涂层粘合到管道内部的外部表面。冷却工序在涂覆工序之后执行。在一个实施方案中，管道可通过在绝缘物的外侧表面上浇注或喷涂水来冷却。在一个实施方案中，冷却工序可在多个台处执行。在另一个实施方案中，管道可通过内部冷却系统来冷却。在一个实施方案中，管道可以s形配置被推离船舶的端部。在一个实施方案中，管道在s型铺设工序过程中应低于50与70℃之间的温度，以便避免s型铺设工序过程中的任何损坏。

在一个实施方案中，提供用于焊接两个管道1022a、1022b的现场系统5000。如本文所用的术语“现场系统”是一般性术语，其意图指代本文所公开的作为整体的系统和/或子系统本身中的任一个。仅为了举例，“现场系统”可指代内部检验系统、外部焊机、内部管道冷却器、以及超声无创性测试系统与远程ulog处理系统(例如，远程计算机系统13704)一起的组合。在另一个示例中，“现场系统”可指代例如仅内部焊接系统、仅内部检验系统、仅内部冷却系统、仅接头焊机。即，“现场系统”可指代例如仅内部焊接系统5004、仅内部检验系统7001、仅内部冷却系统6500、仅接头焊机3001。

如图8、图9、图10-1、图10-2和图10-3所示，在一个实施方案中，每个管段1022a或1022b具有如箭头a-a所示的纵向轴线。如根据以下讨论将是清楚的，现场系统5000被配置来支撑多个管段1022a、1022b并且调整其位置和/或取向，直至管段1022a、1022b均对齐为止，使得其纵向轴线a-a是共线的并且管段1022a、1022b中的每个的一个端部在接合部边缘处邻接。图9示出边缘形成管道接合部5002(还称为“装配”接缝)的图8的现场系统5000的放大详细视图。在一个实施方案中，现场系统5000包括内部焊接系统5004，所述内部焊接系统5004从装配管段1022a、1022b内侧向接合部5002的内部施加焊接。为了向接缝5002的内部施加焊接，内部焊接系统5004滚动到管段1022b中的一个的端部中，如图10-1所示。然后放置并调控第二管段1022a，直至管段1022a、1022b两者均满意地对齐为止。在一个实施方案中，内部焊接系统5004从管段1022a、1022b内侧向管段1022a、1022b的面或边缘接缝施加焊接(例如，气体保护金属极电弧焊“gmaw”)并且施加焊接到由两个管段1022a、1022b的斜面化/斜切边缘形成的v形开口(也可使用除v形开口以外的其他剖面形状)中。

图9a示出显示内部焊接系统5004的焊接焊炬5502与内部斜面表面5228和5232的理想对齐(沿着管道1022a、1022b的纵向轴线a-a)的管线1024的局部剖视图。在所示的实施方案中，管道1022a、1022b彼此完美地对齐并且不具有任何错口(即，管道对齐之后管道1022a、1022b的斜面边缘之间的高度差)。

在一个实施方案中，现场系统5000可包括用于从外侧(在管道外部)将管道夹在一起的外部夹具5302。在一个实施方案中，外部夹具5302具有横跨焊接接缝的杆并且焊接可手动地进行。在一个实施方案中，外部夹具5302可以液压方式操作，或者可机械地操作(例如，使用手柄)。例如，在一个实施方案中，外部夹具5302可以是如图7a和图7b所示的tipton夹具。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004通过脐带缆5034(如图10-1所示)连接到外部结构/系统(即，在焊接的管道1022a、1022b的外部)。在一个实施方案中，外部系统是远程ulog处理系统。在一个实施方案中，脐带缆5034可以是40与80英尺之间长(例如，用于40或80英尺长的管道)。在一个实施方案中，脐带缆5034可指代为拉杆。在一个实施方案中，拉杆/脐带缆5034可固定地连接到内部焊接系统5004。即，拉杆/脐带缆5034是内部焊接系统5004的永久零件。在一个实施方案中，脐带缆5034包括保护缆线、布线和软管(例如，连接外部结构/系统和内部焊接系统5004)中的全部免受损坏的结构管状构件。

在一个实施方案中，当内部焊接系统5004从一个管道(焊接)接缝行进到下一个管道(焊接)接缝时，脐带缆5034在断开点dp(如图10-2所示)处断开。此断开有利于新的/引入管段1022a相对于第一管道1022b放置在适当位置。图10-2示出在拉杆/脐带缆5034的端部处的缆线、软管和布线(例如，连接外部结构/系统和内部焊接系统5004)断开，并且新的/引入管段1022a相对于第一管道1022b放置在适当位置。

如图10-3所示，在一个实施方案中，在引入管道1002a相对于第一管道1002b放置在适当位置之后，脐带缆5034可从引入管道1002a突出/延伸出距离hd。在一个实施方案中，脐带缆5034可从引入管道1002a突出/延伸出的距离hd在1与5英尺之间。

脐带缆5034通常用于在外部结构/系统与内部焊接系统5004之间传送流体(压缩空气)、发送电信号和/或发送通信信号。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001不包括拉杆或脐带缆。

例如，脐带缆5034可包括焊接电力线，所述焊接电力线被配置来将电力递送到焊接焊炬。在一个实施方案中，脐带缆5034包括三条焊接电力线，以独立地将电力递送到内部焊接系统5004中的三个相关联的焊接焊炬。在一个实施方案中，脐带缆5034中的焊接电力线的数量可变化并且取决于内部焊接系统5004中的焊接焊炬的数量。

在一个实施方案中，脐带缆5034可包括通信线，所述通信线被配置来与检验检测器5056、检验摄像机5112、和/或内部焊接系统5004的其他电子模块(例如，用于开始或停止焊接)通信。在一个实施方案中，可无线地执行与内部焊接系统5004(包括与检验检测器5056、与检验摄像机5112、和/或与内部焊接系统5004的其他电子模块)的通信。应理解，在提供多个焊接焊炬的情况下，还可提供多个检验检测器/激光器5056。

在一个实施方案中，脐带缆5034可包括流体连通线，所述流体连通线被配置来将压缩空气供应到内部焊接系统5004。在一个实施方案中，脐带缆5034可包括另一条(单独的)电力线，所述电力线被配置来将电力递送到电池5116以对其进行再充电。在一个实施方案中，对电池5116进行再充电的单独的电力线是任选的。在一个实施方案中，脐带缆5034可包括单独的电力线，所述电力线被配置来将电力递送到内部焊接系统5004的一个或多个电子模块和/或电动机。在另一个实施方案中，此单独的电力线是任选的。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004用于具有26至28英寸的内径、具有0至1英寸管壁厚度的管道。因此，内部焊接系统5004被配置来适配在24与28英寸之间的孔中。在一个实施方案中，内部焊接系统5004用于具有24英寸或更小的内径、具有0至1英寸的管壁厚度的管道。在一个实施方案中，内部焊接系统5004用于具有24英寸或更小的外径的管道。在一个实施方案中，内部焊接系统5004用于具有26至28英寸的外径的管道。

图10a示出构造、定尺寸并且定位在具有26英寸的内径、具有1英寸管壁厚度的管道中的内部焊接系统5004。例如，在一个实施方案中，对于具有26英寸的内径(具有1英寸管壁厚度)的管道，内部焊接系统5004的框架结构的外径是23.32英寸。例如，对于26英寸内径的管道(具有1英寸管壁厚度)，内部焊接系统5004的框架结构(不包括其轮子)的外径是23.32英寸。

图10b示出构造、定尺寸并且定位在具有24英寸的内径、具有1英寸管壁厚度的管道中的内部焊接系统5004。例如，在一个实施方案中，对于具有24英寸的内径(具有1英寸管壁厚度)的管道，内部焊接系统5004的框架结构的外径是21.32英寸。例如，对于24英寸内径的管道，内部焊接系统5004的框架结构(不包括其轮子)的外径是21.32英寸。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004的框架的直径可是内部焊接系统适合地通过管道弯曲部的函数。在一个实施方案中，管道的标准最小弯曲半径是30倍的d，其中d是管道的外径或外部直径。即，管道中心线的半径是管道的外部直径或外径的30倍。例如，对于26”外部直径或外径的管道，内部焊接系统5004需要横贯的最小弯曲半径是780英寸(即，(26英寸)x30)。例如，对于24”外部直径或外径的管道，内部焊接系统5004需要横贯的最小弯曲半径是720英寸(即，(24英寸)x30)。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的框架构造得越长，它就必须变得越窄。

在一个实施方案中，如图10c和图10d所示，现场系统5000可包括用于承载并移动第一管道1022a和第二管道1022b的支架5330。在一个实施方案中，支架5330被配置来在内部焊接系统5004的框架组装件定位在第一管道1022b的第二端部1038b处之后将第二管道1022a提供在第一管道1022b的第二端部处。在一个实施方案中，支架5330可指代为对准模块(lineupmodule)(lum)。

在一个实施方案中，可能存在支持管道1022a、1022b所需要的那样多的支架。例如，如果管道1022a或1022b较小并且是柔性的，则可能存在沿着管道1022a或1022b的长度间隔的多至四个支架。如果管道1022a或1022b较大并且是刚性的，则可能存在沿着管道1022a或1022b的长度的少至两个支架。

在一个实施方案中，两个支架可用于承载并移动管道，使得每个支架定位在管道的端部处。在一个实施方案中，三个支架可用于承载并移动管道，使得两个支架定位在管道的端部处并且一个支架定位在管道的中央部分处。在一个实施方案中，中央定位的支架被配置来简单地提供支撑并且不被配置来进行关节运动。在一个实施方案中，用于引入管道1022a的支架5330可全部被配置为可致动的，以便承载、移动引入管道1022a并且将其提供在第一管道1022b的第二端部处(在内部焊接系统5004的框架组装件定位在第一管道1022b的第二端部处之后)，并且在焊接前轮廓数据确定需要调整的事件中使引入管道1022a再对齐。

在一个实施方案中，支架5330可包括在管道1022a、1022b外部的一组致动辊5332。在一个实施方案中，支架5330的辊5332可指代为外部可旋转构件。在一个实施方案中，第一管道1022a和/或第二管道1022b的外部表面5346和/或5348(如图2g所示)被外部可旋转构件5332可移动地啮合，以有利于基于来自一个或多个处理器5140的指令调整管道1022a、1022b的相对定位。

在一个实施方案中，支架5330包括：固定框架5334，其被配置来固定地连接到表面(例如，地面)；第一可移动框架5336，其被配置为可移动的以使管道水平地定位；以及第二可移动框架5338，其被配置为可移动的以使管道竖直地定位。

在一个实施方案中，支架5330可以液压方式进行操作。例如，定位在支架5330的侧边上的液压缸5340可被配置来使第二可移动框架5338移动。在一个实施方案中，定位在支架5330下方的液压缸5342可被配置来使第一可移动框架5336移动。在一个实施方案中，支架5330(定位在管道的两个端部处)的运动可配合来调整管道1022a或1022b在全部三个方向上(上下、左右、前后)的线性移动，并且调整管道1022a或1022b在两个方向上(俯仰、偏转))的成角度移动。

在一个实施方案中，支架5330与一个或多个处理器5140操作性地相关联。在一个实施方案中，支架5330无线地或使用有线连接连接到一个或多个处理器5140，使得在焊接前轮廓数据确定需要调整的事件中，基于焊接前轮廓数据调整液压缸5340和5342以使引入管道1022a移动并再对齐。在一个实施方案中，外部定位的辊5332可操作性地连接到一个或多个处理器5140并且由所述一个或多个处理器5140通过第一可移动框架5336和/或第二可移动框架5338控制。

在一个实施方案中，支架5300可以电的方式进行操作。例如，图73示出以电的方式进行操作的支架6010a和6010b。在一个实施方案中，支架6010a和6010b的辊可由电动机驱动以使管道1022a或1022b线性地和/或成角度地移动。在一个实施方案中，支架6010a和6010b可包括电动机，所述电动机操作性地连接到实现第一可移动框架和/或第二可移动框架的移动的导螺杆布置。

一般而言，在使管道对齐以用于焊接工序时，可能存在两种管道对齐错误，例如角度管道对齐错误和位置管道对齐错误。如图10e所示，角度对齐错误导致在管道一侧上的间隙5344。如图10f所示，位置对齐错误导致相对的错口，即在一侧(例如，1022b)上高，在另一侧(例如，1022a)上低。

在一个实施方案中，支架5330或支架6010a和6010b可用于海上管线对齐和焊接工序中。在海上管线应用中，角度和位置管道对齐错误两者均可通过从一个或多个处理器5140向支架5330或支架6010a和6010b发送控制信号(以控制相关联的辊5332)来校正。因此，一个或多个处理器5140被配置来通过控制支架5330或支架6010a和6010b来调整管道之间的相对定位(以校正其对齐错误)。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来基于焊接前轮廓数据操作支架5330以实现第一管道1022a与第二管道1002b之间的相对移动，以便在焊接操作之前基于来自一个或多个处理器5140的指令更改管道1022a、1022b之间的接合部区域5136。

在一个实施方案中，管道1022a、1002b可通过起重机和夹具(内部或外部)来对齐。在一个实施方案中，夹具可被构造并布置来使两个管道1022a、1002b水平地和竖直地均对齐。在一个实施方案中，起重机被配置来控制轴向位置和两个角度(俯仰和偏转)。

在一个实施方案中，参考图11，内部焊接系统5004包括最前端部分5006、中央部分5008和驱动部分5010。

在一个实施方案中，最前端部分5006、中央部分5008和驱动部分5010的框架构件可一起可指代为内部焊接系统5004的框架组装件或框架。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的框架或框架组装件可被配置来支撑最前端部分5006、中央部分5008和驱动部分5010中的每个的所有组件。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的框架或框架组装件可包括最前端部分框架5026(如图12所示)、中央部分框架5068(如图23所示)和驱动部分框架5278(如图32a所示)。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的框架或框架组装件被配置来放置在管道1022a、1022b内。

在一个实施方案中，最前端部分5006是来自外部系统/结构(在待焊接管道外部)的外部缆线、布线和软管连接的部分。在一个实施方案中，最前端部分5006被配置来容纳如以下详细描述的所有焊接支持组件。在一个实施方案中，中央部分5008被配置来使管段1022a、1022b对齐并且执行焊接工序。在一个实施方案中，驱动部分5010被配置来使内部焊接系统5004从一个管道接缝移动到下一个管道接缝。在一个实施方案中，驱动部分5010还被配置来容纳内部焊接系统5004的其余部分进行操作所需要的电池、压缩空气和保护气体。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004的一些组件定位成使得所述组件中的一半定位在最前端部分5006中并且所述组件中的剩余的一半定位在中央部分5008中。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的一些组件定位在内部焊接系统5004的三个部分中的一个中，但是连接到内部焊接系统5004的三个部分中的另一个。例如，内部焊接系统5004的一个组件定位在内部焊接系统5004的最前端部分5006中，并且仅连接到内部焊接系统5004的中央部分5008。

图12示出内部焊接系统5004的最前端部分5006的详细视图。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的最前端部分5006包括牵引联结器5012、最前端电子模块5014、前滑环5016、前夹具控制阀5018、线馈送组装件5020、前位置传感器5022、可调整斜板5024、最前端部分框架5026、导轮5028、前旋转电动机5030、以及前旋转式活接头5032。在一个实施方案中，最前端电子模块5014可包括一个或多个处理器5014。在一个实施方案中，前夹具控制阀5018、前位置传感器5022、以及前旋转电动机5030可操作性地连接到一个或多个处理器5140。

图13-22示出内部焊接系统5004的最前端部分5006的各种组件的视图。例如，相应地，图13示出牵引联结器5012，图14示出前旋转式活接头5032，图15示出前滑环5016，图16示出最前端部分框架5026，图17示出可调整斜板5024，图18示出导轮5028，图19示出前旋转电动机5030，图20示出前夹具控制阀5018，图21示出前位置传感器5022，并且图22示出线馈送组装件5020。

图11a示出脐带缆5034的视图，其中内部焊接系统5004被配置来附接在脐带缆5034的第一端部5035处，并且操作人员控制系统5039被配置来附接到脐带缆5034的第二端部5037。在一个实施方案中，脐带缆5034的第一端部5035连接到内部焊接系统5004的最前端部分5006的牵引联结器5012。在一个实施方案中，(内部焊接系统5004的)与ulog系统的通信被配置来通过操作人员控制系统5039中的一个或多个处理器或模块发生。在一个实施方案中，操作人员控制系统5039定位在焊接的管道1022a、1022b外部。

在一个实施方案中，最前端部分框架5026被构造并布置来容纳/支撑内部焊接系统5004的最前端部分5006的所有组件。在一个实施方案中，最前端部分框架5026被构造并布置来为在内部焊接系统5004的前部处的所有组件提供安装点并且保护这些组件免受损坏。在一个实施方案中，最前端部分框架5026被构造并布置来引导新的管段与旧的/现有的管段对齐。在一个实施方案中，最前端部分框架5026可由钢或如由本领域的技术人员所理解的任何其他材料制成。

在一个实施方案中，最前端框架5026被构造并布置来具有头锥形配置，以便在将新的管段与旧的/现有的管段联结/焊接时，使内部焊接系统5004能够容易地移动到新的管段中。在一个实施方案中，最前端框架5026的头锥形配置可充当被配置来有利于使第二管道1022b与第一管道1022a对齐的对齐结构。在一个实施方案中，头锥形对齐结构被配置来从第一管道1022a的第二端部向外伸出以有利于使第二管道1022b与第一管道1022a对齐。

在一个实施方案中，参考图12，最前端部分框架5026包括传感器5352，所述传感器5352被配置来在内部焊接系统5004的框架在焊接前一个管道之后返回到管道开口时感测管道的端部。在一个实施方案中，传感器5352可被配置来可与内部焊接系统5004的框架一起移动。在一个实施方案中，传感器5352操作性地连接到一个或多个处理器5140或与所述一个或多个处理器5140相关联。

在一个实施方案中，传感器5352可以是旋转开关。例如，旋转开关可具有向下伸出的棒或线，所述棒或线偏压到内部管道表面中并且被配置来滑动地啮合内部管道表面，直至其到达管道并且在到达管道端部之后向下延伸以致动旋转开关，从而检测管道的端部。例如，当最前端部分框架5026到达管道的端部(在所述端部处，管道的一部分向管道外伸出以用于接收待焊接的下一个管道的端部)时，所述线被配置来从其正常位置向外延伸以检测管道的端部。在另一个实施方案中，传感器5352可以是线性编码器，所述线性编码器被配置来操作性地连接到内部焊接系统5004的轮子/辊，以确定内部焊接系统5004所行进的距离并且使用此信息感测/检测已知管道长度的端部。

在一个实施方案中，传感器5352被配置来检测管道1022a、1022b之间的接合部区域5136。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来操作驱动电动机5124，以使内部焊接系统5004的框架移动通过管道1022a、1022b中的至少一个，直至传感器5352检测到接合部区域5136为止。在一个实施方案中，传感器5352被配置来在内部焊接系统5004的框架定位在管道1002a、1022b之间的接合部区域处时进行检测。在一个实施方案中，传感器5352可以是检验传感器5056。在一个实施方案中，传感器5352可以是激光器。在一个实施方案中，传感器5352可以是检验摄像机5112。在一个实施方案中，检验检测器5056和/或检验摄像机5112被配置来也执行传感器5352的感测功能。

在一个实施方案中，参考图12，最前端部分框架5026的端部部分5208被配置来连接到中央部分5008的前夹具5142的凸缘部分5210(如图23所示)。在一个实施方案中，最前端部分框架5026的端部部分5208被配置来使用紧固构件(例如，螺栓5212(如图23所示))连接到中央部分5008的前夹具5142的凸缘部分5210。

最前端部分5006中的前旋转式活接头5032在图12和图14中示出。旋转式活接头通常是被构造并布置来允许两个组合的/结合的构件进行旋转的活接头或连轴器。旋转式活接头被构造并布置来提供固定式供应通路(管道或管)与旋转构件(转筒、圆筒或转轴)之间的密封，以允许流体流动到旋转构件中和/或流动出旋转构件。通常与旋转式活接头一起使用的流体包括压缩空气和吹扫气体。旋转式活接头通常包括外壳、轴、密封件和轴承。轴承和密封件组装在轴周围。轴承用于允许旋转式接合件的构件(轴或外壳)进行旋转。密封件被构造并布置来在操作中时防止流体介质(例如，压缩空气或吹扫气体)泄漏到旋转式活接头外侧。旋转式活接头锁定到输入阀上，同时进行旋转以与出口阀汇合。在此时间期间，流体从其来源流动到旋转式活接头中，并且在所述活接头的移动过程中保持在旋转式活接头内。当阀开口在旋转过程中汇合时，此流体离开旋转式活接头，并且对于下一次旋转，另外的流体再次流动到旋转式活接头中。

在一个实施方案中，前旋转式活接头5032被配置来允许压缩空气从其流动通过。在一个实施方案中，前旋转式活接头5032(例如像结合图25所描述的)被构造并布置来从后旋转式活接头5072(通过例如后滑环5080、可旋转轮毂5078和前滑环5016)接收压缩空气。后旋转式活接头具有与前旋转式活接头5032基本上相同的组件并且以与其基本上相同的方式进行操作，并且因此不以与前旋转式活接头5032相同的细节示出。

在一个实施方案中，前旋转式活接头5032被构造并布置来通过阀5204将所接收的压缩空气的一部分送到前夹具控制阀5018(以致动并操作前夹具5142)。在一个实施方案中，前旋转式活接头5032被构造并布置来通过阀5204将所接收的压缩空气的剩余部分送到压缩机或外部空气供应罐5029(如图70所示)以对系统进行再充装(例如，使罐填充有压缩空气)。在一个实施方案中，所接收的压缩空气的被送到压缩机或外部空气供应罐5029(如图70所示)的剩余部分穿过前旋转式活接头5032。

在一个实施方案中，参考图70，两个阀5115和5117被配置为闭合的，直至再填充工序开始为止。在再填充工序的过程中，来自外部空气供应罐5029的压缩空气行进通过阀5115、5117和5204到前旋转式活接头5032，从前旋转式活接头5032到后旋转式活接头5072，并且然后通过阀5198、5196、5194和5113到压缩空气罐5128，以使压缩空气罐5128再填充有压缩空气。在一个实施方案中，在外部空气供应罐5029与压缩空气罐5128之间的整个流体连通路径(或供应流体连通线)在再填充工序的过程中维持在罐压力下。

在一个实施方案中，最前端部分5006中的前旋转式活接头5032还被配置来允许压缩空气从脐带缆5034连接到线馈送组装件5020，所述线馈送组装件5020可旋转地安装在中央部分5008的可旋转轮毂5078上。

最前端部分5006中的前滑环5016在图12和图15中示出。滑环是被构造并布置来允许电力和通信信号从固定式结构传输到旋转结构的机电装置(电连接器)。滑环可用于在传输电力和/或数据信号时需要无约束的连续旋转的任何机电系统中。滑环包括固定式结构(刷子)，所述固定式结构在旋转结构的外侧直径上摩擦。在旋转结构转动时，电流或电信号通过固定式结构传导到进行连接的旋转结构。固定式结构可以是石墨或金属触点(刷子)，并且旋转结构可以是金属环。如果需要多于一个电路，则沿着旋转轴线堆叠另外的环/刷子组装件。刷子或环中是固定的并且另一个组件进行旋转。

在一个实施方案中，前滑环5016被配置来允许通信信号从最前端电子模块5014传输到线馈送组装件5020的线馈送电子模块5046。在一个实施方案中，前滑环5016还被配置来允许从脐带缆5034传输(焊接)电力和传输通信信号到内部焊接系统5004。

在一个实施方案中，如图12和图17所示，可调整斜板5024被构造并布置来改善管段1022a、1022b的对齐。在一个实施方案中，可调整斜板5024被构造并布置为可调整的，以适应不同的管道大小。在一个实施方案中，可调整斜板5024被构造并布置来保护中央部分5008免受引入管段1022b的撞击。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的可调整斜板5024被构造并布置为可调整的，以比回缩夹具制动箍(即，处于其回缩位置中的夹具制动箍5157)延伸得稍微更多，但是比延伸夹具制动箍(即，处于其延伸位置中的夹具制动箍5157)延伸得更少。

在一个实施方案中，如图12和图18所示，导轮5028被构造并布置来防止引入管段1022b刮擦最前端部分5006的侧边。在一个实施方案中，导轮5028被构造并布置为可调整的，以适应不同的管道大小。在一个实施方案中，导轮5028是被动构件。

在一个实施方案中，如图12所示，最前端电子模块5014包括到脐带缆1034和到前滑环5016的通信连接。例如，在一个实施方案中，最前端电子模块5014被配置来向脐带缆5034传送电力和通信信号并从脐带缆5034传送电力和通信信号，并且被配置来向前滑环5016传送电力和通信信号并从前滑环5016传送电力和通信信号。

在一个实施方案中，最前端电子模块5014还被配置来控制前旋转电动机5030和前夹具控制阀5018的操作。在一个实施方案中，最前端电子模块5014进一步被配置来从前位置传感器5022接收信号。

最前端部分5006中的前旋转电动机5030在图12和图19中示出。在一个实施方案中，前旋转电动机5030与定位在中央部分5008(以下进行描述)中的后旋转电动机5074电子同步。在一个实施方案中，两个旋转电动机5030和5074一起被配置来使中央部分5008的可旋转轮毂5078旋转，同时维持前夹具5142和后夹具5144固定。

在一个实施方案中，前旋转电动机5030可包括偏移齿轮驱动器(由于包装约束)。例如，在一个实施方案中，前旋转电动机5030包括具有转子、通过转子旋转的旋转轴、以及由旋转电动机轴支撑并且在其上具有外部轮齿的外部齿轮5021a的电动机。外部齿轮5021a可啮合偏移齿轮5021b，所述偏移齿轮5021b也具有外部轮齿。偏移齿轮5021b的相对端部也具有外部轮齿5021c。外部/驱动齿轮的外部轮齿5021c被构造并布置来与线馈送组装件5020的从动(环形)齿轮构件5021上的内圆周表面上形成的内部轮齿5023(如图19所示)啮合，以将扭矩从前旋转电动机5030传输到线馈送组装件5020。在一个实施方案中，外部/驱动齿轮的外部轮齿5021c被构造并布置来使用轮系布置(见图19)与线馈送组装件5020的从动(环形)齿轮构件5021上形成的内部轮齿5023啮合，以将扭矩从前旋转电动机5030传输到线馈送组装件5020。

在一个实施方案中，如图12和图20所示，前夹具控制阀5018被配置来从前旋转式活接头5032的固定侧接收压缩空气。

在一个实施方案中，前夹具控制阀5018被操作性地连接以从前端电子模块5014接收控制信号。在一个实施方案中，前夹具控制阀5018被配置来在其从最前端电子模块5014接收信号时供应压缩空气以致动并操作前夹具5142。

在一个实施方案中，如图12和图21所示，前位置传感器5022可以是接近传感器并且特别地简要描述编码器轮。在一个实施方案中，编码器轮被构造并布置来可旋转地安装在线馈送组装件5020上，以便与可旋转轮毂5078一起旋转。

在一个实施方案中，前位置传感器5022被操作性地连接以向前端电子模块5014发送控制信号。在一个实施方案中，前位置传感器5022的接近传感器可被配置来在所述传感器在编码器轮上处于高点处时向最前端电子模块5014发送控制信号。在一个实施方案中，最前端电子模块5014被配置来使用从前位置传感器5022接收的信号确定最前端部分5006相对于内部焊接系统5004的其余部分(例如，可旋转轮毂5078)的取向。

在一个实施方案中，如图12、图22、图22a和图22b所示，线馈送组装件5020包括线卷线轴保持件5036、线矫直机5038、焊线鲍顿(bowden)(引导)管5040、保护气体控制阀5042、线馈送系统5044、线馈送电子模块5046、以及线馈送组装件框架5048。在一个实施方案中，示例性焊线卷线轴5272在图22a中示出。在一个实施方案中，线矫直机5038、保护气体控制阀5042、以及线馈送系统5044可操作性地连接到一个或多个处理器5140。在一个实施方案中，线馈送电子模块5046可包括一个或多个处理器5140。

在一个实施方案中，线馈送组装件5020被构造并布置来容纳用于内部焊接系统5004的中央部分5008中的三个所示焊接焊炬5502中的每个的线卷线轴5272、线卷线轴保持件、线矫直机、线馈送系统、以及保护气体控制阀。在所示的实施方案中，线馈送组装件5020包括与内部焊接系统5004的中央部分5008中的三个所示焊接焊炬5502相关联的三个线卷线轴保持件5036、三个线矫直机5038、三个焊线鲍顿(引导)管5040、三个保护气体控制阀5042、以及三个线馈送系统5044。在一个实施方案中，内部焊接系统5004中的线卷线轴保持件、线矫直机、焊线鲍顿(引导)管、保护气体控制阀、焊线/焊条卷线轴以及线馈送系统的数量可变化并且取决于焊接焊炬的数量。

在一个实施方案中，焊线卷线轴5272具有7(7/8)英寸的大小和10磅的重量。在一个实施方案中，焊条或焊线的大小是0.03英寸。在一个实施方案中，焊条或焊线由碳钢材料制成。在一个实施方案中，焊条或焊线是例如通过芝加哥电焊用系统制造的er70s-6碳钢mig焊线。在一个实施方案中，焊条或焊线被设计用于与各种保护气体混合物诸如100％二氧化碳(co2)、75％氩气和25％co2的混合物或98％氩气和2％o2的混合物一起使用。

在一个实施方案中，线馈送组装件5020被构造并布置来连接到中央部分5008的可旋转轮毂5078，使得线馈送模块5020通过前旋转电动机的旋转直接转移到可旋转轮毂5078。在一个实施方案中，线馈送组装件5020被构造并布置来紧固(例如，使用紧固构件)到中央部分5008的可旋转轮毂5078。在一个实施方案中，线馈送组装件5020还被构造并布置来容纳用于操作线馈送组装件5020和可旋转轮毂5078中的所有电动机的电子器件。

在一个实施方案中，线馈送组装件框架5048被构造并布置为中空的，以便允许电力、通信信号、保护气体、焊线/焊条、电动机控制信号、以及压缩空气穿到其中、从其穿出并且从其穿过。

在一个实施方案中，如图22所示，线卷线轴保持件5036被构造并布置来接收并保持用于由内部焊接系统5004使用的焊线/焊条卷线轴(未示出)。在一个实施方案中，线卷线轴保持件5036可包括保持器构件5220，所述保持器构件5220被配置来将焊线/焊条卷线轴保持在其中。

在一个实施方案中，保持器构件5220可使用附接到保持器构件5220的锁定构件5222可移动地定位在线卷线轴保持件5036的轴5226上。锁定构件5222可包括较小直径区域和较大直径区域。在一个实施方案中，锁定构件接收开口可形成在轴5226上，同时如具有大体上闭合圆形的剖面形状，其中侧边开口5224从轴5226向外延伸。在此配置的情况下，锁定构件5222可滑动地定位成使得较大直径区域或较小直径区域处于锁定构件接收开口的大体上闭合圆形剖面形状内。当较大直径区域定位在锁定构件接收开口中时，轴5226包围较大直径区域，所述较大直径区域不能穿过侧边开口5224，从而由于锁定构件5222与锁定构件接收开口之间的啮合而将保持器构件5220锁定到轴5226。可替代地，在锁定构件5222定位成使得较小直径区域被锁定构件接收开口大体上包围的情况下，保持器构件5220可自由地从轴5226去除，因为较小直径区域可穿过侧边开口5224。在另一个实施方案中，保持器构件5220可使用保持螺杆可移动地附接到线卷线轴保持件5036的轴5226。

离开焊线/焊条卷线轴的焊线或焊条可对其具有永久弯曲。在一个实施方案中，线矫直机5038被配置来去除永久弯曲并且使焊线笔直(例如，通过使焊线在另一个方向上弯曲)。焊线的笔直配置帮助焊线更容易地穿过焊线鲍顿(引导)管5040。另外，向焊接焊炬5502提供笔直的焊线导致更一致的焊接。在一个实施方案中，线矫直机5038是任选的。

在一个实施方案中，焊线鲍顿(引导)管5040被构造并布置来将焊线/焊条从线馈送系统5044引导到焊接焊炬5502。在一个实施方案中，焊线鲍顿(引导)管5040在其两个端部处被附接。在一个实施方案中，焊线被焊线鲍顿(引导)管5040包裹。

在一个实施方案中，线馈送系统5044被构造并布置来将焊线从焊线卷线轴5272牵拉通过线矫直机5038并且将焊线推送通过焊线鲍顿(引导)管5040到焊接焊炬5502。

在一个实施方案中，线馈送系统5044被配置来自动地控制，以将适当量的线递送到焊接焊炬5502。在一个实施方案中，线馈送系统5044可包括电动机和两个锯齿状的轮子，其被配置来从焊线卷线轴5272将焊线牵拉通过线矫直机5038并且将焊线推送通过焊线鲍顿(引导)管5040到焊接焊炬5502。在一个实施方案中，线馈送系统5004的电动机可包括编码器，所述编码器被配置来测量电动机的转数。在一个实施方案中，线馈送系统5004的电动机操作性地连接到一个或多个处理器5140。此信息可被一个或多个处理器5140使用，以确定有多少线被馈送到焊接焊炬5502并且调节被馈送到焊接焊炬5502的焊线的量。在一个实施方案中，在可旋转轮毂5078旋转时，焊线/焊条通过线馈送组装件5020被馈送到焊炬5502。

在一个实施方案中，保护气体控制阀5042被配置来控制保护气体通过保护气体线向焊接焊炬的流动。在一个实施方案中，每个焊接焊炬5502具有连接到其的对应保护气体控制阀5042。

在一个实施方案中，保护气体存储在驱动部分5010中并且通过软管/保护气体线被带到线馈送组装件5020以用于分配到一个或多个焊接焊炬5502。在一个实施方案中，保护气体控制阀5042被配置来(例如，通过后滑环5080和可旋转轮毂5078)从后旋转式活接头5072接收保护气体。

在一个实施方案中，保护气体控制阀5042被操作性地连接以从线馈送电子模块5046接收控制信号。在一个实施方案中，保护气体控制阀5042被配置来在其从线馈送电子模块5046接收信号时向对应的焊接焊炬供应保护气体。

在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来将电力和通信信号向上游发送通过前滑环5016到最前端电子模块5014并且从最前端电子模块5014通过前滑环5016从上游接收电力和通信信号。在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来将电力和通信信号向下游发送通过后滑环5080到中央部分电子模块5064并且从中央部分电子模块5064通过后滑环5080从下游接收电力和通信信号。

在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来控制附接到中央部分5008的可旋转轮毂5078的所有电动机和阀。例如，线馈送电子模块5046被配置来控制线馈送系统、焊接焊炬5502的轴向运动、焊接焊炬5502的径向运动、焊接焊炬5502的倾斜运动、和/或保护气体的流动和递送。即，线馈送电子模块5046操作性地连接到保护气体控制阀5042以控制保护气体向焊接焊炬5502的流动和递送。

在一个实施方案中，线馈送电子模块5046操作性地连接到轴向焊接焊炬电动机5550以控制焊接焊炬5502的轴向运动。在一个实施方案中，线馈送电子模块5046操作性地连接到径向焊接焊炬电动机5512以控制焊接焊炬5502的径向运动。在一个实施方案中，线馈送电子模块5046操作性地连接到倾斜焊接焊炬电动机5588以控制焊接焊炬5502的倾斜运动。在一个实施方案中，轴向焊接焊炬电动机5550、径向焊接焊炬电动机和倾斜焊接焊炬电动机5588可单个地或一起指代为“焊接焊炬电动机”。

在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来与均可旋转地安装在可旋转轮毂5078上的检验检测器5056和检验摄像机5112通信并且控制所述检验检测器5056和所述检验摄像机5112。在一个实施方案中，检验检测器5056由内部焊接系统5004的框架组装件承载。在一个实施方案中，检验摄像机5112由内部焊接系统5004的框架组装件承载。

在一个实施方案中，检验检测器5056可包括检验激光器、三维检验摄像机、检验超声传感器系统、检验电容探针、以及如由本领域的技术人员所理解的任何其他检验检测器。

图23和图24示出内部焊接系统5004的中央部分5008的前视图和剖视图。在一个实施方案中，如以上所讨论的，最前端部分5006的最前端框架5026连接到中央部分5008的前夹具5142，并且线馈送组装件5020可旋转地连接到可旋转轮毂5078。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004的中央部分5008包括前夹具5142(或第一管道啮合结构5052)、检验检测器5056、焊头组装件或焊炬模块5500、后夹具5144(和第二管道啮合结构5054)、后夹具控制阀5062、中央部分电子模块5064、前束轮5066、中央部分框架5068、可调整斜板5070、后旋转式活接头5072、后旋转电动机5074、后位置传感器5076、旋转模块5078、以及后滑环5080。

在一个实施方案中，前夹具5142(或第一管道啮合结构5052)、检验检测器5056、焊头组装件或焊炬组装件5500、后夹具5144(和第二管道啮合结构5054)、后夹具控制阀5062、后旋转电动机5074、后位置传感器5076操作性地连接到一个或多个处理器5140。在一个实施方案中，检验摄像机5112操作性地连接到一个或多个处理器5140。在一个实施方案中，中央部分电子模块5064可包括一个或多个处理器5140。如本文所用的术语“管道啮合结构”可指代固定地固定到管道表面的夹具、或被配置来产生针对管道内部表面的气体密封的内部密封件、或前述夹具和密封件两者的组合。例如，在一个实施方案中，第一管道啮合结构5052可以是第一夹具5142、第一密封件5146或其组合。在一个实施方案中，第二管道啮合结构5054可以是第二夹具5144、第二密封件5148或其组合。在一个实施方案中，第一管道啮合结构5052和第二管道啮合结构5054由内部焊接系统5004的框架组装件承载。

图25-31示出内部焊接系统5004的中央部分5008的各种组件的视图。例如，相应地，图25示出后旋转式活接头5072，图26示出后滑环5080，图27示出中央部分框架5068和可调整斜板5070，图28示出前束轮5066，图29示出后夹具控制阀5062，图30示出前夹具5142，并且图31示出旋转模块5078。

中央部分5008中的后旋转式活接头5072在图23、图24和图25中示出。在一个实施方案中，后旋转式活接头5072的结构和操作与前旋转式活接头5032类似，并且因此后旋转式活接头5072的结构和操作在此将不进行详细描述，以下指出的差异除外。

在一个实施方案中，后旋转式活接头5072被配置来允许压缩空气和保护气体(或吹扫气体)从其流动通过。在一个实施方案中，中央部分5008中的后旋转式活接头5072被配置来允许来自驱动部分5010的压缩空气罐5128(如图32a和图32b所示)的压缩空气通过中央部分5008的可旋转轮毂5078连接到前旋转式活接头5032。在一个实施方案中，中央部分5008中的后旋转式活接头5072还被配置来将驱动部分5010中的保护气体罐5114(如图32a和图32b所示)连接到最前端部分5006的线馈送组装件5020中的保护气体控制阀5042。

在一个实施方案中，后旋转式活接头5072被构造并布置来将所接收的压缩空气的一部分送到后夹具控制阀5062(以操作后夹具5144)。在一个实施方案中，后旋转式活接头5072被构造并布置来(例如，通过后滑环5080、可旋转轮毂5078和前滑环5016)将所接收的压缩空气的剩余部分送到前旋转式活接头5032。在一个实施方案中，所接收的压缩空气的被送到前旋转式活接头5032的剩余部分穿过后旋转式活接头5072。

在一个实施方案中，本专利申请的前旋转式活接头5032和后旋转式活接头5072可以是可以名称系列0122穿过螺纹轴活接头(series0122passthreadedshaftunions)商购获得的、由rotarysystems公司制造的类型。在另一个实施方案中，本专利申请的前旋转式活接头和后旋转式活接头可以是由本领域的技术人员所理解的任何旋转式活接头。

在一个实施方案中，后滑环5080的结构和操作与前滑环5016类似，并且因此后滑环5080的结构和操作在此将不进行详细描述，以下指出的差异除外。

在一个实施方案中，如图23、图24和图26所示，中央部分5008中的后滑环5080被配置来允许通信信号在线馈送电子模块5046与中央部分电子模块5064之间进行传输。

在一个实施方案中，本专利申请的前滑环5016和后滑环5080可以是可以名称ac6275商购获得的、由moog公司制造的类型。在一个实施方案中，本专利申请的前滑环5016和后滑环5080可额定为50安培。在另一个实施方案中，本专利申请的前滑环和后滑环可以是由本领域的技术人员所理解的任何旋转式活接头。

在一个实施方案中，如图23和图24所示，中央部分5008中的中央部分电子模块5064包括通过后滑环5080到线馈送组装件5020的通信缆线和到驱动部分5010的通信缆线。在一个实施方案中，中央部分5008中的中央部分电子模块5064被配置来控制后旋转电动机5074并且从后位置传感器5076接收信号。在一个实施方案中，中央部分5008中的中央部分电子模块5064还被配置来控制后夹具控制阀5062。

在一个实施方案中，如图23、图24和图27所示，中央部分框架5068被构造并布置来容纳/支撑内部焊接系统5004的中央部分5008的所有组件。在一个实施方案中，中央部分框架5068被构造并布置来为位于中央部分5008中的所有组件提供安装点并且保护这些组件免受损坏。在一个实施方案中，中央部分框架5068还被构造并布置来通过允许内部焊接系统5004在弯曲管道中弯曲的u形接合件连接到驱动部分5010。在一个实施方案中，中央部分框架5068可由钢或如由本领域的技术人员所理解的任何其他材料制成。

在一个实施方案中，中央部分框架5068的端部部分5214被配置来连接到后夹具5144的凸缘部分5216。在一个实施方案中，中央部分框架5068的端部部分5214被配置来使用紧固构件(例如，螺栓5218)连接到后夹具5144的凸缘部分5216。

在一个实施方案中，如图23、图24和图27所示，可调整斜板5070被构造并布置来在内部焊接系统5004放置到管道中时帮助使内部焊接系统5004居中。在一个实施方案中，可调整斜板5070还被构造并布置来保护中央部分5008免受管段端部的撞击。在一个实施方案中，可调整斜板5070被构造并布置为可调整的，以适应不同的管道大小。

在一个实施方案中，如图23、图24和图28所示，前束轮5066被构造并布置来支撑中央部分5008的重量。在一个实施方案中，前束轮5066被构造并布置为装有弹簧的，以便在内部焊接系统5004在焊珠上方经过时保护内部焊接系统5004免受震动冲击。在一个实施方案中，前束轮5066被构造并布置来具有可调整前束角以帮助内部焊接系统5004在管道中直线运行。在一个实施方案中，前束轮5066被构造并布置来对于不同的管道大小在高度上是可调整的。在一个实施方案中，前束轮5066是被动构件。

在一个实施方案中，如图23、图24和图29所示，后夹具控制阀5062被构造并布置来从后旋转式活接头5072的固定侧接收压缩空气。

在一个实施方案中，后夹具控制阀5062被操作性地连接以从中央部分电子模块5064接收控制信号。在一个实施方案中，后夹具控制阀5062被配置来在其从中央部分电子模块5064接收信号时供应压缩空气以致动并操作后夹具5144。

在一个实施方案中，如图24所示，后位置传感器5076可以是接近传感器并且特别地简要描述编码器轮。在一个实施方案中，编码器轮被构造并布置来可旋转地安装在可旋转轮毂5078上。

在一个实施方案中，后位置传感器5076被操作性地连接以向中央部分电子模块5064发送控制信号。例如，在一个实施方案中，后位置传感器5076的接近传感器可被配置来在所述传感器在编码器轮上处于高点处时向中央部分电子模块5064发送控制信号。在一个实施方案中，中央部分电子模块5064被配置来使用从后位置传感器5076接收的信号确定中央部分5008相对于内部焊接系统5004的其余部分(例如，可旋转轮毂5078)的取向。

中央部分5008中的后旋转电动机5074在图24中示出。在一个实施方案中，后旋转电动机5074与前旋转电动机5030电子同步，使得旋转电动机5030和5074一起被配置来使中央部分5008的可旋转轮毂5078旋转，同时维持前夹具5142和后夹具5144固定。在一个实施方案中，旋转电动机5030和5074被配置来使焊接焊炬5502沿着接合部区域5136周向地旋转(360°旋转)。在一个实施方案中，被配置来导向检验辐射束的旋转电动机5030和5074还被配置来相对于管道轴线a-a驱动焊接焊炬5502至少360°，以便完成旋转连续的根部通道焊接。

在一个实施方案中，前旋转电动机5030和后旋转电动机5074可指代为取向电动机。在一个实施方案中，前旋转电动机5030和后旋转电动机5074与一个或多个处理器5140操作性地相关联。

在一个实施方案中，后旋转电动机5074包括具有转子、通过转子旋转的旋转轴、以及由旋转轴支撑并且在其上具有轮齿的驱动齿轮的电动机。驱动齿轮的轮齿被构造并布置来与可旋转轮毂5078的从动齿轮构件5079上形成的轮齿啮合，以将扭矩从后旋转电动机5074传输到可旋转轮毂5078。

在一个实施方案中，可旋转轮毂5078被构造并布置来在焊接、焊接前扫描和焊接后扫描工序的过程中进行旋转。在一个实施方案中，可旋转轮毂5078被定位在第一夹具5142与第二夹具5144之间。因为第一夹具5142和第二夹具5144彼此未物理地连接，所以在可旋转轮毂5078的每个端部处的前旋转电动机5030和后旋转电动机5074是同步的，以防止两个管道1022a、1022b相对彼此移动。在一个实施方案中，两个管道啮合结构5142、5144可通过使前旋转电动机5030和后旋转电动机5074例如在不同的速度和/或不同的方向下转动来相对彼此旋转。在一个实施方案中，仅在前旋转电动机5030和后旋转电动机5074在相同的速度下和在相同的方向上转动时，焊接焊炬5502和检验检测器5056才沿着管道1022a、1022b之间的接合部区域5136进行旋转(例如，不使管道啮合结构5142、5144移动)。

在一个实施方案中，可旋转轮毂5078的中央部分5077包括狭槽/开口，保护气体软管、鲍顿管、焊接电力缆线、电动机缆线、检验检测器缆线、以及摄像机缆线被配置来穿过所述狭槽/开口。

在一个实施方案中，如图23、图24和图30所示，前夹具5142具有中空配置。在一个实施方案中，通过前夹具5142的中心的开口5082被构造并布置为足够大的，以允许所有所需要的缆线和软管从其穿过。在一个实施方案中，前夹具5142的开口5082还被构造并布置来允许支撑内部焊接系统5004的前半部的重量以及维持焊接接缝的两个半块/管段1022a、1022b的对齐所需要的结构构件。在一个实施方案中，前夹具5142和后夹具5144被构造并布置来例如通过被预加载来提供刚度的角接触球轴承5108、5098安装到可旋转轮毂5078。

在一个实施方案中，第一管道1022a和/或第二管道1022b的内部表面5130、5132分别被第一夹具5142和第二夹具5144啮合并调控，以基于来自一个或多个处理器5140的指令调整管道的相对定位。在一个实施方案中，管道1022a、1022b的相对定位的调整在不使第一管道啮合结构5144脱离第一管道1022b的内部表面5132的情况下和在不使第二管道啮合结构5142脱离第二管道1022a的内部表面5130的情况下实现。这可完成是因为旋转电动机5030和5074被配置来使管道1022a、1022b在不脱离管道啮合结构5144、5142的情况下旋转，如在本申请中所描述的。

在一个实施方案中，如图23、图24和图30所示，前夹具5142通常包括活塞5084、气缸5086、轴衬5088、夹具制动箍销构件5090、连杆构件5092、轴5094、轮毂5096、前轴承5098、星轮构件5100、钟形外壳5102、前板5104、后板5106、后轴承5108、以及套筒5110。在一个实施方案中，后轴承5108和前轴承5098被配置来支撑可旋转轮毂5078。在一个实施方案中，后夹具5144具有如上关于前夹具5142所述的相同的结构、配置和操作，且因此后夹具5144的结构、配置和操作在此将不进行详细描述。

在一个实施方案中，前夹具5142被配置来夹紧管道1022a、1022b中的一个，并且第二夹具5144被配置来夹紧管道1022a、1022b中的另一个。在一个实施方案中，夹具5142、5144中的一个可指代为第一夹具，并且夹具5142、5144中的另一个可指代为第二夹具。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的夹具5142、5144可单个地或一起指代为内部焊接系统5004的将内部焊接系统5004的框架固定在管道1022a、1022b内的期望位置处的制动系统。在一个实施方案中，前夹具5142和后夹具5144是分别啮合管道1022a、1022b的内部表面5130、5132以使内部焊接系统5004的框架固定不移动的径向延伸夹具。前夹具5142和后夹具5144的操作将在以下进行详细讨论。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004包括第一管道啮合结构5052、第二管道啮合结构5054、检验检测器5056、一个或多个处理器5140、以及焊接焊炬5502。在一个实施方案中，检验检测器5056、检验摄像机5112、焊接焊炬5502以及焊头组装件5500可旋转地安装在可旋转轮毂5078上。第一管道啮合结构5052、第二管道啮合结构5054、检验检测器5056、检验摄像机5112、焊接焊炬5502以及焊头组装件5500中的每个的结构、配置和操作参考图30和图33-59及其相关描述进行详细描述。

图32a和图32b示出内部焊接系统5004的驱动部分5010的详细侧视图和顶视图。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的驱动部分5010包括保护气体罐5114、电池5116、驱动部分电子模块5118、气动阀5120、驱动轮或辊5122、驱动电动机5124、制动器5126以及压缩空气罐5128。在一个实施方案中，气动阀5120包括制动阀5190和驱动轮阀5192(均在图70中示出)。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的驱动部分5010包括驱动部分框架5278。在一个实施方案中，驱动部分框架5278可由钢或如由本领域的技术人员所理解的任何其他材料制成。

在一个实施方案中，驱动部分电子模块5118可包括一个或多个处理器5140。在一个实施方案中，气动阀5120(制动阀5190和驱动轮阀5192)和驱动电动机5124可操作性地连接到一个或多个处理器5140。

在一个实施方案中，驱动部分5010可通过万向接头5123和弹簧构件5125连接到中央部分5008。

在一个实施方案中，保护气体罐5114被构造并布置来保存焊接焊炬5502所需要的保护气体。在一个实施方案中，软管被构造并布置来将保护气体罐5114连接到中央部分5008中的后旋转式活接头5072。

在一个实施方案中，电池5116是锂离子电池。在一个实施方案中，电池5116被配置来为内部焊接系统5004的所有电子器件以及电驱动电动机5124供电。例如，在一个实施方案中，电池5116被配置来为中央部分电子模块5064、最前端部分电子模块5014、驱动部分电子模块5118以及线馈送电子模块5046供电。在一个实施方案中，电池5116可操作性地连接到一个或多个处理器5114。

在一个实施方案中，电池5116还被配置来为径向焊接焊炬电动机5512、倾斜焊接焊炬电动机5588、轴向焊接焊炬电动机5550、线馈送系统5044的电动机、前旋转电动机5030和后旋转电动机5074、以及驱动电动机5124供电。在一个实施方案中，电池5116不被配置来供应焊接电力。在一个实施方案中，电池5116被配置来仅向驱动部分电子模块5118和驱动电动机5124递送电力，同时向内部焊接系统5004的其余电动机和电子模块(包括径向焊接焊炬电动机5512、倾斜焊接焊炬电动机5588、轴向焊接焊炬电动机5550、线馈送系统5044的电动机、前旋转电动机5030和后旋转电动机5074、中央部分电子模块5064、最前端部分电子模块5014、以及线馈送电子模块5046)的电力通过拉杆/脐带缆5034从外部电源供应。

在一个实施方案中，驱动电动机5124被配置来驱动辊或轮子5122，以使内部焊接系统5004的框架组装件(包括第一管道啮合结构5052、第二管道啮合结构5054、焊接焊炬5502以及检验检测器5056)沿着管道1022a、1022b的内部5130、5132从管道1022a、1022b的第一端部移动到管道1022a、1022b的第二端部。在一个实施方案中，驱动部分5010的驱动电动机5124被配置来在完成每个焊接之后使内部焊接系统5004的框架沿管线1004向下移动。在一个实施方案中，驱动部分5010的驱动电动机5124被配置来使内部焊接系统5004在管线1004中加速和减速。

在一个实施方案中，电源由内部焊接系统5004的框架组装件承载并且被配置来为驱动电动机5124供电。在一个实施方案中，驱动部分5010的驱动电动机5124是电动的。在一个实施方案中，驱动部分5010的驱动电动机5124由电池5116供电。

在一个实施方案中，驱动辊5122被配置来啮合管道1022a、1022b中的一个或多个的内部表面5130、5132。在一个实施方案中，驱动辊5122操作性地连接到驱动部分5010的驱动电动机5124。在一个实施方案中，驱动辊5122被配置来通过气压缸5137致动，所述气压缸5137与气动阀5120操作性地相关联以从压缩空气罐5128接收压缩空气。在一个实施方案中，驱动辊5122由弹性体材料或橡胶材料制成。

在一个实施方案中，驱动辊5122被配置来在完成每个焊接之后使内部焊接系统5004能够沿管线1004向下移动。在一个实施方案中，内部焊接系统5004可包括多个驱动辊5122，所述驱动辊5122被配置来可旋转地支撑内部焊接系统5004的框架或框架组装件。例如，在一个实施方案中，内部焊接系统5004包括四个主动驱动轮。即，每侧上的两个驱动轮180°分开。在一个实施方案中，驱动轮的数量可变化。在一个实施方案中，驱动辊5122可在其上包括胎纹，以在内部焊接系统5004驱动通过管线时增加其牵引力。

在一个实施方案中，四个驱动辊5122中的两个可直接地连接到其相应的驱动电动机5124并且由所述相应的驱动电动机5124驱动。在一个实施方案中，其他两个驱动辊5122可通过链5111连接到电动机驱动的驱动轮并且由电动机驱动的驱动轮驱动。

在一个实施方案中，驱动辊5122被构造并布置用于在管道1022a、1022b内侧驱动焊接系统5004，直至焊接系统5004处于期望位置处为止。在一个实施方案中，驱动辊5122被构造并布置来通过气压缸压贴管道内侧。

在一个实施方案中，制动器5126被配置来通过气压缸5133致动，所述气压缸5133与气动阀5120操作性地相关联以从压缩空气罐5128接收压缩空气。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的制动器5126用于紧急情况使用。例如，制动器5126可在驱动部分5010的驱动电动机5124由于某种原因无法使内部焊接系统5004减速的情况下使用。例如，制动器5126可在山坡上应用，以根据倾斜方向防止内部焊接系统5004滚入到管线1004深处或落到管道外。在一个实施方案中，制动器5126被配置来手动地或自动地控制。

在一个实施方案中，制动器5126还可用于在焊接工序、焊接前扫描工序和/或焊接后扫描工序的过程中将内部焊接系统5004的框架固定在管道内的适当位置。例如，制动器5126可被配置来在焊接工序、焊接前扫描工序和/或焊接后扫描工序的过程中将内部焊接系统5004的框架固定在管道内的期望位置处不移动。

在一个实施方案中，压缩空气罐5128被构造并布置来保存空气以用于操作制动器5126、驱动辊5122、以及前夹具5142和后夹具5144。在一个实施方案中，压缩空气罐5128被构造并布置来通过前旋转式活接头5032和后旋转式活接头5072两者连接到脐带缆5034，使得压缩空气罐5128可按需要再填充。

在一个实施方案中，气动阀5120被构造并布置来控制到两个气压缸的空气，所述两个气压缸被配置来分别啮合并操作制动器5126和驱动辊5122。

在一个实施方案中，驱动部分电子模块5118被配置来允许通信信号向上游传输到中央部分电子模块5064。在一个实施方案中，驱动部分电子模块5118还被配置来控制驱动电动机5124和两个气动阀5120。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来操作驱动电动机5124，以使内部焊接系统5004的框架移动通过管道1022a、1022b中的至少一个，直至传感器5352检测到管道1022a、1022b之间的接合部区域5136为止。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来操作内部焊接系统5004的制动系统，以将内部焊接系统5004的框架固定在管道1022a、1022b内的适当位置处不移动，其将检验检测器5056相对于接合部区域5136定位以使检验检测器5056能够检测管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的轮廓。

图33示出定位在管段1022a、1022b内侧的内部焊接系统5004的中央部分5008的视图，其中中央部分5008的一些组件为了清楚起见未示出。例如，前夹具5142和后夹具5144、可旋转轮毂5078、焊头组装件5500、检验检测器5056以及检验摄像机5112在图33中示出。

在一个实施方案中，用于焊接两个管道的现场系统5000包括用于促进管道焊接的计算机系统5138。在一个实施方案中，计算机系统5138包括通信地连接到焊接系统5004的一个或多个处理器5140。在一个实施方案中，计算机系统5138及其一个或多个处理器5140可通过一个或多个有线或无线通信链路通信地连接到焊接系统5004(及其一个或多个组件)。例如，有线通信链路可包括一个或多个以太网链路、同轴通信链路、光纤通信链路、或其他有线通信链路。又如，无线通信链路可包括一个或多个wi-fi通信链路、蓝牙通信链路、近场通信(nfc)通信链路、蜂窝通信链路、或其他无线通信链路。在一个实施方案中，焊接系统5004的一个或多个组件可通过前述有线或无线通信链路中的一个或多个彼此通信地连接。在一个实施方案中，可能有利的是，利用一个或多个无线通信链路以使焊接系统5004的一个或多个处理器5140或一个或多个组件彼此通信，以减少焊接系统5004中的通信缆线的数量，以便减少可能延迟操作或损坏焊接系统5004的其他组件的潜在缆线缠结。例如，在一些实施方案中通过减少焊接系统5004中的通信缆线的数量可减少在检验装置(例如，检验激光器、检验摄像机或其他检验装置)、焊接焊炬或焊接系统5004的其他组件的旋转过程中出现的潜在缆线缠结。

在一个实施方案中，计算机系统5138及其一个或多个处理器5140可定位在现场系统5000中。在另一个实施方案中，计算机系统5138及其一个或多个处理器5140可远离现场系统5000定位。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可包括数字处理器、模拟处理器、被设计来处理信息的数字电路、被设计来处理信息的模拟电路、状态机器、和/或用于以电子的方式处理信息的其他机构。

应理解，如本文所公开的“一个或多个处理器”可构成单个处理器，所述单个处理器机载定位并且对于所讨论的特定系统或组件是本地的，机外定位并且对于所讨论的特定系统或组件是本地的，或者远离所讨论的特定系统或组件定位。此外，与一个或多个处理器的连接可以是有线的或无线的。另外，“一个或多个处理器”还可指代机载的并且本地的多个处理器、机外的并且本地的多个处理器、远程的多个处理器、或机载的(并且本地的)、机外的(并且本地的)、以及远程处理器的任何组合。在参考机载处理器时，此类处理器指代由特定系统或组件物理地承载的(即，物理地连接，并且与所述特定系统或组件一起移动的)处理器。在参考机外处理器时，这些处理器指代对作业点是本地的并且与机载电子器件无线通信的处理器。机外处理器还可指代拴系到机载系统(例如，通过拉杆)并且对于作业点是本地的电子器件。以另一个角度看，如果处理器与拉杆一起移动，则它也可被认为是“机载”处理器。

在一个实施方案中，第一管道啮合结构5052被配置来啮合第一管道1022a的内部表面5130，以使第一管道啮合结构5052能够相对于第一管道1022a固定。在一个实施方案中，第二管道啮合结构5054被配置来啮合第二管道1022b的内部表面5132，以使第二管道啮合结构5054能够相对于第二管道1022b固定。

在一个实施方案中，检验检测器5056定位在第一管道啮合结构5052与第二管道啮合结构5054之间，并且被配置来发出检验辐射束。在一个实施方案中，检验检测器电动机与检验检测器5056操作性地相关联，以沿着管道1022a、1022b之间的接合部区域5136导向检验辐射束。在一个实施方案中，前旋转电动机5030和后旋转电动机5074可单个地或一起指代为检验检测器电动机。在一个实施方案中，前旋转电动机5030和后旋转电动机5074被配置来使检验检测器5056沿着接合部区域5136旋转地移动。在一个实施方案中，检验检测器5056被配置来基于管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的轮廓生成信号。在一个实施方案中，接合部区域5136是环形接合部区域。在一个实施方案中，接合部区域5136在管道1022a、1022b的内部中的在管道1022a、1022b与焊接走向相邻的区域处。

如本文所用的术语“接合部区域”指代待焊接管道的在焊接材料所沉积的区域中并且任选地在焊接材料所沉积的区域相邻附近的内部表面。接合部区域包括待焊接的两个管道的内部斜面的至少一部分或任选地整个内部斜面(如果提供此类斜面的话)。在一个实施方案中，接合部区域包括整个斜切表面并且还延伸超过斜切表面(如果提供斜面的话)。

在一个实施方案中，内部焊接系统的最前端部分5006上的轮子5028被构造并布置来防止夹具在管道的内表面上拖拉。轮子5028延伸出得越少，内部焊接系统越容易适合地通过管道弯曲部。在一个实施方案中，轮子5028可以是可调整的。在一个实施方案中，轮子5028可以是不可调整的。在一个实施方案中，在后夹具5144处的装有弹簧的或前束轮5066(如图23所示)和在驱动部分5008的后部处的可调整轮子5276(如图32a所示)被构造并布置成使得夹具中心线低于管道中心线约0.25英寸。在此配置的情况下，当夹具扩张贴合管道的内表面时，扩张器将夹具从轮子提起而不是将轮子压到管道的内壁中

在一些实施方案中，“管道啮合结构”包括固定地啮合管道表面的夹具。夹具例如可包括被配置来与管道表面固定地啮合以便防止其移动的一个或多个制动箍或其他支撑结构。在另一个实施方案中，“管道啮合结构”包括密封件，所述密封件密封地啮合管道的内部表面以便禁止气体从其穿过。此密封件可包括例如可充气囊状物、弹性结构、或啮合内部管道表面以禁止气体从其穿过的其他工程结构。此密封件可用于吹扫操作器中以从待焊接管道中的区域中去除氧气，以便防止或减少由于焊接过程导致的氧化。在又一实施方案中，管道啮合结构包括夹具和密封件的组合、或一个或多个夹具和/或一个或多个密封件。

在一个实施方案中，第一管道啮合结构5052包括第一夹具5142，并且第二管道啮合结构5054包括第二夹具5144。

在一个实施方案中，第一管道啮合结构5052包括第一密封件5146，并且第二管道啮合结构5054包括第二密封件5148。

在一个实施方案中，第二密封件5148和第二夹具5144可分别指代为后密封件5148和后夹具5144。在一个实施方案中，第一密封件5146和第一夹具5142可分别指代为前密封件5146和前夹具5142。

在一个实施方案中，第一管道啮合结构5052包括夹具5142，并且第二管道啮合结构5054包括密封件5148。在一个实施方案中，第一管道啮合结构5052包括密封件5146，并且第二管道啮合结构5054包括夹具5144。

在一个实施方案中，第一管道啮合结构5052包括夹具5142和密封件5146，并且第二管道啮合结构5054包括夹具5144和密封件5148。在一个实施方案中，第一管道啮合结构5052包括夹具5142和密封件5146，并且第二管道啮合结构5054包括夹具5144。在一个实施方案中，第一管道啮合结构5052包括夹具5142和密封件5146，并且第二管道啮合结构5054包括密封件5148。在一个实施方案中，第一管道啮合结构5052包括夹具5142，并且第二管道啮合结构5054包括夹具5144和密封件5148。在一个实施方案中，第一管道啮合结构5052包括密封件5146，并且第二管道啮合结构5054包括夹具5144和密封件5148。

在检验检测器5056和检验摄像机5112的一侧上有密封件并且检验检测器5056和检验摄像机5112的另一(相反)侧上有夹具的配置中，高压吹扫气体被送到夹具与密封件之间的区域中。来自夹具与密封件之间的区域的吹扫气体可通过待焊接管道之间的细微间隙泄漏，并且还可从检验检测器5056和检验摄像机5112的没有密封件并且仅具有夹具的一侧上的管道排出。此任选的配置防止夹具与密封件之间的区域的过度加压(例如，与在检验检测器5056和摄像机5112的任一侧上各一个的、具有两个密封件的布置相比较)，而无需提供调节吹扫气体区域的压力的调节器和/或用于夹具与密封件之间的区域的单独的过度加压泄压阀。将高压吹扫气体连续供应到夹具与密封件之间的区域中被配置来减少焊接操作过程中焊接焊炬附近的区域中的氧气。

在另一个实施方案中，第一密封件和第二密封件可任选地具有通过其的开口，以防止在第一密封件与第二密封件之间形成的吹扫气体腔室的过度加压。在另一个实施方案中，在可充气密封囊状物被提供用于密封的情况下，密封件中的一个或两个可被部分地充气以提供在其周围的预定义的或计算的间隙，以便允许在期望速率下流出吹扫区域。

在提供两个吹扫密封件5146、5148的情况下，惰性气体被引入到在其之间的吹扫腔室中。然而，应理解，吹扫密封件5146、5148不需要(且通常不)产生完美密封。惰性气体例如通过焊接的两个管道1022a、1022b之间的间隙泄漏。惰性吹扫气体还可在密封件5146、5148周围泄漏，所述密封件5146、5148不需要是完美的。当然，在焊接操作的过程中，管道1022a、1022b之间的间隙被缓慢闭合并且密封。因此，在管道1022a、1022b之间的焊接产生时，管道1022a、1022b之间的吹扫腔室内的压力可能升高。由此，提供在吹扫腔室内的压力传感器检测吹扫腔室内的压力并且向一个或多个处理器5140生成信号，所述一个或多个处理器5140进而与一个或多个阀和/或一个或多个调节器通信，以便控制或调节吹扫腔室内的吹扫气体压力以防止过度加压。吹扫腔室内的过度加压施加通过待焊接管道之间的间隙的向外导向的大于期望的气体力，并且潜在地更改期望的焊接结果。在不同的实施方案中，仅提供单个密封件5146、5148以产生仅在一侧上密封的吹扫腔室。此布置仍然提供合理的吹扫腔室，所述吹扫腔室极大地缺乏氧气并且还防止过度加压的任何可能性。在此实施方案中，惰性吹扫气体不仅从管道之间的间隙泄漏，而且通过管道的未密封的端部泄漏，并且因此可消耗与双密封的实施方案相比较更多的气体。

在一个实施方案中，检验检测器5056和检验摄像机5112被配置来轴向(相对于管道轴线)定位在第一夹具5142与第二密封件5148之间。即，第一夹具5142和第二密封件5148各自定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的轴向相反侧上。

在一个实施方案中，检验检测器5056和检验摄像机5112被配置来轴向(相对于管道轴线)定位在第一密封件5146与第二夹具5144之间。即，第一密封件5146和第二夹具5144各自定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的轴向相反侧上。

在一个实施方案中，检验检测器5056和检验摄像机5112被配置来轴向(相对于管道轴线)定位在第一夹具5142与第二夹具5144之间。即，第一夹具5142和第二夹具5144各自定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的轴向相反侧上。

在一个实施方案中，检验检测器5056和检验摄像机5112被配置来轴向(相对于管道轴线)定位在第一密封件5146与第二密封件5148之间。即，第一密封件5146和第二密封件5148各自定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的轴向相反侧上。

在一个实施方案中，检验检测器5056和检验摄像机5112被配置来轴向(相对于管道轴线)定位在第一密封件5146、第一夹具5142、第二夹具5144与第二密封件5148之间。即，第一密封件5146和第一夹具5142轴向定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的一侧上，并且第二夹具5144和第二密封件5148轴向定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的另一侧上。

在一个实施方案中，检验检测器5056和检验摄像机5112被配置来轴向(相对于管道轴线)定位在第一密封件5146、第一夹具5142与第二密封件5148之间。即，第一密封件5146和第一夹具5142轴向定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的一侧上，并且第二密封件5148轴向定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的另一(相反)侧上。

在一个实施方案中，检验检测器5056和检验摄像机5112被配置来轴向(相对于管道轴线)定位在第一密封件5146、第二密封件5148与第二夹具5144之间。即，第二密封件5148和第二夹具5144轴向定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的一侧上，并且第一密封件5146轴向定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的另一(相反)侧上。

在一个实施方案中，检验检测器5056和检验摄像机5112被配置来轴向(相对于管道轴线)定位在第一密封件5146、第一夹具5142与第二夹具5144之间。即，第一密封件5146和第一夹具5142轴向定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的一侧上，并且第二夹具5144轴向定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的另一(相反)侧上。

在一个实施方案中，检验检测器5056和检验摄像机5112被配置来轴向(相对于管道轴线)定位在第一夹具5142、第二密封件5148与第二夹具5144之间。即，第二密封件5148和第二夹具5144轴向定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的一侧上，并且第一夹具5142轴向定位在检验检测器5056和检验摄像机5112的另一(相反)侧上。

在一个或多个实施方案中，因为检验检测器5056定位在夹具5142、5144之间，所以它能够在夹具5142、5144在适当位置夹紧之后从夹具5142、5144之间提取轮廓数据。由此，检验检测器5056可在焊接操作的过程中继续扫描并检测接合部区域5136的轮廓。这对于一些应用是有益的，因为在两个管道1022a、1022b正在被焊接时接合部区域5136可稍微改变，这是因为焊接连接本身可在未被焊接的其他区域中改变接合部区域5136。因此，检验检测器5056允许动态地或者“实时”检测并确定在待焊接的接合部区域5136的区域处接合部区域5136的一个或多个特性的任何改变。此外，因为检验检测器5056定位在夹具5142、5144之间，所以它能够在由夹具5142、5144施加夹紧力之后从接合部区域5136提取焊接前轮廓数据。夹具5142、5144的夹紧力本身可更改接合部区域5136。例如，夹紧力可稍微更改在接合部区域5136的某些(或所有)区域处的管道端部之间的距离和/管道端部之间的相对高度位移。此外，由夹具5142、5144施加的夹紧力可改变管道中的一个或两个的圆度(例如，第一夹具可更改待焊接的第一管道的圆度和/或第二夹具可更改待焊接的第二管道的圆度。在一个实施方案中，例如，用于夹具5142、5144中的任一个的夹具制动箍被对称地提供并且绕啮合的管道内部均匀地周向间隔。此外，每个夹具制动箍的最外表面可与夹具的中心轴线相等地间隔。每个夹具制动箍的所述间隔可设置为稍微大于管道的内径。这样，如果每个夹具制动箍延伸至其最大位置，夹具5142、5144的夹紧力可用于将稍微非圆管道的形状改变至更圆管道的形状。在两个夹具5142、5144施加完全夹紧力之前，由于形状改变的可能性，接合部区域5136的轮廓未被完全确定。本文所述的检验检测器5136可用于在施加夹紧之后确定轮廓。

在一个或多个实施方案中，因为检验检测器5056和/或摄像机5112定位在两个密封件之间，所以检验检测器5056和/或摄像机5112能够在密封件5146、5148与待焊接管道1022a、1022b的内部表面5130、5132啮合之后从密封件5146、5148之间提取轮廓数据。由此，检验检测器5056可在密封件5146、5148之间的区域被提供或填充有吹扫气体的焊接操作之前、过程中和/或之后继续扫描并检测接合部区域5136的轮廓。这对于一些应用是有益的，因为接合部区域5136可在焊接操作之前、过程中和/或之后由检验检测器5056和/或摄像机5112进行检验而不破坏密封件5146、5148。如果例如检验检测器5056和/或摄像机5112(与一个或多个处理器5140一起)确定需要对焊接部的稍微修改或另外的焊接操作，则此修改或另外的焊接操作可在不需要重新建立吹扫腔室的情况下实现(例如，与其中焊接后检验检测器和/或摄像机位于吹扫腔室外侧，并且仅在破坏吹扫腔室之后引入检验检测器5056和/或摄像机5112来检验焊接的接合部区域5136的预期布置相比较)。因此，检验检测器5056可用于扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以在焊接操作之后确定管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的轮廓，并且基于扫描生成焊接后轮廓数据，并且可获得此焊接后轮廓数据并且可任选地基于焊接后轮廓数据实现校正的或其他另外的焊接而不释放夹具5142、5144和/或密封件5146、5148。

在一个实施方案中，夹具5142、5144被配置来进行旋转。在一个实施方案中，夹具5142、5144被配置来在彼此相反的方向上进行旋转。

此外，如本文所述，本系统能够在第一夹具5142和第二夹具5144分别夹紧到第一管道内部5130和第二管道内部5132之后实现第一夹具5142与第二夹具5144之间的相对旋转。这可通过如本文所述的操作夹具5142、5144中的一个或两个的一个或多个取向电动机5030、5074来实现。管道1022a、1022b的此相对旋转可响应于焊接前轮廓数据确定管道端部之间的更好的旋转匹配是可用的来实施，并且可通过夹具5142、5144中的一个或两个的相对旋转来实现。实现此相对旋转而无需松开第一夹具5142和第二夹具5144，并且同时检验检测器5056保持轴向定位在夹具5142、5144之间。在第一管道1022a和/或第二管道1022b进行旋转之后，存在接合部区域5136的新轮廓，并且检验检测器5056可再次用于扫描接合部区域5136以获得新的焊接前轮廓数据。应理解，因为两个夹具5142、5144均不需要被释放来获得新的焊接前轮廓数据，所以可避免不必要的停工时间。在管道1022a、1022b的相对旋转过程中，应理解，在一个实施方案中，外部支架5330(6010a、6010b)的辊5332可用于(如由一个或多个处理器5140所指示)与一个或多个夹具5142、5144结合工作以实现此相对旋转。

在一个实施方案中，夹具5142、5144和密封件5146、5148定位在管道1022a、1022b内侧以形成内部密封的区域/区。在一个实施方案中，夹具5142、5144和密封件5146、5148被配置来密封待焊接的焊缝的相反侧。

在一个实施方案中，夹具5142和密封件5146被一起激活，并且夹具5144和密封件5148被一起激活。在一个实施方案中，夹具5142、5144和密封件5146、5148由相同的阀控制。

在一个实施方案中，密封件5146、5148与夹具5142一起激活。在一个实施方案中，密封件5146、5148与夹具5144一起激活。在一个实施方案中，夹具5142和密封件5146独立地被激活，并且夹具5144和密封件5148独立地被激活。在一个实施方案中，单独的密封件控制系统可被配置来操作两个密封件5146、5148，所述密封件控制系统独立于被配置来操作两个夹具5142、5144的夹具控制系统(并且与所述夹具控制系统分开)。

在一个实施方案中，夹具5144相对于管道1022b的端部定位。在一个实施方案中，夹具5142和密封件5146然后被一起激活。在一个实施方案中，当管道1022a相对于管道1022b定位时，夹具5144和密封件5148被一起激活。

在一个实施方案中，夹具5142、5144被配置来可在回缩位置(如图35b所示)与延伸位置(如图35a所示)之间移动，在所述回缩位置中，夹具5142、5144与管道1022a、1022b的内表面5130、5132不接触，在所述延伸位置中，夹具5142、5144被配置来在管道1022a、1022b的内表面5130、5132上施加央紧力。在一个实施方案中，夹具5142、5144被构造并布置来与管道1022a、1022b啮合(接触)，并且传输夹持并塑造管道1022a、1022b的力。

在一个实施方案中，夹具5142、5144的结构、配置和操作参考图30和图33-42示出并解释。例如，图33和图34示出定位在管段1022a、1022b内侧的内部焊接系统5004的中央部分5008的透视图和剖视图，其中夹具5142、5144和密封件5146、5148两者均啮合管段1022a、1022b的内表面5130和5132，并且其中中央部分5008的一些组件为了清楚起见未示出；图35示出定位在管段1022a、1022b内侧的内部焊接系统5004的中央部分5008的视图，其中仅夹具5142、5144(没有密封件)啮合管段1022a、1022b的内表面5130和5132，并且其中中央部分的一些组件为了清楚起见未示出；图36示出附接到定位在星轮构件5100中的夹具制动箍销构件5090的夹具制动箍5157的透视图；图37示出星轮构件5100的透视图；图38示出夹具制动箍销构件5090的透视图；并且图39和图40示出夹具5142或5144的轮毂5096的透视图，夹具制动箍销构件5090和连杆构件5092连接到所述轮毂5096。

在一个实施方案中，如图35c所示，夹具5142、5144示出处于回缩位置中，以示出斜板5026、5070如何稍微延伸地更高。在图35c中，焊接焊炬5502示出处于其延伸位置中。通常，焊接焊炬5502仅在夹具5142、5144延伸之后延伸。

在一个实施方案中，参考图36，焊接系统5004可包括：多个第一夹具制动箍5157，所示第一夹具制动箍5157在其相应的星轮构件5100上彼此周向地相等间隔开；和多个第二夹具制动箍5157，所述第二夹具制动箍5157在其相应的星轮构件5100上彼此周向地相等间隔开。

在一个实施方案中，夹具制动箍5157可针对不同大小的管道具有不同的高度，并且可例如使用填隙片或任何其他调整构件进行微调。在一个实施方案中，夹具制动箍5157可以是自动定心的构件。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的夹具制动箍5157被构造并布置来与管道的内表面具有约1英寸的径向空隙。

在一个实施方案中，每个夹具制动箍5157包括管道表面接触构件(或表面)5156。在一个实施方案中，管道表面接触构件5156被构造并布置来在夹具5152、5154延伸时在接合部区域5136的任一侧上摩擦地啮合管道1022a、1022b的内表面5130、5132。

在一个实施方案中，参考图30和图36-38，每个夹具制动箍5157被构造并布置来连接到其相关联的夹具制动箍销构件5090并且定位在所述夹具制动箍销构件5090上。在一个实施方案中，夹具制动箍销构件5090被构造并布置来延伸通过星轮构件5100中的它的对应的开口5158。在一个实施方案中，星轮构件5100中的开口5158被构造并布置来在星轮构件5100中大体上径向延伸，以便使夹具制动箍销构件5090能够在星轮构件5100中的对应开口5158中进行径向移动(例如，上下径向移动)。在一个实施方案中，星轮构件5100可以是被构造并布置来促进夹具制动箍销构件5090的移动、使得夹具5142、5144在管道1022a、1022b的内表面5130、5132上施加夹紧力的任何构件。

在一个实施方案中，参考图38，夹具制动箍销构件5090的一个端部5164附接到夹具制动箍5157，并且夹具制动箍销构件5090的另一个端部5166连接到连杆构件5092。在一个实施方案中，夹具制动箍销构件5090的端部5166包括凹口5168，所述凹口5168被构造并布置来在其中接收连杆构件5092。在一个实施方案中，夹具制动箍销构件5090的端部5166还包括开口5170，所述开口5170被构造并布置来接收紧固构件5172以将连杆构件5092连接到夹具制动箍销构件5090的端部5166。

在一个实施方案中，参考图37，星轮构件5100可包括开口5162，所述开口5162被构造并布置来实现夹具制动箍销构件5090与连杆构件5092之间的连接。在一个实施方案中，星轮构件5100的开口5162还被构造并布置来在夹具5142、5144在其回缩位置与延伸位置之间移动时使连杆构件5092能够进行移动。在一个实施方案中，星轮构件5100附接到相应的夹具5142或5144。

在一个实施方案中，连杆构件5092是具有在其端部部分处形成的开口的伸长构件。在一个实施方案中，连杆构件的端部部分具有大体上圆形配置，以便在夹具5142、5144在其回缩位置与延伸位置之间移动时使连杆构件5092能够进行移动。

在一个实施方案中，参考图30、图39和图40，连杆构件5092的一个端部连接到夹具制动箍销构件5090，并且连杆构件5092的另一个端部连接到轮毂5096。在一个实施方案中，每个夹具制动箍因此通过其相关联的夹具制动箍销构件5090和连杆构件5092连接到轮毂5096。

在一个实施方案中，轮毂5096可包括凹口5174(如图40所示)，所述凹口5174被构造并布置来实现连杆构件5092与轮毂5096之间的连接。在一个实施方案中，轮毂5096的凹口5174还被构造并布置来在夹具在其回缩位置与延伸位置之间移动时使连杆构件5092能够在凹口5174中进行移动。

在一个实施方案中，参考图30，夹具5152或5154包括气缸5086、活塞5084和轴5094。在一个实施方案中，活塞5084被配置来可在气缸5086中轴向移动，并且轴5094固定到活塞5084。在一个实施方案中，轴5094可与活塞5084一起移动。

在一个实施方案中，轮毂5096被构造并布置来连接到轴5094，所述轴5094通过例如由气缸5086内的流体(液压或气压)压力驱动的轴向往复式活塞5084纵向地移动。

夹具5142、5144通过激活气缸5086使得活塞5084在气缸5086中轴向移动来从回缩位置(如图35b所示)移动到延伸位置(如图35a所示)，在所述回缩位置中，夹具5142、5144与管道1022a、1022b的内表面5130、5132不接触，在所述延伸位置中，夹具5142、5144被配置来在管道1022a、1022b的内表面5130、5132上施加夹紧力。在一个实施方案中，从前旋转式活接头5032通过前夹具控制阀5018的压缩空气进入端口5031(如图30所示)。进入端口5031的压缩空气向前推动活塞5084以使夹具5142、5144移动到其延伸位置。

即，活塞5084的轴向移动导致连接到活塞5084的轴5094的轴向移动。在一个实施方案中，轴5094的轴向移动进而导致轮毂5096的轴向移动。在一个实施方案中，轮毂5096的轴向移动通过其连杆构件5092转移为夹具制动箍销构件5090的径向移动。因此，径向夹紧力通过作用在活塞5084上的压缩空气的流体压力生成，所述活塞5084驱动将活塞5084的轴向移动(通过轴5094和轮毂5096)转化为夹具制动箍5157的径向移动的连杆构件5092。

在一个实施方案中，可改变气缸的大小、所施加的流体压力、以及夹具5142和5144的各种组件的大小，以控制由夹具施加在管道1022a、1022b的内表面5130、5132上的夹紧力。

在一个实施方案中，密封件5146、5148具有大体上圆环或环形配置，以允许中央部分的一部分(例如，前夹具5142或后夹具5144)从其穿过。在一个实施方案中，密封件5146、5148被构造并布置为可径向扩张构件。在一个实施方案中，密封件5146、5148被构造并布置来连接到将流体传送到密封件5146、5148以对其充气的气压线或液压线。在密封件5146、5148充气时，它们被构造并布置来分别啮合管道1022a、1022b的内表面5130、5132，从而在其之间形成腔室5150。在一个实施方案中，密封件5146在充气后啮合管道1022a的内表面5130，并且密封件5148在充气后啮合管道1022b的内表面5132。在一个实施方案中，密封件5146、5148在充气后啮合在接合部区域5136的相反侧上。在一个实施方案中，腔室5150是可指代为吹扫气体腔室的闭合体积。在一个实施方案中，腔室5150被构造并布置来在其中接收吹扫气体。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004可包括吹扫气体罐，所述吹扫气体罐被配置来在充气的第一密封件5146与充气的第二密封件5148之间提供吹扫气体，以在焊接操作的过程中从充气的第一密封件5146与充气的第二密封件5148之间减少氧气。在一个实施方案中，吹扫罐可定位在内部焊接系统5004的驱动部分5010中。在一个实施方案中，吹扫气体被配置来防止焊接工序过程中的氧化。在一个实施方案中，吹扫气体是惰性气体。在一个实施方案中，吹扫气体可包括氩气、氦气、氮气或其组合。在一个实施方案中，吹扫气体可包括氩气与co2的组合。

在一个实施方案中，吹扫气体被泵送到在充气的第一密封件5146与充气的第二密封件5148之间形成的内部密封区域中。通过使密封的内部区域不含氧气，可防止可由在焊接工序过程中发生的高温产生的氧化。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004可包括氧气传感器5176和压力传感器5178。在一个实施方案中，氧气传感器5176和压力传感器5178操作性地连接到一个或多个处理器5140。在一个实施方案中，氧气传感器5176和压力传感器5178被构造并布置来定位在可旋转轮毂5078上。在另一个实施方案中，氧气传感器5176和压力传感器5178被构造并布置来定位在星轮构件5100上(例如，在夹具之间)。

在一个实施方案中，氧气传感器5176被配置来测量吹扫腔室5150中的气体的氧含量，并且将氧含量数据发送到一个或多个处理器5140，所述氧含量数据指示吹扫腔室5150中的气体的氧含量。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来接收氧含量数据，将所接收的氧含量数据与其预定氧含量值进行比较，并且在氧含量数据大于预定氧含量值的情况下生成氧气过量信号。在一个实施方案中，基于氧气过量信号，内部焊接系统5004可被配置来打开阀结构以允许吹扫气体(来自吹扫气体源/罐)流动到吹扫腔室5150中，直至所测得的氧含量降至低于预定氧含量值为止。在一个实施方案中，基于氧气过量信号，内部焊接系统5004可被配置来停止焊接工序。

在一个实施方案中，压力传感器5178被配置来测量吹扫腔室5150中的惰性气体的压力，并且将压力数据发送到一个或多个处理器5140，所述压力数据指示吹扫腔室5150中的惰性气体的压力。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来接收压力数据，将所接收的压力数据与其预定压力值进行比较，并且在压力数据大于预定压力值的情况下生成超压信号。在一个实施方案中，基于超压信号，内部焊接系统5004可被配置来打开排气阀结构以释放吹扫腔室5150中的压力，直至所测得的压力降至低于预定压力值为止。在一个实施方案中，基于超压信号，内部焊接系统5004可被配置来停止焊接工序。

在一个实施方案中，密封件5146、5148、吹扫气体罐、在密封件5146、5148之间形成的吹扫气体腔室5150、监测吹扫气体腔室5150中的气体的氧气传感器5176和压力传感器5178均是任选的。

在一个实施方案中，参考图33，内部焊接系统5004包括检验摄像机5112，所述检验摄像机5112被配置来定位在第一管道啮合结构5052与第二管道啮合结构5054之间。在一个实施方案中，检验摄像机5112被构造并布置来可旋转地安装在可旋转轮毂5078上并且连接到所述可旋转轮毂5078。

在一个实施方案中，检验摄像机5112操作性地连接到一个或多个处理器5140。在一个实施方案中，检验摄像机5112被配置来在焊接操作之前、之后或过程中将摄像机检验数据发送到一个或多个处理器5140。

在一个实施方案中，摄像机检验数据可通常包括由检验摄像机5112捕获的焊接接缝的图像。在一个实施方案中，检验摄像机5112被配置来在焊接操作过程中或之后捕获焊接接缝的图像。

在一个实施方案中，摄像机检验数据可通常包括由检验摄像机5112捕获的管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的图像。在一个实施方案中，检验摄像机5112被配置来在焊接操作之前或过程中捕获管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的图像。

在一个实施方案中，检验摄像机5112可以是被配置用于捕获/观察管道1022a、1022b之间的焊接接缝或接合部区域5136的任何装置。在一个实施方案中，摄像机装置5112可以是用于视觉检验管道1022a、1022b之间的焊接接缝或接合部区域5136的二维(2d)摄像机。

在一个实施方案中，检验摄像机5112可以是二维(2d)电荷耦合装置(ccd)彩色摄像机。在一个实施方案中，与检验摄像机5112相关联的一个或多个处理器5140可被配置来分析由检验摄像机5112捕获的图像，以检测存在于焊接接缝中的任何缺陷。在一个实施方案中，视觉信号可基于所述分析被递送到外部操作人员显示器。例如，2d摄像机可以是彩色摄像机，并且颜色变化可向操作人员指示焊接部缺陷。在一个实施方案中，感知到的轮廓变化也可指示焊接部缺陷。

在一个实施方案中，检验摄像机5112被配置来获得焊接接缝/区域的(例如，金属的各种颜色区域)的热图像。然后分析此热图像以确定焊接接缝/区域的不同区域已达到怎样的温度。

在一个实施方案中，由检验摄像机5112提供的图像可以是彩色图像。在一个实施方案中，与检验摄像机5112相关联的一个或多个处理器5140可被配置来分析所接收图像的每个像素的颜色，以确定与此像素相关联的温度。

在另一个实施方案中，由检验摄像机5112提供的图像可以是灰度图像。在一个实施方案中，与检验摄像机5112相关联的一个或多个处理器5140可被配置来分析所接收图像的每个像素的强度或亮度，以确定与此像素相关联的温度。在一个实施方案中，与检验摄像机5112相关联的一个或多个处理器5140可被配置来分析所接收图像的像素的性质，以确定温度是否在阈值或预定温度范围以外(并且是相对非常高或相对非常低)，并且或者是否存在相邻像素之间的较大温度差。在一个实施方案中，异常温度或温度差可指示焊接部缺陷的发生。

例如，在一个实施方案中，可分析图像，以确定焊接接缝/区域的一个区域或多个区域是否已达到相对非常高或相对非常低的温度。在一个实施方案中，可分析图像，以确定焊接接缝/区域的一个区域或多个区域是否具有温度差/变化。在一个实施方案中，确定焊接接缝/区域的每个区域的温度，并且将焊接接缝/区域的每个区域的所确定的温度与阈值或预定温度范围进行比较，以确定焊接接缝/区域的一个区域或多个区域是否已达到相对非常高的温度，和/或焊接接缝/区域的一个区域或多个区域是否具有温度差/变化。

在一个实施方案中，检验摄像机5112被配置来跟随焊接焊炬5502，使得只要焊接部由焊接焊炬5502产生，操作人员就可检验焊接部。

在各种实施方案中，检验检测器包括激光器、3d摄像机、超声和电容探针。在使用激光器的情况下，激光器的类型可以是激光位移传感器。在一个实施方案中，激光器可以是keyence公司制造的lk-g5000系列超高速/高准确性激光位移传感器。在一个实施方案中，激光器可以是智能激光传感器，诸如metavisionsystems公司制造的智能激光传感器sls-050。

在一个实施方案中，检验检测器可包括用于发出检验辐射束的发射极和用于从反射辐射接收检验信号的接收器。在一个或多个实施方案中，检测器的接收器包括检测反射辐射并且基于反射辐射生成信号的传感器。信号由一个或多个处理器接收。在一个实施方案中，信号包含对应于待焊接管道之间的接合部区域的三维轮廓的数据和信息，并且可用于检测例如在待焊接的区域处的相邻管道表面的相对高度、管道之间的相对间隔、待焊接的相邻表面中(例如，在其斜面处)的任何非均匀性。此外，因为检验员检测器沿着管道之间的整个接合部进行扫描，所以它可确定在任何特定的扫描区域处的具体接合部轮廓。此信息可被一个或多个处理器使用来控制焊接焊炬的操作，以提供特定地专用于待焊接管道在其接合部区域处的结构轮廓的定制/专用焊接。

在一个实施方案中，系统5000可包括外壳5852、5854(如图31所示)，所述外壳5852、5854被配置来分别容纳和保护检验检测器5056和检验摄像机5112免受可在焊接操作过程中飞向检验检测器5056和/或检验摄像机5112的飞溅的热焊接火花(飞溅物)和/或其他碎片的影响。

在一个实施方案中，检验检测器5056和/或检验摄像机5112的外壳5852、5854可由聚碳酸酯材料制成。在一个实施方案中，外壳5852、5854的部分可被配置为可移动的，以有利于清理(例如，从其去除焊接飞溅物或其他焊接碎片)或修复。在一个实施方案中，外壳5852、5854的所述部分可包括摄像机镜片护罩或检验检测器镜片护罩。在一个实施方案中，检验检测器5056和/或检验摄像机5112的外壳5852、5854的部分可被配置为一次性的，使得外壳5852、5854的部分可在其堵塞有焊接飞溅物或其他焊接碎片时容易地更换。例如，在一个实施方案中，检验摄像机5112可包括在其镜片前方的(矩形)聚碳酸酯构件，所述构件可在被焊接飞溅物或其他焊接碎片阻塞/遮挡时被更换。

在一个实施方案中，焊接前检验、动态检验和焊接后检验可通过检验检测器5056来执行。在一个实施方案中，焊接前检验、动态检验和焊接后检验可通过检验检测器5056和检验摄像机5112来执行。

在一个实施方案中，检验检测器5056包括用于发出检验辐射束的发射极5180和用于从反射辐射接收检验信号的接收器5182。在一个实施方案中，检验检测器5056朝向接合部区域5136发射辐射。在一个实施方案中，检验检测器5136的接收器5182被配置用于接收从接合部区域5136的表面反射的辐射，并且基于其生成电子信号。在一个实施方案中，检验检测器5056的接收器或传感器5182被配置来感测反射信号以检测焊接接缝/区域的3d形貌。检验检测器5056可在本文中可互换地指代为检验激光器。

在一个实施方案中，检验检测器5136包括朝向接合部区域5136发射辐射的多个检验检测器。在一个实施方案中，每个检验检测器可包括接收器，所述接收器用于接收从接合部区域5136的表面反射的辐射，并且基于其生成电子信号。

在一个实施方案中，检验检测器5056可包括激光位移传感器。在一个实施方案中，检验检测器5056可包括互补金属-氧化物-半导体(cmos)传感器。在一个实施方案中，检验检测器5056可包括高清ernostar类型镜片。在一个实施方案中，与检验检测器5056相关联的一个或多个处理器5140被配置来使用三角测量检测反射光在rs-cmos传感器上的位置。

在一个实施方案中，检验检测器5056可从线馈送电子模块5046接收其电力。在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来通过后滑环5080从驱动部分5010中的电池5116接收其电力。因此，检验检测器5056通过后滑环5080和线馈送电子模块5046从驱动部分5010中的电池5116接收其电力。当到拉杆/脐带缆5034的缆线、软管和/或线与系统5004断开时，例如当系统5004从一个焊接接缝行进到下一个焊接接缝时，可能是这种情况。

在另一个实施方案中，检验检测器5056可直接从脐带缆/拉杆5034接收其电力。例如，当到拉杆/脐带缆5034的缆线、软管和/或线与系统5004连接时，检验检测器5056可直接从脐带缆/拉杆5034接收其电力。

应理解，在一些实施方案中，可能需要到检验检测器5056和/或摄像机5112的电力和来自检验检测器5056和/或摄像机5112的通信。检验检测器5056和/或摄像机5112的此电力和/或通信可使用组件发生，所述组件在管道啮合结构外侧(例如，夹具5142、5144和/或密封件5146、5148外侧)，诸如一个或多个处理器5140和/或电源。在一些实施方案中，在电力和/或通信通过硬连线的(相对于无线)通信和/或电力线发生的情况下，此硬连线可将通过可旋转轮毂5078进行的旋转考虑在内，以例如减少或防止硬连线的扭绕和/或缠结。由此，在如本文所述的一个示例中，硬连线(其可传输信息和/或电力)可具备：(i)可移动部分，其在检验检测器5056在一个或多个取向电动机的旋转力下沿着接合部区域导向检验束时与检验检测器5056一起移动；以及(ii)固定部分，其在可移动部分的移动过程中保持固定。硬连线的固定部分和旋转部分可通过提供在硬连线的可移动部分与固定部分之间的接合部的所述滑环连接，以使信号能够从可移动部分传到固定部分。应理解，可使用单个硬连线(例如，具有多个分散线)或多个硬连线(用于电力和通信的单独的线)。此外，如果向检验检测器提供机载电力，则仅通信线可穿过滑环。如果提供与检验检测器的无线通信，则仅电力线可穿过滑环。如果提供机载电力和无线通信，则不需要提供硬连线通信。

与关于硬连线的通信线所描述的类似，还可能希望通过用于承载加压惰性气体的气压线或管将惰性气体提供到管道啮合结构之间(例如，夹具和/或密封件之间)的轴向位置。还可能希望减少可能在可旋转轮毂5078的旋转过程中以其他方式发生的气压线的扭绕和/或缠结。由此，气压线可具备与惰性气体源连接的固定部分和延伸到可旋转轮毂中的可移动部分，可移动部分通过旋转式活接头联接到固定部分。旋转式活接头允许固定气动部分与可移动气动部分之间的相对旋转。

在一个实施方案中，检验检测器5056可与检验电动机操作性地相关联，以沿着管道1022a与1022b之间的接合部区域5136导向辐射束。在一个实施方案中，检验检测器5056和检验电动机可与一个或多个处理器5140操作性地相关联。在一个实施方案中，第一旋转电动机5030和第二旋转电动机5074可一起可互换地指代为检验电动机。

在一个实施方案中，检验检测器5056被配置来检测管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的特性。在一个实施方案中，接合部区域5136的特性可包括管道1022a、1022b之间的间隙。在一个实施方案中，接合部区域5136的特性可包括管道1022a、1022b之间的轴向偏移(例如，高/低)。在一个实施方案中，接合部区域5136的特性可包括每个焊接位置处的几何形状。在一个实施方案中，接合部区域5136的特性可包括管道1022a、1022b的缺口、规格或任何不规则部分。在一个实施方案中，接合部区域5136的特性可包括管道1022a、1022b的圆度。在一个实施方案中，接合部区域5136的特性可包括管道1022a、1022b(管道对齐之后)的斜面的外形。在一个实施方案中，接合部区域5136的特性可包括焊接接缝/区域的金属的各种颜色区域。例如，分析这些颜色区域以确定焊接接缝/区域的不同区域已达到怎样的温度。

在一个实施方案中，例如，检验检测器5056可被配置来在焊接焊炬5502被激活来将管道1022a、1022b彼此固定/焊接之前检测管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的特性。例如，接合部区域5136的特性可包括管道斜面几何形状、管道1022a、1022b(管道对齐之后)的内部邻接端部之间的间隙、管道1022a、1022b(管道对齐之后)的斜面之间的间隙等。在一个实施方案中，检验检测器5056可被配置来例如在焊接操作的过程中，在管道1022a、1022b之间的接合部5136的在其上沉积焊接材料之前的区域处检测接合部区域的特性。例如，接合部区域5136的特性可包括管道在其对齐之后的斜面边缘之间的高度差。在一个实施方案中，接合部区域5136的特性可包括管道的相邻边缘之间(例如，在其内部斜切部分处)的高低差。在一个实施方案中，检验检测器5056可被配置来例如在焊接操作之后检测管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的特性。例如，接合部区域5136的特性可包括所形成的焊珠的特性、焊接部形状参数诸如失配、珠凹度、凹角。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来操作检验检测器5056和电动机5030、5074，以扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来与检验检测器5056交互，以扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以便在焊接工序之前确定管道1022a与1022b之间的接合部区域5136的轮廓并且基于其生成焊接前轮廓数据。

如本文所用的术语“轮廓”是关于管道之间的待焊接的接合部区域的物理属性的一般性术语。术语“轮廓数据”指代可从接合部区域得出的对应于轮廓的数据。例如，此数据可通过使用检验检测器(诸如激光器)扫描接合部区域来获得。轮廓数据可包含关于轮廓的多种类型信息，此类不同类型的信息在本文中指代为“特性”。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来与检验检测器5056交互，以扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以便在焊接工序的过程中在管道1022a与1022b之间的接合部5136的在其上沉积焊接材料之前的区域处确定接合部区域5136的轮廓并且生成动态轮廓数据。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来基于动态轮廓数据生成焊接信号以控制焊接焊炬5502。动态轮廓数据在以下进行详细描述。如本文所用的术语“动态”也意指或指代“实时”，这意指一个或多个处理器在当前的焊接操作的过程中使用所述感测或检测以控制焊机。当然，因为检验检测器、焊接焊炬落后于检验检测器/检验激光器定义的量，所以在轮廓数据的接收与一个或多个处理器使用此类轮廓数据以控制焊接焊炬之间发生某一缓冲(或稍微的时间延迟)。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来与检验检测器5056交互，以扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以便在焊接工序之后确定管道1022a与1022b之间的接合部区域5136的轮廓并且基于其生成焊接后轮廓数据。焊接后轮廓数据在以下进行详细描述。

在一个实施方案中，检验检测器5056被配置来与焊接系统5004的焊接焊炬5502结合工作，以感测接合部接缝轮廓和/或焊接材料轮廓，以便将焊接材料以适当的位置和量施加到边缘接缝。在一个实施方案中，检验检测器5056被配置来勘测焊接部并且向进行关节式运动的焊头5502的一个或多个处理器5140发送信号，以控制焊头5502围绕整个边缘接缝的移动。具体地，焊接焊炬5502被配置来在焊头控制系统从边缘接缝连续接收焊接部轮廓信息时跟随检验检测器。所述信息然后用于连续调整焊接焊炬5502以实现期望的焊接部结构/轮廓。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004可包括一个检验检测器/焊接焊炬5502。在一个实施方案中，内部焊接系统5004包括三个焊接焊炬5502和三个相关联的检验检测器5056。在另一个实施方案中，内部焊接系统5004可包括两个检验检测器/焊接焊炬5502。在一个实施方案中，在内部焊接系统5004中使用的检验检测器的数量可变化。

在一个实施方案中，本专利申请的现场系统5000是智能内部检验系统，所述智能内部检验系统将内部自动化(包括检验摄像机5112、检验检测器5056、以及焊头或焊炬5502)放置在间隔的夹具5142、5144与密封结构5146、5148之间。在一个实施方案中，本专利申请的现场系统5000是智能内部检验系统，所述智能内部检验系统将检验摄像机5112和检验检测器5056放置在间隔的夹具5142、5144与密封结构5146、5148之间。在一个实施方案中，本专利申请的现场系统5000是智能内部检验系统，所述智能内部检验系统将内部自动化(包括检验摄像机5112、检验检测器5056、以及焊头或焊炬5502)放置在间隔的夹具5142、5144之间。

在一个实施方案中，焊接系统附接到对准夹具的后部，从而成为使与使用第三方工具相关联的停工时间最小化的线内分析工具。在一个实施方案中，检验摄像机5112和检验检测器5056两者均用于检验焊接部。在一个实施方案中，检验摄像机5112被配置来捕获焊接部的二维图像并且分析焊接部的颜色。因为焊接部的颜色指示材料在焊接工序的过程中升高到怎样的温度，所以通过检验摄像机5112获得的信息帮助确定焊接是否正确地进行。在一个实施方案中，检验检测器5056被配置来分析焊接部的轮廓。在一个实施方案中，与二维(2d)电荷耦合装置(ccd)彩色摄像机5112结合的检验检测器5056被配置来在根部通道焊接工序和热通道焊接工序之后直接执行根部检验。在一个实施方案中，焊接系统5004被配置来提供根部通道焊接层轮廓和示出根部通道焊接层的颜色异常和任何几何形状缺陷的2d原始彩色图像。在一个实施方案中，焊接系统5004被配置来创建根部通道焊接层轮廓和视觉图像的可在用户的电子装置(例如，膝上型电脑)中存储并且重放的永久记录。

在一个实施方案中，与彩色摄像机5112结合的检验检测器5056执行的检验可用作aut焊接部检验的参考。在一个实施方案中，与彩色摄像机5112结合的检验检测器5056执行的检验可用作针对根部通道焊接和热通道焊接的“通过，不通过”(合格/不合格测试(或检查))。在一个实施方案中，如果发现根部缺陷，则所有的通道沉积之后远在发生缺陷标注之前，可切割焊接接缝并且在相同的台中进行预准备，这样可避免生产时间的显著浪费。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004包括反馈系统，所述反馈系统被配置来操作性地连接到多个传感器和一个或多个处理器5140。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来分析由多个传感器提供的数据。在一个实施方案中，多个传感器中的一个包括温度传感器，所述温度传感器被配置来在焊接工序的过程中提供焊接接缝的温度指示和/或监测温度。在一个实施方案中，多个传感器中的一个包括焊接材料传感器，所述焊接材料传感器被配置来在焊接工序的过程中监测焊接材料使用。在一个实施方案中，多个传感器中的一个可包括传感器，所述传感器被配置来监测焊接工序的速度和时间。

图41示出焊头组装件5500的前透视图，同时图42和图43示出焊头组装件5500的后透视图。图44-46示出焊头组装件5500的左侧透视图、右侧透视图和剖视图，其中焊头组装件5500的一些组件为了清楚起见未示出。

在一个实施方案中，在所示的实施方案中，中央部分5008可具有三个焊接焊炬5502。在另一个实施方案中，中央部分5008可具有两个焊接焊炬5502。在又一实施方案中，中央部分5008可具有仅一个焊接焊炬5502。在一个实施方案中，焊接焊炬的数量可变化。

在一个实施方案中，焊头组装件5500包括焊接焊炬5502和焊接焊炬外壳组装件5504。在一个实施方案中，焊接焊炬5502包括焊接尖端5503。在一个实施方案中，焊头组装件5500(焊接焊炬5502和焊接焊炬外壳组装件5504)由内部焊接系统5004的框架或框架组装件承载。

在一个实施方案中，焊接焊炬5502被构造并布置来将可消耗焊条线5507馈送或引导到焊接区域/区中。可消耗焊条线5507从来源(例如，线卷筒或卷线轴)通过线馈送系统5044供应。在一个实施方案中，焊接焊炬5502被构造并布置来连接到电力供应(例如，恒定电压电力供应)。在一个实施方案中，电弧形成在可消耗焊条线5507与管道1022a、1022b之间，所述电弧加热管道1022a、1022b，从而致使其融化并联结。在一个实施方案中，保护气体与可消耗焊条线5507一起被馈送通过焊接焊炬5502，所述保护气体保护焊接工序免受空气中的污染物的影响。在一个实施方案中，保护气体被馈送通过可包括气体杯5505的焊接焊炬喷嘴到焊接区域/区。在一个实施方案中，焊条5507可延伸超过气体杯5505的端部。

在一个实施方案中，存储在驱动部分5010中的保护气体通过软管/保护气体线被带到线馈送组装件5020以用于分配到一个或多个焊接焊炬5502。在一个实施方案中，保护气体控制阀5042被配置来(例如，通过后滑环5080、可旋转轮毂5078和前滑环5016)从后旋转式活接头5072接收保护气体。在一个实施方案中，保护气体控制阀5042被配置来控制保护气体通过保护气体线向焊接焊炬5502的流动。在一个实施方案中，每个焊接焊炬5502具有连接到其的对应保护气体控制阀5042。在一个实施方案中，保护气体控制阀5042被配置来在其从线馈送电子模块5046接收信号时向对应的焊接焊炬5502供应保护气体。

在一个实施方案中，焊接焊炬5502被配置来由内部焊接系统5004的框架组装件承载，并且被配置来在第一管道1022a的第二端部的端部处产生焊接。在一个实施方案中，焊接焊炬5502被配置来内部地定位在第一管道1022a和/或第二管道1022b内以提供内部焊接操作。在一个实施方案中，内部定位的焊接焊炬5502安装到可旋转轮毂5078(定位在所述可旋转轮毂5078上)并且连接到可旋转轮毂5078。

在一个实施方案中，焊接焊炬5502可具有至少三个自由度。在一个实施方案中，关节运动的自由度使焊接焊炬5502在最佳地并且在需要的情况下填充接合部轮廓方面是非常有效并且高效的。

自由度通常指代焊接焊炬5502在三维空间中的自由移动。平移移动或位移通常指代沿着三个相互垂直的x轴、y轴和z轴的线性移动或位移。

在一个实施方案中，如本文所用的术语位置通常指代平移移动或位移。在一个实施方案中，位置可以是相对的或绝对的。

在一个实施方案中，坐标系可包括：y轴，其基本上平行于管道1022a、1022b的纵向轴线a-a(如图8所示)对齐；x轴，其垂直于y轴；以及z轴，其垂直于y轴并且基本上平行于管道1022a、1022b的径向轴线r-r(如图8所示)对齐。例如，沿着x轴的平移移动通常指代正向和反向移动。沿着y轴的平移移动通常指代左侧向右侧移动。沿着z轴的平移移动通常指代向上和向下移动。

旋转移动或位移通常指代绕这些相同的三个相互垂直的x轴、y轴和z轴的旋转。绕三个相互垂直的x轴、y轴和z轴的旋转通常指代为偏转(z轴)、俯仰(y轴)和横滚(x轴)。例如，绕x轴的旋转移动通常指代左侧或右侧倾斜移动。绕y轴的旋转移动通常指代正向或(向后)反向倾斜移动。绕z轴的旋转移动通常指代左转或右转移动。

在一个实施方案中，如本文所用的术语取向通常指代旋转移动或位移。在一个实施方案中，取向可以是相对的或绝对的。

在一个实施方案中，至少三个自由度可包括焊接焊炬5502沿着三个相互垂直的x轴、y轴和z轴中的两个的两个平移移动和焊接焊炬5502绕相同的三个相互垂直的x轴、y轴和z轴中的一个的一个旋转移动。

在一个实施方案中，焊接焊炬5502沿着三个相互垂直的x轴、y轴和z轴中的两个的两个平移移动可包括焊接焊炬5502的向上和向下移动和焊接焊炬5502的侧边到侧边(例如，左到右)移动。在一个实施方案中，焊接焊炬5502的向上和向下移动可指代为焊接焊炬5502的径向移动(即，基本上平行于管道1022a、1022b的径向轴线r-r)，并且焊接焊炬5502的侧边到侧边(左到右)移动可指代为焊接焊炬5502的轴向移动(即，基本上平行于管道1022a、1022b的纵向轴线a-a)。

在一个实施方案中，焊接焊炬5502绕相同的三个相互垂直的x轴、y轴和z轴中的一个的一个旋转移动可包括焊接焊炬5502的正向或(向后)反向倾斜移动。

在一个实施方案中，焊接焊炬5502被安装用于绕在焊接焊炬5502的焊接尖端5503处或与所述焊接尖端5503相邻的枢转点p(如图54、图56和图58所示)进行移动，使得在焊接尖端5503处产生的焊池与枢转点p大体上重合。在一个实施方案中，枢转点p定位在焊接尖端5503前方。例如，在一个实施方案中，焊接焊炬5502被设计来绕枢转点p(如图54、图56和图58所示)枢转，在所述枢转点p处，焊条线5507与管道1022a、1022b接触。在一个实施方案中，焊接焊炬5502被安装用于进行移动，使得其绕邻近焊接焊炬尖端5503的轴线进行关节运动。在一个实施方案中，所述轴线穿过枢转点p，并且基本上平行于管道1022a、1022b的纵向轴线a-a。

在一个实施方案中，焊接焊炬5502操作性地连接到一个或多个焊接焊炬电动机5596。在一个实施方案中，一个或多个焊接焊炬电动机5596和焊接焊炬5502被配置来定位在第一管道1022a和/或第二管道1022b的内部内。在一个实施方案中，一个或多个焊接焊炬电动机5596被配置来在第一管道啮合结构5052和第二管道啮合结构5054分别相对于第一管道1022a和第二管道1022b固定之后使焊接焊炬5502相对于第一管道啮合结构5052和第二管道啮合结构5054移动。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来控制一个或多个焊接焊炬电动机5596以控制焊接焊炬5502的位置和取向。例如，如以下将详细描述的，一个或多个焊接焊炬电动机5596可包括：径向焊接焊炬电动机5512，其被配置来控制焊接焊炬5502的径向位置和取向；轴向焊接焊炬电动机5550，其被配置来控制焊接焊炬5502的轴向位置和取向；以及倾斜焊接焊炬电动机5588，其被配置来控制焊接焊炬5502的倾斜位置和取向。

在一个实施方案中，电动机5030和5074被配置用于使焊接焊炬5502绕接合部区域5136周向地移动，并且也使检验检测器5056与焊接焊炬5502同时绕接合部区域5136移动。在一个实施方案中，焊接焊炬5502跟在检验检测器5056之后。在一个实施方案中，前旋转电动机5030和后旋转电动机5074被配置来使可旋转轮毂5078旋转并且使均定位在可旋转轮毂5078上并连接到可旋转轮毂5078的焊接焊炬5502、检验检测器5056和检验摄像机5112旋转。在一个实施方案中，前旋转电动机5030和后旋转电动机5074可互换地指代为周向焊接焊炬电动机。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140与一个或多个取向电动机5030和5074操作性地连接以基于来自一个或多个处理器5140的指令使第一夹具5142相对于第二夹具5144旋转，以便使第一管道1022a相对于第二管道1022b旋转。

在一个实施方案中，电动机5030和5074被配置来使焊接焊炬5502绕接合部区域5136周向地移动，并且还被配置来使检验检测器5112与焊接焊炬5502同时绕接合部区域5136移动。在一个实施方案中，焊接焊炬5502跟在检验摄像机5112之后。在一个实施方案中，检验摄像机5112跟在焊接焊炬5502之后。

在一个实施方案中，电动机5030和5074被配置来使焊接焊炬5502绕接合部区域5136周向地移动，并且还被配置来使检验摄像机5112和检验检测器5056两者与焊接焊炬5502同时绕接合部区域5136移动。在一个实施方案中，焊接焊炬5502跟在检验检测器5056和检验摄像机5112两者之后。在一个实施方案中，焊接焊炬5502跟在检验检测器5056之后并且在检验摄像机5112之前。

在一个实施方案中，电动机5030和5074被配置来在根部通道焊接的过程中在第一旋转方向上驱动焊接焊炬5502，并且在热通道焊接的过程中在第二方向上(与第一方向相反)驱动焊接焊炬5502。

在一个实施方案中，电动机5030和5074被配置来将焊接焊炬5502相对于管道轴线a-a(如图8所示)驱动至少360°，以便完成旋转连续的根部通道焊接。在一个实施方案中，焊接焊炬5502相对于管道轴线a-a(围绕管道的内部表面)的360°旋转是可能的，因为焊接焊炬5502安装在可旋转轮毂5078(即，被配置为轴向旋转)上。

在一个实施方案中，一个或多个焊接焊炬电动机5596被配置来使焊接焊炬5502在管道1022a、1022b内纵向地(如图48和图49所示)朝向和远离管道1022a、1022b的内表面5130、5132(如图33所示)移动。在一个实施方案中，一个或多个焊接焊炬电动机5596被配置来使焊接焊炬5502相对于焊接部成角度地(如图56和图58所示)移动。在一个实施方案中，电动机5030和5074被配置来使焊接焊炬5502沿着接合部区域5136周向地移动。

在一个实施方案中，焊头组装件5500包括：径向定位系统5506，其被配置来使焊接焊炬5502能够径向移动；轴向定位系统5508，其被配置来使焊接焊炬5502能够轴向移动；以及倾斜定位系统5510，其被配置来使焊接焊炬5502能够倾斜移动。

在一个实施方案中，焊炬外壳组装件5504被构造并布置来将焊接焊炬5502、径向定位系统5506、轴向定位系统5508以及倾斜定位系统5510封闭在其中。在一个实施方案中，焊炬外壳组装件5504被配置来保护焊接焊炬5502的组件和其定位系统5506、5508、以及5510的各种组件免受焊接热量和飞溅物的影响。

在一个实施方案中，焊炬外壳组装件5504可包括一个底部构件5509和两个侧面外壳构件5511和5513。例如，底部构件5509可使用任何合适的紧固机构(例如，紧固件构件5527)连接到侧面外壳构件5511和5513。在一个实施方案中，焊炬外壳组装件5504可包括被构造并布置来将侧面外壳构件5511和5513在其顶部端部部分彼此连接的第一横向外壳构件5522和相对的第二横向外壳构件5523。例如，第一横向外壳构件5522和第二横向外壳构件5523可使用任何合适的紧固机构(例如，紧固件构件5525)连接到侧面外壳构件5511和5513。

在一个实施方案中，参考图41-46，焊接焊炬5502被安装用于通过径向定位系统5506进行移动，使得焊接尖端5503被配置来朝向和远离管道1022a、1022b的焊接表面5130、5132移动。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来控制一个或多个焊接焊炬电动机5512，以从管道1022a、1022b内调整焊接尖端5503与接合部区域5136的径向距离。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来控制一个或多个焊接焊炬电动机5512，以在根部通道焊接之后使焊接尖端5503径向远离接合部区域5136移动，以便容纳在根部通道焊接中沉积的焊接材料并且从管道1022a、1022b内在根部通道焊接的顶部上提供热通道焊接(更接近于纵向轴线a-a)。

在一个实施方案中，被配置来控制一个或多个焊接焊炬电动机的一个或多个处理器5140可以是线馈送电子模块5046的一部分。

在一个实施方案中，径向定位系统5506被配置来使焊接焊炬5502能够径向移动以追踪管道形状的变化，以便针对多个通道(例如，根部通道焊接工序和热通道焊接工序)调整焊接尖端到工件(例如，管道)的距离，并且在内部焊接系统行进时远离管道1022a、1022b回缩。

在一个实施方案中，径向定位系统5506被配置来为焊接焊炬5502提供1.25英寸的径向行进。在一个实施方案中，焊接焊炬5502可通过径向定位系统5506在正常的非升高配置与升高配置之间移动。如图43所示，焊接焊炬5502通过径向定位系统5506被升高(至其升高配置)，使得焊接焊炬5502定位在距离管道1022a、1022b的正确的/期望的/预定的距离处以用于焊接工序。

在一个实施方案中，径向定位系统5506可包括线性致动器。在一个实施方案中，径向定位系统5506可包括径向焊接焊炬(电)电动机5512、导螺杆5514和导螺母5516。在一个实施方案中，电动机5512被配置(例如，机械地连接)来使导螺杆5514旋转。在一个实施方案中，电动机5512被配置来顺时针或逆时针方向旋转，以便致使焊接焊炬5502基本上平行于管道1022a、1022b的径向轴线r-r(如图8所示)升高或降低。在一个实施方案中，电动机5512被配置来直接地连接以使导螺杆5514旋转。在另一个实施方案中，电动机5512被配置来例如通过一系列齿轮或齿轮箱间接地连接以使导螺杆5514旋转。

在一个实施方案中，导螺杆5514包括加工在其外表面上并且沿着其长度延伸的螺纹。在一个实施方案中，导螺母5516被构造并布置来拧到导螺杆5514上，并且包括加工在其内表面上的互补螺纹。

在一个实施方案中，径向定位系统5506包括定位成平行于导螺杆5514并且定位在导螺杆5514的两侧上的两个前竖直导杆构件5518和5520。在一个实施方案中，前竖直导杆构件5518和5520各自在其一个端部上连接到焊炬外壳组装件5504的底部构件5509，并且在其另一个端部上连接到第一横向外壳构件5522。在一个实施方案中，前竖直导杆构件5518和5520的端部部分接收在焊炬外壳组装件5504的底部构件5509中形成的开口中，以将前竖直导杆构件5518和5520连接到焊炬外壳组装件5504的底部构件5509。在一个实施方案中，前竖直导杆构件5518和5520的端部部分接收在第一横向外壳构件5522中形成的开口中，以将前竖直导杆构件5518和5520连接到第一横向外壳构件5522。

在一个实施方案中，导螺杆5514的端部部分(与它的连接到电动机5512的端部部分相反)被构造并布置来穿过第一横向外壳构件5522中的开口5534。

在一个实施方案中，径向定位系统5506包括定位成平行于导螺杆5514和两个前竖直导杆构件5518和5520的两个后竖直导杆构件5600和5602。在一个实施方案中，后竖直导杆构件5600和5602各自在其一个端部上连接到焊炬外壳组装件5504的底部构件5509，并且在其另一个端部上连接到第二横向外壳构件5523。在一个实施方案中，后竖直导杆构件5600和5602的端部部分接收在焊炬外壳组装件5504的底部构件5509中形成的开口中，以将后竖直导杆构件5600和5602连接到焊炬外壳组装件5504的底部构件5509。在一个实施方案中，后竖直导杆构件5600和5602的端部部分接收在第二横向外壳构件5523中形成的开口中，以将后竖直导杆构件5600和5602连接到第二横向外壳构件5523。

在一个实施方案中，径向定位系统5506还包括一个横向径向定位构件5524和两个竖直径向定位构件5526。在一个实施方案中，两个竖直径向定位构件5526连接到横向径向定位构件5524的两个端部部分。在一个实施方案中，径向定位系统5506的横向径向定位构件5524和两个竖直径向定位构件5526被配置来可在焊接焊炬5502的径向移动过程中移动。

在一个实施方案中，横向径向定位构件5524可具有突出端部部分5528，所述突出端部部分5528被配置来与两个竖直径向定位构件5526的凹口或突出端部部分接收开口5530啮合。在一个实施方案中，在横向径向定位构件5524的突出端部部分5528接收在两个竖直径向定位构件5526的凹口或突出端部部分接收开口5530中之后，横向径向定位构件5524和两个竖直径向定位构件5526然后可使用任何合适的紧固机构(例如，紧固件构件5532)彼此固定地连接。

在一个实施方案中，横向径向定位构件5524包括开口以接收通过其的前竖直导杆构件5518和5520。此配置使横向径向定位构件5524是可滑动的，以调整在前竖直导杆构件5518和5520上的位置。在一个实施方案中，导螺杆5514被配置来穿过横向径向定位构件5524的中心开口5536。

在一个实施方案中，径向定位系统5506还包括两个后径向定位构件5604和5606。在一个实施方案中，两个竖直径向定位构件5526连接到两个后径向定位构件5604和5606。在一个实施方案中，径向定位系统5506的两个后径向定位构件5604和5606以及两个竖直径向定位构件5526被配置来可在焊接焊炬5502的径向移动过程中移动。

在一个实施方案中，每个后径向定位构件5604和5606具有端部部分，所述端部部分被配置来与其对应的竖直径向定位构件5526的端部部分啮合。在一个实施方案中，在后径向定位构件5604和5606的端部部分与两个竖直径向定位构件5526的端部部分啮合之后，每个后径向定位构件5604和5606然后可使用任何合适的紧固机构(例如，紧固件构件5608)地固定地连接到其对应的竖直径向定位构件5526。

在一个实施方案中，后径向定位构件5604和5606包括开口以接收分别通过其的后竖直导杆构件5600和5602。此配置使后径向定位构件5604和5606是可滑动的，以调整在后竖直导杆构件5600和5602上的位置。

在一个实施方案中，导螺母5516被配置来与横向径向定位构件5524的一部分互锁，使得防止导螺母5516与导螺杆5514一起旋转。即，导螺母5516被约束不与导螺杆5514一起旋转，因此导螺母5516被配置来在导螺杆5514上向上和向下行进。在一个实施方案中，导螺母5516互锁并且定位在横向径向定位构件5524的中心开口5536中。在一个实施方案中，导螺杆5514被配置来穿过互锁导螺母5516的开口。

在一个实施方案中，两个竖直径向定位构件5526使用前横向支撑构件5610和后横向支撑构件5612彼此连接。例如，前横向支撑构件5610被构造并布置来使用任何合适的紧固机构(例如，紧固件构件5614)连接到两个竖直径向定位构件5526的前部且底部部分。后横向支撑构件5612被构造并布置来使用任何合适的紧固机构(例如，紧固件构件5616)连接到两个竖直径向定位构件5526的后部且底部部分。

在一个实施方案中，焊接组装件5500还包括两个竖直定位构件5538和一个顶部定位构件5540。在一个实施方案中，两个竖直定位构件5538各自连接到顶部定位构件5540的端部部分。在一个实施方案中，顶部定位构件5540的端部部分各自可具有l形配置。在一个实施方案中，两个竖直定位构件5538的对应连接部分可包括被配置来与顶部定位构件5540的端部部分的l形配置啮合的互补形状的配置。在一个实施方案中，在顶部定位构件5540的端部部分的l形配置与两个竖直定位构件5538的对应连接部分的互补形状配置啮合之后，顶部定位构件5540和两个竖直定位构件5538然后可使用任何合适的紧固机构(例如，紧固件构件5542)彼此固定地连接。

在一个实施方案中，轴向定位系统5508被配置来使焊接焊炬5502能够轴向地移动，以便在焊接焊炬5502在管道周围行进时将焊接焊炬5502保持在焊接斜面中，并且允许焊接焊炬5502在需要完全填充斜面的情况下在焊接斜面内摆动。

图47示出定位在正常的居中轴向位置中的焊接焊炬5502。在一个实施方案中，轴向定位系统5508被配置来为焊接焊炬5502提供+/-1英寸的轴向行进。例如，如图48和图49所示，焊接焊炬5502通过轴向定位系统5508分别移动至+1英寸的轴向行进和-1英寸的轴向行进，使得焊接焊炬5502定位在距离管道正确的/期望的/预定的距离处以用于焊接。

图50和图51示出焊头组装件5500的左侧透视图和分解图，其中焊头组装件5500的一些组件为了清楚起见未示出。图52示出焊头组装件的顶部定位构件5540的底部透视图。图53示出焊头组装件5500的顶部正视图，其中焊头组装件5500的一些组件为了清楚起见未示出。

在一个实施方案中，参考图50-53，轴向定位系统5508可以是线性致动器。在一个实施方案中，轴向定位系统5508可包括轴向焊接焊炬(电)电动机5550、导螺杆5552和导螺母5554。在一个实施方案中，轴向定位系统5508的电动机5550、导螺杆5552和导螺母5554中的每个的结构、配置和操作与径向定位系统5506的电动机5512、导螺杆5514和导螺母5516类似，并且因此在此不进行详细描述。在一个实施方案中，当导螺杆5552通过电动机5550旋转时，导螺母5554沿着螺纹被驱动。

在一个实施方案中，轴向定位系统5508包括定位成平行于水平定位的导螺杆5552并且定位在水平定位的导螺杆5552的两侧上的两个水平导杆构件5556和5558。在一个实施方案中，水平导杆构件5556和5558中的每个在其两个端部处连接到顶部定位构件5540。在一个实施方案中，水平导杆构件5556和5558的端部部分接收在顶部定位构件5540中形成的开口中，以将水平导杆构件5556和5558与顶部定位构件5540连接。在一个实施方案中，水平导杆构件5556和5558中的每个的至少一个端部部分包括突出构件5560，所述突出构件5560被配置来接收在顶部定位构件5540的开口中形成的对应突出构件接收部分5562中，以使水平导杆构件5556和5558与顶部定位构件5540固定。

在一个实施方案中，焊头组装件5500包括被配置来在其中接收焊接焊炬5502的焊接焊炬框架5564。在一个实施方案中，焊接焊炬框架5564包括在其中形成的三个水平延伸开口5566、5568和5570以及一个竖直延伸开口5572。在一个实施方案中，水平导杆构件5556和5558被配置来分别穿过焊接焊炬框架5564的开口5566和5570。在一个实施方案中，水平定位的导螺杆5552被配置来穿过焊接焊炬框架5564的开口5568。在一个实施方案中，焊接焊炬5502被配置来穿过焊接焊炬框架5564的开口5572。在一个实施方案中，焊接焊炬框架5564可包括支撑部分5574，所述支撑部分5574被配置来在焊接焊炬5502接收在焊接焊炬框架5564的开口5572中时支撑焊接焊炬5502的部分。

在一个实施方案中，焊接焊炬框架5564的部分5584被配置来与焊接焊炬5502的部分5586啮合，以便在焊接焊炬5502接收在焊接焊炬框架5564的开口5572中时防止焊接焊炬5502的任何旋转。

在一个实施方案中，电动机5550被配置(例如，机械地连接)来使导螺杆5552旋转。在一个实施方案中，电动机5512被配置来顺时针或逆时针方向旋转，以便致使焊接焊炬5502基本上平行于管道1022a、1022b的轴向轴线a-a(如图8所示)进行左侧或右侧移动。在一个实施方案中，电动机5550被配置来例如通过一系列齿轮5576、5578和5580间接地连接以使导螺杆5552旋转。即，电动机5550包括输出轴5582，并且电动机5550通过啮合电动机5550的输出轴5582的齿轮5576、5578和5580可操作地连接到导螺杆5552。在一个实施方案中，齿轮5576连接到电动机5550的输出轴5582，齿轮5580连接或附接到导螺杆5552，并且齿轮5576和5580通过齿轮5578彼此联接。通过将电动机5550通过齿轮5576、5578和5580连接到导螺杆5552，当电动机5550操作时，导螺杆5552进行转动。在另一个实施方案中，电动机5550被配置来直接地连接(即，没有齿轮布置)以使导螺杆5552旋转。

在一个实施方案中，导螺母5554被配置来与焊接焊炬框架5564的一部分互锁，使得防止导螺母5554与导螺杆5552一起旋转。即，导螺母5554被约束不与导螺杆5552一起旋转，因此导螺母5554被配置来与导螺杆5552一起边到边(即，基本上平行于如图53所示的轴向方向y-y)行进/移动。在一个实施方案中，导螺母5554互锁并且定位在焊接焊炬框架5564的开口5568中。在一个实施方案中，导螺杆5552被配置来穿过互锁导螺母5554的开口。

在一个实施方案中，倾斜定位系统5510被配置来使焊接焊炬5502能够在行进平面中改变其倾斜角，以考虑焊接方向相对于重力方向的改变。在一个实施方案中，可改变焊接焊炬5502的倾斜角以适应重力。在一个实施方案中，可调整焊接焊炬5502的倾斜角以补偿由于重力引起的不同取向。在一个实施方案中，基于接合部区域的轮廓控制焊接焊炬5502的角取向。在一个实施方案中，可基于动态焊接部轮廓数据调整焊接焊炬5502的倾斜角。在一个实施方案中，可基于动态焊接部轮廓数据调整焊接焊炬5502的倾斜角以适应和/或补偿其他焊接条件(即，不仅是重力)。

因为焊接焊炬能够在焊接操作过程中进行关节运动，所以能够在焊接焊炬绕固定管道旋转时将作用在焊接池上的重力考虑在内。具体地，可通过由至少一个焊接焊炬电动机(即，倾斜焊接焊炬电动机5588)基于是否焊接焊炬抵抗重力向上行进或随着重力向下行进进行操作来改变焊接焊炬的角度。一个或多个电动机(例如，倾斜焊接焊炬电动机5588)还可基于在焊接焊炬的向上或向下行进内的具体位置改变旋转平面内的焊接角度。应理解，因为焊接焊炬可针对一些实施方案进行关节运动，所以它可更好地成角度以适应重力，并且不需要根据例如所述焊接焊炬仅随着重力向下行进的假设设置在固定位置中。在一些实施方案中，如上所述，本专利申请预期焊接可在焊接焊炬向上(抵抗重力)或向下(随着重力)移动时实现。此外，焊接焊炬可基于不同的旋转位置进行关节运动(例如，由于(例如)施加到焊池的重力以及焊池在待焊接管道上的不同位置处不同地粘合到管道的内部表面的趋势，在距离上死点10度处实施的焊接操作可具有与在距离上死点90度处实施的焊接理想地稍微不同的要求)。

在一个实施方案中，导向检验检测器5056的电动机5030和5074也使焊接焊炬5502绕旋转平面周向地旋转，以沿着接合部区域5136产生焊接。在一个实施方案中，倾斜定位电动机5588使焊接焊炬5502大体上在旋转平面内成角度地进行关节运动。在一个实施方案中，基于焊炬的位置控制焊接焊炬5502的角取向。在一个实施方案中，焊接焊炬5502被配置来沿着焊接缝绕旋转平面枢转。

在一个实施方案中，焊接焊炬5502可被配置成使得焊接焊炬5502可包括针对每个90°旋转的不同焊炬倾斜角。例如，在一个实施方案中，焊接焊炬5502可在从2点钟位置到5点钟位置的部分边界1中执行焊接工序时包括倾斜角1，焊接焊炬5502可在从5点钟位置到8点钟位置的部分边界2中执行焊接工序时包括倾斜角2，焊接焊炬5502可在从8点钟位置到11点钟位置的部分边界3中执行焊接工序时包括倾斜角3，并且焊接焊炬5502可在从11点钟位置到2点钟位置的部分边界4中执行焊接工序时包括倾斜角4。在一个实施方案中，焊接焊炬5502可被配置成使得焊接焊炬5502可包括针对每个30°旋转的不同焊炬倾斜角。在一个实施方案中，焊接焊炬5502可被配置成使得焊接焊炬5502可包括针对每个60°旋转的不同焊炬倾斜角。在一个实施方案中，焊接焊炬5502可被配置成使得焊接焊炬5502可包括针对每个120°旋转的不同焊炬倾斜角。在一个实施方案中，焊接焊炬5502可被配置成使得焊接焊炬5502可包括针对任何期望旋转度的不同焊炬倾斜角。

在一个实施方案中，焊接焊炬5502可被配置来具有连续可变的焊炬倾斜角，以补偿或适应由于重力引起的焊接焊炬的连续变化的取向。在一个实施方案中，焊接焊炬5502可被配置来基于焊接焊炬所在的位置(即，焊接焊炬沿着周向焊接部的位置)渐进地改变焊炬倾斜角。

图54示出焊接焊炬5502定位在正常的非倾斜位置中。在一个实施方案中，倾斜定位系统5510被配置来为焊接焊炬5502提供+/-5°的角度倾斜。例如，如图55和图56所示，焊接焊炬5502通过倾斜定位系统5510移动至+5°的角度倾斜，使得焊接焊炬5502定位在距离管道正确的/期望的/预定的距离处以用于焊接。如图57和图58所示，焊接焊炬5502通过倾斜定位系统5510相应地移动至-5°的角度倾斜，使得焊接焊炬5502定位在距离管道正确的/期望的/预定的距离处以用于焊接。在另一个实施方案中，倾斜定位系统5510被配置来为焊接焊炬5502提供+/-7°的角度倾斜。在一个实施方案中，倾斜定位系统5510被配置来为焊接焊炬5502提供小于+/-5°的角度倾斜。

在一个实施方案中，枢转点p与检验辐射束在接合部区域上的碰撞点pi(如图56和图58所示)之间的圆周弧在焊接工序的过程中保持大体上恒定。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140了解枢转点p(例如，焊接尖端)与检验点pi之间的恒定弧形距离，使得一个或多个处理器5140被配置来基于焊接前轮廓检验数据控制焊接焊炬5502的关节运动和枢转移动。

焊接焊炬5502的使焊接焊炬5502能够绕枢转点p枢转的配置允许焊接焊炬5502的角度在焊接时改变而不影响焊接焊炬5502行进的速度。例如，这对于具有多个焊接焊炬的焊接系统是尤其有用的。在一个实施方案中，焊接焊炬不同时使其角度改变，在这种情况下，对于改变焊炬角度而不对其他焊接焊炬产生任何不利影响是有益的。

在一个实施方案中，倾斜定位系统5510包括倾斜焊接焊炬电动机5588、导轨构件5544和导辊5546。在一个实施方案中，导轨构件5544被配置来与导辊5546啮合以有利于焊接焊炬5502的倾斜定位。在所示的实施方案中，导辊5546可包括两个上部导辊和两个下部导辊。在一个实施方案中，倾斜定位系统5510包括一个导轨构件5544和定位在焊接焊炬组装件5500的相反侧上的它的四个相关联的导辊5546。

在一个实施方案中，导辊5546被构造并布置来连接到其对应的竖直定位构件5538。在一个实施方案中，每个竖直径向定位构件5526被配置来使用任何合适的紧固机构(例如，紧固件构件5548)与对应的导轨构件5544连接。此配置使每个竖直径向定位构件5526通过对应的导轨构件5544和导辊5546的啮合连接到对应的竖直定位构件5538。

在一个实施方案中，电动机5588被配置(例如，机械地连接)来使齿轮5590旋转。在一个实施方案中，电动机5588被配置来顺时针或逆时针方向旋转，以便致使焊接焊炬5502进行正向或向后倾斜移动。在一个实施方案中，电动机5588被配置来例如通过齿轮5590连接到导轨构件5544。即，电动机5588包括输出轴5592，并且齿轮5590连接到电动机5588的输出轴5592。通过将电动机5588通过齿轮5590连接到导轨构件5544，当电动机5588操作时，导轨5544进行移动。

在一个实施方案中，导轨构件5544被配置来引导上部导辊5546和下部导辊5546。在一个实施方案中，上部导辊5546和下部导辊5546偏置抵靠导轨构件5544，使得上部导辊5546和下部导辊5546被配置来致使对应的竖直定位构件5538(连接到其)移动并且因此使焊接焊炬5502能够在行进平面中改变其倾斜角度。

在一个实施方案中，两个相对的竖直定位构件5538通过顶部定位构件5540彼此连接，使得竖直定位构件5538中的一个的移动(即，由电动机5588导致)致使竖直定位构件5538中的另一个进行类似的移动。两个水平导杆构件5556和5558在其两个端部处连接到顶部定位构件5540的配置也有利于移动从竖直定位构件5538中的一个转移到另一个。

径向定位系统5506的操作在以下进行详细讨论。当导螺杆5514通过电动机5512旋转时，导螺母5516沿着螺纹被驱动。在一个实施方案中，导螺母5516的运动方向取决于导螺杆5514由电动机5512导致的旋转方向。

因为导螺母5516互锁在横向径向定位构件5524的开口5536中，所以横向径向定位构件5524被配置来与导螺母5516一起在导螺杆5514上行进/移动(向上或向下)。横向径向定位构件5524与前竖直导杆构件5518和5520之间的可滑动啮合也有利于横向径向定位构件5524的此(向上或向下)行进/移动。

另外，因为横向径向定位构件5524连接到两个竖直径向定位构件5526，所以横向径向定位构件5524的(向上或向下)移动致使两个竖直径向定位构件5526进行(向上或向下)移动。

两个竖直径向定位构件5526还连接到两个后径向定位构件5604和5606。两个竖直径向定位构件5526的(向上或向下)移动致使两个后径向定位构件5604和5606在后竖直导杆构件5600和5602上进行(向上或向下)移动。后径向定位构件5604和5606与后竖直导杆构件5600和5602之间的可滑动啮合也有助于两个竖直径向定位构件5526进行(向上或向下)行进/移动。

如以上所讨论的，每个竖直径向定位构件5526通过对应的导轨构件5544和导辊5546的啮合与对应的竖直定位构件5538连接。因此，每个竖直径向定位构件5526的(向上或向下)移动也致使其对应的竖直定位构件5538进行(向上或向下)移动。因为两个竖直定位构件5538固定地连接到顶部定位构件5540，所以两个竖直定位构件5538的(向上或向下)移动致使顶部定位构件5540进行(向上或向下)移动。

因为焊接焊炬5502通过水平导螺杆5552、两个水平导杆构件5556和5558以及焊接焊炬框架5564连接到顶部定位构件5540，所以顶部定位构件5540的(向上或向下)移动也致使焊接焊炬5502进行(向上或向下)移动。因此，焊接焊炬5502被安装用于通过径向定位系统5506进行移动，使得焊接尖端5503被配置来朝向和远离管道1022a、1022b的焊接表面移动。

轴向定位系统5508的操作在以下进行详细讨论。当导螺杆5552通过电动机5550经由齿轮5576、5578和5580旋转时，导螺母5554沿着螺纹被驱动。在一个实施方案中，导螺母5554的运动方向取决于导螺杆5552由电动机5550导致的旋转方向。

因为导螺母5554互锁在焊接焊炬框架5564的开口5568中，所以焊接焊炬框架5564被配置来与导螺母5554一起行进/移动(边到边)。焊接焊炬框架5564与水平导杆构件5556和5558之间的可滑动啮合也有利于焊接焊炬框架5564的此(边到边)行进/移动。两个水平导杆构件5556和5558与焊接焊炬框架5564之间的可滑动啮合也有助于焊接焊炬框架5564(和焊接焊炬5502)的(边到边)行进/移动。在一个实施方案中，焊接焊炬框架5564的轴向移动的量由顶部定位构件5540中的伸长开口5594限制。

倾斜定位系统5510的操作在以下进行详细讨论。当齿轮5590通过电动机5588旋转时，导轨构件5544沿着轮齿被驱动。在一个实施方案中，导轨构件5544的运动方向取决于齿轮5590由电动机5588导致的旋转方向。

在一个实施方案中，偏置抵靠导轨5544的上部导辊5546和下部导辊5546被配置来致使对应的竖直定位构件5538(连接到导辊5546)移动/倾斜。

在一个实施方案中，通过顶部定位构件5540彼此连接的两个相对的竖直定位构件5538的配置使得竖直定位构件5538中的一个的移动(即，由电动机5588导致)致使竖直定位构件5538中的另一个进行类似的移动。两个水平导杆构件5556和5558在其两个端部处连接到顶部定位构件5540的配置也有利于移动从竖直定位构件5538中的一个转移到另一个。

当竖直定位构件5538和顶部定位构件5540(与两个水平导杆构件5556和5558一起)移动/倾斜时，此移动使焊接焊炬5502(通过焊接焊炬框架5564连接到两个水平导杆构件5556和5558)能够改变焊接焊炬5502在行进平面中的倾斜角。

如在本文中所指出的，焊接焊炬被安装用于以使得当它被倾斜焊接焊炬电动机5588驱动时，所述焊接焊炬绕在焊接焊炬尖端处或稍微在焊接焊炬尖端前方的点进行关节运动或枢转的方式进行移动。例如，焊接焊炬尖端可绕置于所述焊接焊炬尖端在焊接操作的过程中产生的焊池中的点进行关节运动。因此，焊池的位置不相对于针对焊池绘制的半径而改变，不管焊接焊炬可通过倾斜焊接焊炬电动机进行关节运动的事实。因此，焊池与从检验激光器发出的辐射束撞击在待焊接管道的内表面上(例如，在接合部区域处)的点之间的弧长在取向电动机使焊接焊炬和检验激光器旋转时保持恒定，不管焊接焊炬通过倾斜焊接焊炬电动机进行关节运动。并且因为速度和取向电动机也通过一个或多个处理器控制和获知，所以知道固定弧长并且基于处理器计算在焊接尖端前方的即将到来的区域处的所检测的焊接部轮廓，一个或多个处理器可控制接合部区域的特定区域处的焊接参数。在一个实施方案中，取向电动机具备角度编码器，所述角度编码器操作性地连接到一个或多个处理器，以使一个或多个处理器能够确定电动机并且因此夹具和管道的旋转位置。在另一个实施方案中，来自检验检测器(例如，检验激光器)的信号用于检测焊接的管道的移动，其中此类信号被知道固定弧长的一个或多个处理器使用来在对应于所确定的焊接焊炬位置的适当位置处控制焊炬。在另一个实施方案中，焊接焊炬进行关节运动的点不需要在焊接尖端前方或在焊接尖端处的位置处，并且焊池与检验激光束在接合部区域上撞击的点之间的弧长不需要保持恒定。相反，从一个或多个焊接焊炬电动机和/或检验检测器接收焊接焊炬尖端的位置信息的一个或多个处理器用于基于从检验检测器接收的轮廓数据实时(“动态”)计算焊接尖端相对于管道的实际位置，以便控制一个或多个焊接焊炬电动机将焊接焊炬尖端定位在期望位置中。

如本文所指出的，焊接焊炬被安装来通过一个或多个电动机在大体上径向方向上沿着焊接焊炬尖端的纵向轴线朝向或远离焊接的管道的内部表面移动或驱动。应理解，因为焊接焊炬的纵向轴线(例如，通过其焊接焊炬尖端)可能由于焊接焊炬通常在正向焊接方向上成角度(并且通过倾斜焊接焊炬电动机5588进行关节运动)的事实而不与焊接的管道的半径(从中心轴线截取)或可旋转中心轮毂的半径对齐，所以当指代焊接焊炬及其尖端朝向和远离管道的内部表面(例如，接合部区域)的“径向”移动时，此径向移动在以上所述的语境中使用。例如，可认为焊接焊炬的此径向移动指代焊接焊炬沿着焊接焊炬尖端轴线的纵向移动。因为焊接焊炬被安装用于通过至少一个焊接焊炬电动机，并且具体地径向焊接焊炬电动机5512进行移动，以使焊炬尖端能够朝向和远离焊接部表面移动，所以焊接尖端可在每个焊接通道之后进一步移动远离接合部区域以容纳累积的焊接材料。在第一管道啮合结构和第二管道啮合结构相对于管道固定之后，焊接焊炬可用于完成完全根部焊接通道，“根部”焊接通道是在管道端部之间施加的第一个焊接(例如，一个完全360度焊接)。在根部焊接通道完成之后，焊接尖端可稍微移动(回缩)远离管道的内部表面(并且具体地远离施加的根部通道焊接的焊接材料)，使得第二焊接通道(还指代为“热”通道焊接)可使用焊接尖端在距离根部通道焊接材料的适当距离处实施。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140操作电动机5030和5074以及一个或多个焊接焊炬5502，以通过使一个或多个焊接焊炬5502沿着接合部区域5502在单个旋转方向上旋转直至完成完整的周向焊接部来沿着接合部区域5136生成完整的周向焊接部。

在一个实施方案中，一个或多个焊接焊炬5502包括多个焊接焊炬。在一个实施方案中，多个焊接焊炬中的至少一个在向上旋转方向上进行焊接，同时多个焊接焊炬中的至少另一个在向下旋转方向上进行焊接。

在一个实施方案中，焊接尖端被配置来指向焊接方向。在一个实施方案中，焊接焊炬总是指向行进方向。即，基本上，焊接尖端大体上指向行进方向。在一个实施方案中，当焊接焊炬5502执行上坡焊接工序时(其中焊接焊炬5502在向上旋转方向上进行焊接)，焊接焊炬倾斜角稍微较高，并且当执行下坡焊接工序时(其中焊接焊炬5502在向下旋转方向上进行焊接)，焊接焊炬倾斜角稍微较低。

在一个实施方案中，内部焊接系统被配置来当使用短弧焊接工序时执行下坡焊接工序(即，向下旋转方向上的焊接)。

在一个实施方案中，当内部焊接系统被配置来执行上坡焊接工序(即，向上旋转方向上的焊接)时，可提高焊接的产能和质量。在一个实施方案中，上坡焊接工序被配置来提供同时焊接管道的两侧的选择，而不是依次在每侧上执行下坡焊接工序。例如，这可以是多焊接焊炬操作并且具有多个焊接重叠。可替代地，这可提供在一个连续通道中焊接360°的选择以产生具有仅一个重叠的焊接。在一个实施方案中，客户要求和管道大小可决定使用哪种方法。

在一个实施方案中，除非存在仅具有一个焊接重叠接缝的质量要求，否则可使用焊接焊炬能在管道内适配的那样多的焊接焊炬来执行焊接。在一个实施方案中，内部焊接系统5004可包括四个焊接焊炬、六个焊接焊炬或八个焊接焊炬，其中这些焊接焊炬中的一半在向下旋转方向上执行焊接，并且焊接焊炬中的另一半在向上旋转方向上执行焊接。在一个实施方案中，这些焊接焊炬中的一半被配置来执行顺时针焊接工序，并且焊接焊炬中的另一半被配置来执行逆时针焊接工序。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的四个焊接焊炬可定位成彼此90°隔开，并且被配置来各自旋转90°。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的六个焊接焊炬可定位成彼此60°隔开，并且被配置来各自旋转60°。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的八个焊接焊炬可定位成彼此45°隔开，并且被配置来各自旋转45°。在一个实施方案中，内部焊接系统5004可包括两个焊接焊炬，所述焊接焊炬定位成彼此180°隔开，并且被配置来各自旋转180°。在一个实施方案中，内部焊接系统5004可包括一个焊接焊炬，所述焊接焊炬被配置来旋转360°。

在向上以及在向下方向上焊接的能力可提高焊接操作速度(焊接吞吐时间)，并且还提高焊接质量(通过将不同位置处的重力考虑在内)。另外，在提供多个焊接焊炬的情况下，焊接可同时向上和向下发生(例如，多个周向间隔的焊接焊炬在同一旋转方向上移动并且同时施加焊接材料)，其中至少一个焊接焊炬向上移动，同时至少另一个向下移动。例如与依次在管道的每侧上进行下坡焊接相比较，这是时间上高效的。可替代地，在一个实施方案中，单个焊接焊炬可用于实施单个360度焊接以提供没有焊接部分的重叠的连续焊接。当使用多于一个焊接焊炬时，发生此重叠，并且来自跟随焊接焊炬的每个焊接缝部分的端部需要与由跟随焊接焊炬之前的焊接焊炬施加的焊接缝部分的开端连接并且稍微重叠。因此，对于可能需要避免焊接重叠部分(其在重叠点处使焊接通道较不均匀)的一些应用，连续360度内部焊接可以是有用的。

在一个实施方案中，所有的焊接焊炬均指向正向焊接方向。换言之，它们稍微指向焊接方向，使得焊接焊炬尖端“推动”焊接而不是跟在焊接之后。这是真实的，无论焊接焊炬定位在内部，如在一些实施方案中，或定位在外部，如在本文所述的其他实施方案中。这参考内部焊机示出，如图56a所示。在一个实施方案中，焊接焊炬尖端成3度至7度之间的角度θ(例如，“导入角”)指向。导入角θ定义为如图56a所示的从焊接管道的轴向中心到焊接焊炬尖端(或焊池)的线(半径)r(线r还可被认为是从旋转轮毂5078的轴向中心到焊炬尖端或焊池截取的半径)与穿过焊接焊炬尖端的纵向轴线a的线之间测量的角度。在图56a的图示中，焊接焊炬在逆时针方向上(如箭头d所描绘)旋转移动。在焊接焊炬通过取向电动机围绕管道内部周向地移动时，此导入角θ可通过倾斜焊接焊炬电动机5588的操作来改变。预期当焊接焊炬向上行进时，导入角θ稍微较高(例如，6度)，并且当向下行进时，导入角θ稍微较低(例如，4度)。此外，在一个实施方案中，导入角θ可在特定焊接焊炬的整个行进中连续改变。在另一个实施方案中，管道可分成扇形，其中焊接角θ基于扇形改变。例如，在考虑完全360度移动以对应于时钟上的时针时，管道可分成各种点钟扇形：2-5、5-8、8-11、11-2。一个或多个电动机可由一个或多个处理器操作以在扇形边界处改变。

如从图56a所知道的，焊接在所示的描绘中在逆时针方向上实施。对于顺时针方向上的焊接，一个或多个处理器5140向一个或多个焊炬电动机发送信号，使得齿轮5590进行旋转并且焊接焊炬5502进行枢转(例如，绕点p)，从而使得通过焊炬的轴线(线a)向径向线r的相反侧移动。由此，角度θ对于顺时针焊接将是负数。这使焊接焊炬能够在顺时针方向上进行焊接时指向正向方向(“推动”焊池)。

在一个实施方案中，如图60a-63所示，内部焊接系统5004可包括一个焊接焊炬wt、一个摄像机c和两个检验检测器l1和l2。在一个实施方案中，焊接焊炬wt和摄像机c以180°角度分开。在一个实施方案中，摄像机与焊接焊炬wt之间的角度可变化。

在一个实施方案中，两个检验检测器l1和l2中的一个可以是前导检验检测器，所述前导检验检测器被配置来在焊接工序的过程中在焊接焊炬wt之前并且还提供焊接前数据。在一个实施方案中，两个检验检测器l1和l2中的另一个可以是跟随检验检测器，所述跟随检验检测器被配置来在焊接工序的过程中跟在焊接焊炬wt之后并且提供焊接后数据。

在一个实施方案中，检验检测器l1和焊接焊炬wt以20°角度分开。在一个实施方案中，检验检测器l2和焊接焊炬wt以20°角度分开。在一个实施方案中，检验检测器l2与焊接焊炬wt之间的角度和检验检测器l1与焊接焊炬wt之间的角度可变化。

在一个实施方案中，检验检测器l2与焊接焊炬wt之间的角度和检验检测器l1与焊接焊炬wt之间的角度可以是可调整的。例如，在一个实施方案中，当l1是前导检验检测器时，则检验检测器l1与焊接焊炬wt之间的角度是20°或更小并且跟随检验检测器l2与焊接焊炬wt之间的角度大于20°。在一个实施方案中，当l2是前导检验检测器时，则检验检测器l2与焊接焊炬wt之间的角度是20°或更小并且跟随检验检测器l1与焊接焊炬wt之间的角度大于20°。

在一个实施方案中，如图60a所示，检验检测器l1定位在其开始位置处。在一个实施方案中，参考图60b，当焊接焊炬wt定位在开始wt处时，焊接焊炬wt开始焊接工序。在一个实施方案中，焊接焊炬wt被配置来在焊接工序的过程中在顺时针方向上(如箭头t1所指示)行进。在一个实施方案中，参考图61，当焊接焊炬wt到达停止wt时，焊接焊炬wt结束焊接工序。在一个实施方案中，当焊接焊炬wt在箭头t1所指示的顺时针方向上从开始wt行进至停止wt时，焊珠wb1由焊接焊炬wt形成。在一个实施方案中，如图60b和图61所示，在焊炬wt在箭头t1所指示的顺时针方向上从开始wt行进至停止wt的过程中，焊炬wt跟随检验检测器l1。在焊接工序之后，焊接焊炬wt在逆时针方向上(即，与箭头t1的方向相反)移动，使得检验检测器l2再次定位在其开始位置开始wt处。

在一个实施方案中，参考图62，当焊接焊炬wt定位在开始wt处时，焊接焊炬wt开始焊接工序。在一个实施方案中，焊接焊炬wt被配置来在焊接工序的过程中在逆时针方向上(如箭头t2所指示)行进。在一个实施方案中，参考图63，当焊接焊炬wt到达停止wt时，焊接焊炬wt结束焊接工序。在一个实施方案中，当焊接焊炬wt在箭头t2所指示的逆时针方向上从开始wt行进至停止wt时，焊珠wb2由焊接焊炬wt形成。在一个实施方案中，如图62-63所示，在焊炬wt在箭头t2所指示的逆时针方向上从开始wt行进至停止wt的过程中，焊炬wt跟随检验检测器l2。在焊接工序之后，焊接焊炬wt在顺时针方向上(即，与箭头t2的方向相反)移动，使得激光器l1再次定位在其开始位置开始wt处。

在一个实施方案中，如图64-69所示，内部焊接系统5004可包括两个焊接焊炬wt1和wt2、一个摄像机c和一个检验检测器l。在一个实施方案中，检验检测器l和焊接焊炬wt1以20°角度分开。在一个实施方案中，检验检测器l和焊接焊炬wt2以20°角度分开。在一个实施方案中，检验检测器l和摄像机c以180°角度分开。

在一个实施方案中，如图64所示，检验检测器l定位在其开始位置处。在一个实施方案中，参考图65，当焊接焊炬wt1定位在开始wt1处时，焊接焊炬wt1开始焊接工序。在一个实施方案中，焊接焊炬wt1被配置来在焊接工序的过程中在顺时针方向上(如箭头t1所指示)行进。在一个实施方案中，参考图66，当焊接焊炬wt1到达停止wt1时，焊接焊炬wt1结束焊接工序。在一个实施方案中，如图66所示，当焊接焊炬wt1在箭头t1所指示的顺时针方向上从开始wt1行进至停止wt1时，焊珠wbwt1由焊接焊炬wt1形成。在一个实施方案中，如图64-66所示，在焊炬wt1在箭头t1所指示的顺时针方向上从开始wt1行进至停止wt1的过程中，焊炬wt1跟随检验检测器l。在焊接工序之后，焊接焊炬wt1在逆时针方向上(即，与箭头t1的方向相反)移动，使得检验检测器l再次定位在其开始位置处，如图67所示。

在一个实施方案中，参考图68，当焊接焊炬wt2定位在开始wt2处时，焊接焊炬wt2开始焊接工序。在一个实施方案中，焊接焊炬wt2被配置来在焊接工序的过程中在逆时针方向上(如箭头t2所指示)行进。在一个实施方案中，参考图69，当焊接焊炬wt2到达停止wt2时，焊接焊炬wt2结束焊接工序。在一个实施方案中，当焊接焊炬wt2在如图69所示的箭头t2所指示的逆时针方向上从开始wt2行进至停止wt2时，焊珠wbwt2由焊接焊炬wt2形成。在一个实施方案中，如图68-69所示，在焊炬wt2在箭头t2所指示的逆时针方向上从开始wt2行进至停止wt2的过程中，焊炬wt2跟随检验检测器l。在焊接工序之后，焊接焊炬wt2在顺时针方向上(即，与箭头t2的方向相反)移动，使得检验检测器l再次定位在其开始位置处，如图64和图67所示。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004可包括一个焊接焊炬和一个检验检测器。在一个实施方案中，检验检测器与焊接焊炬之间的角度可以是20°或更小。在一个实施方案中，检验检测器和焊接焊炬可以3英寸的弧长al(如图64所示)分开。在一个实施方案中，检验检测器和焊接焊炬可以4英寸的弧长al分开。在一个实施方案中，检验检测器与焊接焊炬之间的角度是19°。在一个实施方案中，检验检测器与焊接焊炬之间的角度是16°。在一个实施方案中，检验检测器与焊接焊炬之间的角度是14°。在一个实施方案中，检验检测器与焊接焊炬之间的角度是12°。

图70示出显示压缩空气流过内部焊接系统5004的示意图，其中为了清楚起见并且更好地示出内部焊接系统5004的其他组件和/或特征，内部焊接系统5004的一些组件未示出。

参考图70，压缩空气罐5128、制动器气缸5133、驱动轮气缸5137、制动器阀5190以及驱动轮阀5192示出在内部焊接系统5004的驱动部分5010中。后旋转式活接头5072、后夹具控制阀5062、后夹具5144以及前夹具5142示出在内部焊接系统5004的中央部分5008中。前旋转式活接头5032和前夹具控制阀5018示出在内部焊接系统5004的最前端部分5006中。

在一个实施方案中，压缩空气罐5128具有通过阀5113连接的两个单独的流体连通线。在一个实施方案中，压缩空气罐5128通过流体连通线与制动器阀5190(和制动器气缸5133)、驱动轮阀5192(和驱动轮气缸5137)、后夹具控制阀5062(和后夹具5144)、后旋转式活接头5072、前旋转式活接头5032、前夹具控制阀5018(和前夹具5142)、以及压缩机5029流体连通。

存储在压缩空气罐5128中的压缩空气通过流体线被送到阀5194。通过阀5194接收的压缩空气的一部分被送到制动器阀5190，并且通过阀5194接收的压缩空气的剩余部分被送到阀5196。制动器阀5190通过线5198和5199与制动器气缸5133流体连通。在一个实施方案中，制动器阀5190被配置来在其从驱动部分电子模块5118接收信号时供应压缩空气以致动制动器气缸5133。压缩空气操作制动器气缸5133，通过其操作，所述制动器气缸5133向驱动辊5122提供制动力。在一个实施方案中，制动器气缸5133和制动器阀5190可指代为制动系统，所述制动系统被配置来将内部焊接系统5004的框架固定在管道1022a、1022b内的期望位置处不移动。在一个实施方案中，被配置来将内部焊接系统5004的框架固定在管道1022a、1022b内的期望位置处不移动的制动系统可包括轮锁/辊锁。在一个实施方案中，轮锁/辊锁被配置来防止辊5122中的一个或多个，以使内部焊接系统5004的框架固定不移动。在一个实施方案中，制动系统还可包括电动机锁。在一个实施方案中，电动机锁被配置来防止驱动电动机5124的旋转，所述驱动电动机5124驱动辊5122以用于内部焊接系统5004的框架的运动。

通过阀5196接收的压缩空气的一部分被送到驱动轮阀5192，并且通过阀5196接收的压缩空气的剩余部分被送到阀5198。驱动轮阀5192通过线5200和5201与驱动轮气缸5137流体连通。在一个实施方案中，驱动轮阀5192被配置来在其从驱动部分电子模块5118接收信号时供应压缩空气以致动驱动轮气缸5137。压缩空气操作驱动轮气缸5137，通过其操作，所述驱动轮气缸5137向驱动辊5122提供驱动力。在一个实施方案中，驱动轮气缸5137可操作性地连接到在其上具有驱动辊5122的轮轴。在一个实施方案中，驱动轮气缸5137可通过一个或多个齿轮布置操作地性连接到轮轴。

在一个实施方案中，在将内部焊接系统5004加载到管道中时，驱动轮气缸5137和制动器气缸5133两者均回缩。在一个实施方案中，仅在内部焊接系统5004被取出管道时，驱动轮气缸5137才回缩。在一个实施方案中，驱动轮气缸5137延伸以使内部焊接系统5004(的行进)在管道中加速或减速。

通过阀5198接收的压缩空气的一部分被送到后旋转式活接头5072，并且通过阀5198接收的压缩空气的剩余部分被送到后夹具控制阀5062。后夹具控制阀5062通过线5202和5203与后夹具5144流体连通。在一个实施方案中，流体连通线5202用于夹具5144的延伸，并且流体连通线5203用于夹具5144的回缩。在一个实施方案中，后夹具控制阀5062被配置来在其从中央部分电子模块5064接收信号时供应压缩空气以致动并操作后夹具5144。

通过后旋转式活接头5072输出的压缩空气被送到前旋转式活接头5032。通过前旋转式活接头5032输出的压缩空气被送到阀5204。通过阀5204接收的压缩空气的一部分被送到前夹具控制阀5018，并且通过阀5204接收的压缩空气的剩余部分被送到压缩机5029。在一个实施方案中，压缩机5029被配置来使用所接收的压缩空气对系统进行再充装(例如，使罐填充有压缩空气)。

前夹具控制阀5018通过线5206和5207与前夹具5142流体连通。在一个实施方案中，流体连通线5206用于前夹具5142的延伸，并且流体连通线5207用于前夹具5142的回缩。在一个实施方案中，前夹具控制阀5018被配置来在其从最前端电子模块5014接收信号时供应压缩空气以致动并操作前夹具5142。

图71示出显示电力(包括焊接电力)、通信数据和控制数据流过内部焊接系统5004的示意图，其中为了清楚起见并且更好地示出内部焊接系统5004的其他组件和/或特征，内部焊接系统5004的一些组件未示出。

参考图71，最前端电子模块5014、前旋转电动机5030、前位置传感器5022、前夹具控制阀5018、前滑环5016、线馈送组装件5020的线馈送电子模块5046、线馈送系统5044、以及保护气体控制阀5042示出在内部焊接系统5004的最前端部分5006中。可旋转轮毂5078、焊接焊炬5502、检验检测器5056、检验摄像机5112、前夹具5142和后夹具5144、后滑环5080、中央部分电子模块5064、后位置传感器5076、后夹具控制阀5062、以及后旋转电动机5074示出在内部焊接系统5004的中央部分5008中。电池5116、驱动部分电子模块5118、制动器阀5190、驱动轮阀5192、以及驱动电动机5124示出在内部焊接系统5004的驱动部分5010中。

在一个实施方案中，焊接电力被内部焊接系统5004从脐带缆5034接收。在一个实施方案中，来自脐带缆5034的焊接电力通过前滑环5016被供应到焊接焊炬5502。

在一个实施方案中，驱动部分5010的电池5116被配置来将电力供应到内部焊接系统5004中的所有电子模块，包括最前端电子模块5014、线馈送电子模块5046、中央部分电子模块5064以及驱动部分电子模块5118。在一个实施方案中，驱动部分5010的电池5116被配置来将电力供应到内部焊接系统5004中的所有电驱动电动机，包括前旋转电动机5030、线馈送系统5044的电动机、后旋转电动机5074、驱动电动机5124、轴向焊接焊炬电动机5550、径向焊接焊炬电动机5512、以及倾斜焊接焊炬电动机5588。

在一个实施方案中，电池5116的电力被直接供应到后滑环5080、中央部分电子模块5064和驱动部分电子模块5118。在一个实施方案中，电池5116的电力通过后滑环5080被供应到前滑环5016。即，电池5116的电力从后滑环5080被传递到前滑环5016。在一个实施方案中，来自电池5116的电力从前滑环5016被供应到最前端电子模块5014和线馈送电子模块5046。

在一个实施方案中，电池5116的电力从最前端电子模块5014被供应到前旋转电动机5030，并且从线馈送电子模块5046供应到线馈送系统5044的电动机。在一个实施方案中，电池5116的电力从中央部分电子模块5064被供应到后旋转电动机5074。在一个实施方案中，电池5116的电力从驱动部分电子模块5118被供应到驱动电动机5124。在一个实施方案中，电池5116的电力从线馈送电子模块5046被供应到轴向焊接焊炬电动机5550、径向焊接焊炬电动机5512、以及倾斜焊接焊炬电动机5588。

在一个实施方案中，电池5116还被配置来将电力供应到检验摄像机5112和检验检测器5056。例如，电池5116的电力从线馈送电子模块5046被供应到检验摄像机5112和检验检测器5056。

在一个实施方案中，电池5116还被配置来将电力供应到前位置传感器5022和后位置传感器5076。例如，电池5116的电力从最前端电子模块5014被供应到前位置传感器5022，并且从中央部分电子模块5064被供应到后位置传感器5076。

在一个实施方案中，电池5116还被配置来将电力供应到前夹具控制阀5018、保护气体控制阀5042、后夹具控制阀5062、制动器阀5190、以及驱动轮阀5192。例如，电池5116的电力从最前端电子模块5014被供应到前夹具控制阀5018，从线馈送电子模块5046被供应到保护气体控制阀5042，从中央部分电子模块5064被供应到后夹具控制阀5062，并且从驱动部分电子模块5118被供应到制动器阀5190和驱动轮阀5192。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004被配置来通过脐带缆5034接收通信信号并且将通信信号发送到外部计算机系统(例如，具有一个或多个处理器)。在一个实施方案中，所接收的通信信号可从脐带缆5034行进到最前端电子模块5014，然后通过前滑环5016行进到线馈送电子模块5046，然后通过后滑环5080行进到中央部分电子模块5064，并且然后行进到驱动部分电子模块5118。

在一个实施方案中，通信信号可从驱动部分电子模块5118行进(在与接收信号的相反方向上)，然后到中央部分电子模块5064，然后通过后滑环5080行进到线馈送电子模块5046，然后通过前滑环5016行进到最前端电子模块5014，并且行进到脐带缆(并且行进到具有一个或多个处理器的外部计算机系统)。

在本文所述的一个或多个实施方案中，并且如从图71可知道的，一个或多个处理器5140通过将信号从检验激光器5056传输到一个或多个处理器5140的一条或多条硬连线的通信线5056a与检验检测器5056(例如，检验激光器(或在提供多于一个的情况下，任选地多个检验检测器5056))操作性地相关联。硬连线的通信线具有：(i)可移动部分5056b，其在检验激光器沿着接合部区域导向检验束时与检验检测器5056一起移动；以及(ii)固定部分5056c，其在可移动部分5056b的移动过程中保持固定。所述系统还包括先前所述的前滑环5016(从一个角度来看，它可被认为是硬连线的通信线的一部分)，所述前滑环5016提供通信线的可移动部分5056b的一部分与固定部分5056c的一部分之间的接口，以使信号能够从可移动部分5056b传到固定部分5056c。

应理解，一条或多条硬连线的通信线5056a(包括其可移动部分和固定部分)还被配置(或在为检验检测器5056提供无线通信以与一个或多个处理器通信的情况下可替代地被配置)来通过滑环5016将电力传输到检验检测器5056。

滑环5016包括外部定子5016a和内部转子5016b(见图26)。内部转子5016b和定子5016a在其之间具有轴承5016k。定子5016a相对于中央框架5068(见图23和图24)固定地安装，同时转子5016b与可旋转轮毂5078在其中心轴线处连接(例如，见图24)。当可旋转轮毂5078被驱动进行旋转时，转子5016b与轮毂一起旋转。定子5016a与硬连线通信线的固定部分5056c连接，并且转子5016b与硬连线通信线的可移动部分5056b连接，如图26所示。如在图26中看到的，前滑环5016的转子5016b具有中空圆柱形配置，中心通路5016d从其通过。通路5016d允许其他导管或线，并且具体地例如来自前旋转式活接头的气压线(诸如连通到压缩空气罐5128的外部压缩空气线)从其穿过。

如可理解的，在一些实施方案中，检验检测器5056与一个或多个处理器5140之间的硬连线也可行进通过其他组件。例如，如图71所示，来自检验检测器5056的通信线可行进通过线馈送电子器件5046，之后被滑环5016接收。

在检验检测器5056的扫描操作的过程中、在焊接操作之前对管道之间的接合部区域的焊接前扫描的过程中、以及在焊接操作过程中对管道之间的接合部区域的动态扫描的过程中轮毂5078进行旋转时，滑环5016允许通信线的可移动部分5056b与可旋转轮毂5078一起移动。

还应理解，滑环5016还被配置来耦合一个或多个处理器5140与检验摄像机5112之间的通信连接，并且将电力提供到检验摄像机5112。这可通过相同的一条或多条硬连线的通信线5056a完成。一个或多个处理器5140被配置来在焊接操作之前、之后或过程中从检验摄像机5112接收摄像机检验数据。在摄像机扫描接合部区域时，可移动部分5056b与摄像机(和可移动轮毂5078)一起移动，并且固定部分5056c在与摄像机5112通信的可移动部分5056b的移动过程中保持固定。

还应理解，相同的滑环5016(和/或滑环5080)被配置来将电力传送到可与可旋转轮毂5078一起旋转的其他组件。例如，如图35b所示，用于向焊接焊炬5502提供焊接电力的焊接电力线5502k和用于控制一个或多个焊接焊炬电动机5550、5512、5588(用于控制焊接焊炬)并且对其供电的电力和命令线5550k均是被配置来穿过滑环5016的线。例如，出于说明性目的，在图26和图35b中，用于焊接电力线5502k的硬件电力线的固定部分被标记为5112c，并且焊接电力线的可移动部分被标记为5112b。可理解，它们可通过示出到相同的滑环5016中的另外的线或示为与单独的滑环连接来可替代地表示。

类似地，硬连线的通信线5550k可被提供通过滑环5016，以向焊炬电动机5550、5512、5588提供命令(和控制)以及电力。为了简单起见并且无需冗余，此硬连线5550k的可移动部分5550m在图35b中示出但是未在图26中示出。应理解，此图26以及图71用于示出滑环5016(或另一个滑环)可如何用于在焊接焊炬5502与可旋转轮毂5078一起旋转时并且在焊接焊炬5502被供电并控制以在焊接操作的过程中产生焊接时将电力和通信传输到焊接焊炬5502。

如图35b(和若干其他图)所示，可旋转轮毂5078具有大体上中空的圆柱形部分5078a。在与焊接焊炬、激光器和摄像机大体上轴向对齐的区域处的圆柱形部分的中间具有从其穿过的多个开口或狭槽5078b。开口5078b允许来自滑环5016(并且任选地来自滑环5080)的可移动电力线和通信线从可旋转轮毂5078的内部5078c径向向外穿到轮毂5078的外部以用于与焊接焊炬、激光器和摄像机连接。

应理解，虽然本文所示和描述的可旋转轮毂5078具有大体上圆柱形配置，但是轮毂可具有不同的形状。可旋转轮毂可具有任何管状形状(例如，仅为了举例，具有中空正方形或三角形配置)。此外，可旋转轮毂还可互换地称作“可旋转框架”。

如以上所示和描述的，检验检测器5056安装在管状轮毂的外部上，管状轮毂具有相反的端部和在端部之间的径向开口5078b。从前滑环5016和线馈送电子模块5046延伸的电力和通信线的可移动部分5056b延伸通过管状轮毂5078的内部5078c、通过径向开口5078b并且与一个或多个检验检测器5056连接。

如也可从图24和图35b理解的，承载保护气体(惰性气体)的气压线5032a穿过后旋转式活接头5072、通过滑环中的开口5080d、并且行进通过可旋转轮毂5078的中空内部5078c到保护气体阀5042(见图72)中的一个，所述阀安装在线馈送电子模块5046(见图71)中，所述线馈送电子模块5046安装在可旋转轮毂5078上以用于与其一起旋转。在与保护气体阀5042连接之后，气压线5032a(其是随着可旋转轮毂5078的旋转移动的可移动线)转回并且再次延伸通过可旋转轮毂5078的中空内部5078c(因此，图24中示出两条线5032a)。气压线5032a穿过开口5078b中的一个或多个，以便导向到焊接焊炬5502的尖端附近。图35b所示的气压线5032a包括气压线的随可旋转轮毂5078旋转而旋转的可移动部分。

图25是前旋转式活接头5032的局部截面图，所述前旋转式活接头5032具有与后旋转式活接头5072基本上相同的构造。前旋转式活接头5032用于将来自外部来源5029的压缩空气传送到机载压缩空气罐5128。前旋转式活接头包括定子5032d和转子5032e。转子5032e通过球轴承5032f安装在定子5032d上。定子5032d相对于中央框架5068固定，并且转子5032e联接到气压线的可移动部分5072d，可移动部分5072d的相反端部与后旋转式活接头5072的转子连接。气压线的可移动部分5072d穿过滑环5016的中心通路5016d，以便引入到可旋转轮毂5078的内部5078c并且然后到后旋转式活接头5072的转子。

应理解，虽然前滑环5016在图26中示出并且前旋转式活接头5032在图25中示出，但是对于每一个的相同的配置适用于后旋转式活接头5072和后滑环5080。

可从图24的剖视图进一步理解气压线的可移动部分穿过滑环5016的中心通路5016d的方式，所述图24在这如何适用于后滑环5080和后旋转式活接头5072的上下文中示出此属性。具体地，后旋转式活接头5072具有外部定子5072a和内部转子5072b。转子5072b从可旋转气压供应线5072d接收压缩空气(见图24和图70；应理解，图70是示意图并且线5072d在图70中示意性地画出，但是如图24所示穿过可旋转轮毂的内部5078c)。可旋转供应线5072d在其相反端部处连接到前旋转式活接头5032的转子。具体地，外部供应罐5029首先将压缩空气穿过前旋转式活接头5032的定子，并且然后通过前旋转式活接头5032的转子排出。前旋转式活接头5032的转子与可旋转轮毂5078操作性地连接，以便可一起旋转。可旋转供应线5072d从前旋转式活接头5032的转子穿到后旋转式活接头5072的转子5072b。压缩空气穿过后旋转式活接头的定子5072a到从其延伸的固定气压供应线5072f。固定气压供应线5072f通过阀连接到压缩空气罐5128，当所述压缩空气罐5128耗尽时，罐5128周期性地从外部供应罐5029接收压缩空气。如图24所示，可旋转供应线5072d从转子5072b穿过后滑环5080中的中心开口5080d。可移动气压供应线5072d然后穿过可旋转轮毂5078内的通路5078c以用于与前旋转式活接头5032连接。

如可在图24中看到的，后滑环5080具有内部转子5080r、外部定子5080s、以及在其之间的轴承5080m。

如还可从图24、图72理解的，后旋转式活接头5072还具有另一个固定线5072g，所述固定线5072g从稍后更详细描述的保护气体罐5262接收保护气体。保护气体从定子5072a穿到转子5072b，并且然后从转子通过可移动气压线5032a穿出。可移动气压线5032a穿过滑环中的开口5080d并且到通路5078c中。气压线5032a随着可旋转轮毂5078的旋转移动。气压线5032a的相反端部与保护气体阀5042连接，并且然后转回(因此，图24中示出两条线5032a)并且穿到焊接焊炬5502。在行进到焊接焊炬5502时，可移动气压线5032a穿过可移动轮毂5078中的开口5078b，如可从图72理解的。

虽然在此未详细描述，但是应理解，通过后旋转式活接头5072提供保护气体也适用于吹扫气体从吹扫气体罐7070穿过后旋转式活接头7072，如稍后描述的图94所示。

在图25中，前旋转式活接头5032示出为具有两个入口和出口端口。如图所示，仅使用端口中的一个用于通过气压线(固定部分5032c和可移动部分5072d)传送压缩空气。其他端口对于前旋转式活接头是非功能性的，但是两个端口均用于后旋转式活接头5072，如从以上描述所理解的。

还应理解，在一些实施方案中，可向/从检验检测器、摄像机和/或焊接焊炬提供无线通信，在此情况下，可绕过滑环用于某些功能的使用。

在一个实施方案中，通信信号可不横贯脐带缆5034与驱动部分电子模块5118之间的整个通信路径，并且可在通信路径的特定装置/模块之间行进。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004中的所有电子模块(包括最前端电子模块5014、线馈送电子模块5046、中央部分电子模块5064以及驱动部分电子模块5118)可各自包括存储器、辅助存储装置、以及被配置来执行系统控制的一个或多个处理器。在一个实施方案中，内部焊接系统5004中的所有电子模块可被配置来接收、处理、存储、检索和传输信号(传感器或控制)和数据。在一个实施方案中，这些电子模块可包含其他组件。例如，各种电路(例如像，电力供应电路、信号调节电路、螺线管驱动器电路、和/或本领域已知的任何其他电路)可并入电子模块中。在一个实施方案中，内部焊接系统5004中的所有电子模块可被配置来传输用于导向操作性地连接到其的装置的操作的控制信号，并且从操作性地连接到其的装置接收数据或其他信号(传感器)。

例如，最前端电子模块5014操作性地联接到前旋转电动机5030、前位置传感器5022、以及前夹具控制阀5018。在一个实施方案中，最前端电子模块5014被配置来传输控制信号以控制前旋转电动机5030和前夹具控制阀5018的操作，并且从前位置传感器5022接收传感器信号。

在一个实施方案中，线馈送电子模块5046操作性地联接到保护气体控制阀5042、线馈送系统5044的电动机、轴向焊接焊炬电动机5550、径向焊接焊炬电动机5512、以及倾斜焊接焊炬电动机5588。在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来传输控制信号，以控制保护气体控制阀5042、线馈送系统5044的电动机、轴向焊接焊炬电动机5550、径向焊接焊炬电动机5512、以及倾斜焊接焊炬电动机5588的操作。

在一个实施方案中，中央部分电子模块5064操作性地联接到后旋转电动机5074、后位置传感器5076、以及后夹具控制阀5062。在一个实施方案中，中央部分电子模块5064被配置来传输控制信号以控制后旋转电动机5074和后夹具控制阀5062的操作，并且从后位置传感器5076接收传感器信号。

在一个实施方案中，驱动部分电子模块5118操作性地联接到驱动电动机5124、制动器阀5190、以及驱动轮阀5192。在一个实施方案中，驱动部分电子模块5118被配置来传输控制信号，以控制驱动电动机5124、制动器阀5190、以及驱动轮阀5192的操作。

图72示出显示保护气体的流通过内部焊接系统5004的示意图，其中为了清楚起见并且更好地示出内部焊接系统5004的其他组件和/或特征，内部焊接系统5004的一些组件未示出。

在一个实施方案中，惰性/保护气体供应线被配置来将惰性/保护气体从惰性/保护气体源5262导向到第一夹具5142与第二夹具5144之间的区域，并且朝向焊接焊炬5502的焊接尖端5503附接的区域导向，以减少焊接操作的过程中焊接尖端5503附近的氧气。

参考图72，保护气体罐5262示出在内部焊接系统5004的驱动部分5010中。在一个实施方案中，高压调节器5264可定位在内部焊接系统5004的驱动部分5010中。在一个实施方案中，高压调节器5264可定位在内部焊接系统5004的中央部分5008中。在一个实施方案中，后旋转式活接头5072、焊接焊炬5502、可旋转轮毂5078、前夹具5142和后夹具5144、以及前夹具5142和后夹具5144示出在内部焊接系统5004的中央部分5008中。在一个实施方案中，前密封件5146和后密封件5148可定位在内部焊接系统5004的中央部分5008中。保护气体阀5042示出在内部焊接系统5004的最前端部分5006中。

在一个实施方案中，保护气体罐5262被配置来维持在500-2400磅的压力下。保护气体罐5262通过流体连通线与后旋转式活接头5072流体连通。在一个实施方案中，保护气体罐5262通过阀5266和高压调节器5264与后旋转式活接头5072流体连通。在一个实施方案中，高压调节器5264被配置来在75磅的压力下自动地切断吹扫气体的流动。即，高压调节器5264通常被设置来将保护气体罐5262中的压力减小至高压调节器5264下游的、并且从后旋转式活接头5072到保护气体阀5042的流体连通线中的约75磅。

在一个实施方案中，后旋转式活接头5072通过流体连通线与保护气体阀5042流体连通。在一个实施方案中，存储在保护气体罐5262中的保护气体通过流体连通线被送到后旋转式活接头5072，并且然后从后旋转式活接头5072通过流体连通线到保护气体阀5042。在一个实施方案中，每个保护气体控制阀5042被配置来控制保护气体通过保护气体线5268向对应焊接焊炬5502的流动。在一个实施方案中，每个焊接焊炬5502具有连接到其的对应保护气体控制阀5042。在一个实施方案中，保护气体控制阀5042被操作性地连接以从线馈送电子模块5046接收控制信号。在一个实施方案中，保护气体控制阀5042被配置来在其从线馈送电子模块5046接收信号时将保护气体供应到对应的焊接焊炬。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004的驱动部分5010可包括吹扫气体罐、保护气体罐5262和压缩空气气体罐。在一个实施方案中，来自保护气体罐5262的保护气体仅用于将保护气体供应到焊接焊炬5502。在一个实施方案中，单独的吹扫气体罐可被配置来填充并维持吹扫气体腔室中的吹扫气体。在一个实施方案中，压缩空气用于对密封件5146和5148充气并且使夹具5142和5144扩张。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004的驱动部分5010可包括压缩空气气体罐和吹扫/保护气体罐。即，保护气体罐和吹扫气体罐是同一个。在一个实施方案中，来自压缩空气气体罐的压缩空气用于对密封件5146和5148充气并且使夹具5142和5144扩张。在一个实施方案中，密封件5146和5148在内部焊接系统5004中是任选的。在一个实施方案中，向焊接焊炬5502的保护气体和向吹扫气体腔室的吹扫气体通过具有吹扫/保护气体的相同气体罐供应。在一个实施方案中，将吹扫气体供应到吹扫气体腔室是任选的。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004的驱动部分5010可仅包括吹扫/保护气体罐(即，没有压缩空气气体罐)。对于较小内部焊接系统可能是这种情况。在一个实施方案中，吹扫/保护气体罐被配置来将吹扫/保护气体供应到焊接焊炬5502，将吹扫/保护气体供应到吹扫气体腔室，并且供应吹扫/保护气体以对密封件5146和5148充气并且使夹具5142和5144扩张。在一个实施方案中，密封件5146和5148在内部焊接系统5004中是任选的。在一个实施方案中，将吹扫气体供应到吹扫气体腔室是任选的。

图72a、图72b和图72c分别示出在现有技术系统和内部焊接系统5004中使用的内部焊接焊炬的近距离视图，其中管道具有间隙和径向偏移(错口)对齐。例如，如图72a所示，管道1022a、1022b具有1毫米间隙和径向偏移(错口)。

如图72b所示，在现有技术系统中，管道的升高边缘保护焊接坡口的左侧，从而导致焊接熔深减小。如图72c所示，与内部焊接系统5004相关联的一个或多个处理器5140被配置来接收焊接部轮廓数据(例如，在焊接工序之前、过程中和之后)，并且被配置来基于所接收的焊接部轮廓数据使其内部焊接焊炬5502偏移和/或使其内部焊接焊炬5502倾斜，以实现完全焊接熔深。因此，来自内部焊接系统5004的焊接部轮廓数据可用于制造更好的焊接。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来从现场系统5000接收与第一管道1022a与第二管道1022b之间的接合部区域5136的焊接相关的轮廓数据。在一个实施方案中，相关轮廓数据基于对管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的扫描。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来将相关轮廓数据的一个或多个特征与一个或多个预定义的轮廓特征进行比较，以生成对现场系统5000的响应。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来将所述响应发射到现场系统5000，以致使现场系统5000基于响应执行一个或多个操作。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来向现场系统5000发射信号以停止焊接相关工序、改变或开发焊接协议、保存或进一步分析接合部区域5136的轮廓数据、保存或进一步分析焊接前轮廓数据、保存或进一步分析焊接后轮廓数据、确认或修改其版本等。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140与检验检测器5056操作性地相关联，以确定管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的轮廓。在一个实施方案中，焊接焊炬5502被配置来基于管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的轮廓在管道1022a、1022b之间的接合部区域5136处产生焊接。在一个实施方案中，(例如，外部焊接系统7500的)焊接焊炬被配置来基于管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的轮廓在管道1022a、1022b之间产生焊接。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来在焊接操作之前、之后或过程中从检验检测器5056接收检验数据。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来在焊接操作之前、之后或过程中从检验摄像机5112接收摄像机检验数据。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来在焊接操作之前、之后或过程中从检验检测器5056接收检验数据并且从检验摄像机5112接收摄像机检验数据。

在一个实施方案中，检验摄像机5112被配置来在焊接操作之后扫描焊接的接合部区域5136。在一个实施方案中，检验摄像机5112被配置来基于扫描向一个或多个处理器5140发送信号。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来基于来自检验摄像机5112的信号确定焊接的接合部区域5136的特征。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来分析数据以自动地检测凹切或其他形状偏差。

在一个实施方案中，如果接合部区域5136的特征大于预定阈值，则它可指代为接合部区域5136的不合需要的特征。在一个实施方案中，如果接合部区域5136的特征大于预定阈值并且所述特征与预定阈值之间的差值落在预定的可接受/可允许的范围内，则确定接合部区域5136的不合需要的特征不需要校正。在一个实施方案中，如果接合部区域5136的特征大于预定阈值并且所述特征与预定阈值之间的差值没有落在预定的可接受/可允许的范围内，则确定接合部区域5136的不合需要的特征需要校正。

在一个实施方案中，如果接合部区域5136的特征小于预定阈值，则它可指代为接合部区域5136的不合需要的特征。在一个实施方案中，如果接合部区域5136的特征小于预定阈值并且所述特征与预定阈值之间的差值落在预定的可接受/可允许的范围内，则确定接合部区域5136的不合需要的特征不需要校正。在一个实施方案中，如果接合部区域5136的特征小于预定阈值并且所述特征与预定阈值之间的差值没有落在预定的可接受/可允许的范围内，则确定接合部区域5136的不合需要的特征需要校正。

在一个实施方案中，如果接合部区域5136的特征不在预定范围内，则它可指代为接合部区域5136的不合需要的特征。在一个实施方案中，如果接合部区域5136的特征不在预定范围内并且落在可接受/可允许的范围内，则确定接合部区域5136的不合需要的特征不需要校正。在一个实施方案中，如果接合部区域5136的特征不在预定范围内并且没有落在可接受/可允许的范围内，则确定接合部区域5136的不合需要的特征不需要校正。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来接收电子信号(例如，由检验检测器5136的接收器生成)，以确定是否应校正接合部区域5136的不合需要的特征。在一个实施方案中，响应于检测到接合部区域5136的一个或多个不合需要的特征，一个或多个处理器5140被配置来向控制管道中的一个的轴向旋转位置的电动机5030、5074发送指令，以致使电动机5030、5074使管道1022a、1022b中的一个相对于管道1022a、1022b中的另一个旋转以校正不合需要的特征。在一个实施方案中，电动机5030、5074被配置用于使径向延伸夹具5142、5144移动。

在一个实施方案中，与一个或多个处理器5140操作性地连接的焊接焊炬5502被配置来响应于一个或多个处理器5140检测到没有不合需要的特征存在而执行焊接操作以将管道1022a、1022b焊接在一起。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来与检验检测器5056交互，以扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以便在焊接操作之前确定管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的轮廓并且基于其生成焊接前轮廓数据。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来与检验检测器5056交互，以扫描管道1022a、1022b之间的整个接合部区域5136，以便在施加焊接材料以将两个管道1022a、1022b焊接在一起之前生成焊接前轮廓数据。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来与检验检测器5056交互，以扫描接合部区域5136，以便在第一夹具5142和第二夹具5144分别与第一管道1022a和第二管道1022b接合之后获得焊接前轮廓数据。

另外地或可替代地，一个或多个处理器5140被配置来与检验摄像机5112、x射线摄影术检验装置、γ射线检验装置、超声检验装置、磁粉检验装置、涡流检验装置或其他检验装置交互，以扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以便在焊接操作之前确定接合部区域5136的轮廓。

焊接前扫描/检验工序对于接头内部焊接系统3001和吹扫和检验系统7001是相同的，并且因此关于接头内部焊接系统3001和吹扫和检验系统7001将不再次进行描述。

在各种实施方案中，本文所述的“焊接前”轮廓数据指代从在焊接焊炬被激活以将管道彼此固定之前扫描待焊接的两个管道之间的接合部区域的检验检测器(例如像通过检验激光器)获得的数据。此焊接前轮廓数据被传送到一个或多个处理器，以确定在任何焊接材料沉积到接合部区域之前管道是否足够对齐。在一个实施方案中，如果检测到不对齐，例如通过一个或多个处理器确定不对齐在可接受的不对齐值以外，则一个或多个处理器被配置来向与管道的外部表面接合的支架发送信号。支架中的一个或两个可基于来自焊接前轮廓数据的输出信号进行调整，以调整管道之间的相对定位，以便使接合部区域的对齐处于可接受的不对齐值内。

应理解，考虑到管道结构中的轻微不一致性，常常(并且通常)不能实现绝对完美的对齐。然而，此完美的对齐是不需要的，只要对齐在适于良好焊接的公差范围内即可。

在一个实施方案中，焊接前轮廓数据可包括管道椭圆度/圆度数据。在一个实施方案中，管道椭圆度/圆度数据可包括最小内径的位置和大小、最大内径的位置和大小、管道平均内径、管道平均壁厚、最小壁厚的位置和大小、和/或最大壁厚的位置和大小。在一个实施方案中，管道椭圆度/圆度数据可包括最小内径的位置和大小、最大内径的位置和大小、最小壁厚的位置和大小、以及最大壁厚的位置和大小中的每个与其相应的预定值之间的比较。在一个实施方案中，管道椭圆度/圆度数据可包括管道平均内径和管道平均壁厚中的每个与其相应的预定值之间的比较。在一个实施方案中，管道椭圆度/圆度数据可包括基于所述比较的管道在管道周长上的所有位置处的内径偏差。

在一个实施方案中，焊接前轮廓数据可包括管道斜面轮廓数据。在一个实施方案中，管道斜面轮廓数据可包括管道斜面几何形状。在一个实施方案中，管道斜面轮廓数据可包括管道斜面的大小和形状、管道斜面的钝边(平台(land))厚度、管道斜面的斜面角度、管道斜面的偏移、以及管道斜面的根部角度中的每个与其相应的预定值之间的比较。在一个实施方案中，管道斜面轮廓数据可包括基于所述比较的管道在管道周长上的所有位置处的管道斜面偏差。

在一个实施方案中，焊接前轮廓数据可包括焊接接缝装配和对齐数据。在一个实施方案中，焊接接缝装配和对齐数据可包括关于管道(管道对齐之后)的内部邻接端部之间的间隙的数据。在一个实施方案中，焊接接缝装配和对齐数据可包括关于管道(管道对齐之后)的斜面之间的间隙的数据。在一个实施方案中，焊接接缝装配和对齐数据可包括最小间隙的位置和大小、最大间隙的位置和大小、和/或平均间隙。在一个实施方案中，焊接接缝装配和对齐数据可包括最小间隙的位置和大小以及最大间隙的位置和大小与其相应的预定值之间的比较。在一个实施方案中，焊接接缝装配和对齐数据可包括平均间隙与其相应的预定值之间的比较。在一个实施方案中，焊接接缝装配和对齐数据可包括基于所述比较的管道在管道周长上的所有位置处的间隙偏差。在一个实施方案中，焊接接缝装配和对齐数据可包括管道之间的最小高度差(即，可接受的对齐)等。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来与检验检测器5056交互，以在第一夹具5142和第二夹具5144分别与第一管道1022a和第二管道1022b接合之后扫描接合部区域5136。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来与第一管道接合结构5052和第二管道接合结构5054操作性地连接。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来基于焊接前轮廓数据操作第一管道接合结构5052和/或第二管道接合结构5054，以在焊接操作之前更改管道1022a、1022b之间的接合部区域5136。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来通过驱动第一管道接合结构5052和/或第二管道接合结构5054以基于焊接前轮廓数据改变第一管道1022a和/或第二管道1022b的圆度(或椭圆度)来在焊接操作之前更改管道1022a、1022b之间的接合部区域5136。例如，在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来通过选择性地驱动夹具5142和/或5144的夹具制动箍5157中的一个或多个以基于焊接前轮廓数据改变第一管道1022a和/或第二管道1022b的圆度来在焊接操作之前更改管道1022a、1022b之间的接合部区域5136。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来通过驱动第一管道接合结构5052和/或第二管道接合结构5054以基于焊接前轮廓数据使第一管道1022a和/或第二管道1022b旋转和/或轴向地移动来在焊接操作之前更改管道1022a、1022b之间的接合部区域5136。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来通过使一个管道1022a或1022b相对于另一个管道1022a或1022b旋转来在焊接操作之前更改管道1022a、1022b之间的接合部区域5136。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来基于焊接前轮廓数据开发焊接协议。在一个实施方案中，焊接协议包括焊接速度和焊接焊炬位置协议。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来基于焊接前轮廓数据操作支架5330(如图10a和图10b所示)或6010a和6010b(如图73所示)，以用于将引入管道1022a提供在管道1022b的第二端部处(在内部焊接系统5004的框架组装件定位在管道1022b的第二端部处之后)，以便在焊接操作之前更改管道1022a、1022b之间的接合部区域5136。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来基于焊接前轮廓数据控制支架5330的外部定位的辊5332，以用于将引入管道1022a提供在管道1022b的第二端部处(在内部焊接系统5004的框架组装件定位在第一管道1022b的第二端部处之后)。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来基于焊接前轮廓数据操作支架5330(如图10a和图10b所示)或6010a和6010b(如图73所示)，以生成第一管道1022a与第二管道1022b之间的相对移动，以便在焊接操作之前更改管道1022a、1022b之间的接合部区域5136。在一个实施方案中，第一管道1022a和/或第二管道1022b的外部表面5346和/或5348(如图2g所示)被接合，以便在焊接前轮廓数据确定需要调整的事件中调整管道1022a、1022b的相对定位。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140操作(或以其他方式被控制)支架5330(如图10a和图10b所示)和6010a和6010b(如图73所示)接合第一管道1022a和/或第二管道1022b的外部表面5346和/或5348(如图2g所示)，以便在焊接前轮廓数据确定需要调整的事件中调整管道1022a、1022b的相对定位。

在一个实施方案中，在焊接前轮廓数据确定需要调整的事件中释放第一夹具5142和/或第二夹具5144，以便能够调整管道1022a、1022b的相对定位。在一个实施方案中，第一夹具和第二夹具是内部定位的夹具并且在焊接前轮廓数据确定需要调整的事件中被释放，以便能够调整管道1022a、1022b的相对定位。在一个实施方案中，第一夹具和第二夹具是外部定位的夹具并且在焊接前轮廓数据确定需要调整的事件中被释放，以便能够调整管道1022a、1022b的相对定位。在一个实施方案中，第一夹具和第二夹具包括内部定位的夹具和外部定位的夹具两者。在一个实施方案中，在焊接前轮廓数据确定需要调整的事件中释放内部定位的夹具和外部定位的夹具两者，以便能够调整管道1022a、1022b的相对定位。

在一个实施方案中，管道1022a、1022b的相对定位的调整(基于焊接前轮廓数据)可通过控制外部定位的辊5332(如图10a和图10b所示)的处理器5140自动地执行或通过操作人员使用起重机和(内部/外部)夹具执行。在一个实施方案中，管道1022a、1022b的相对定位的调整(基于焊接前轮廓数据)还可指代为管道1022a、1022b的再对齐。

在一个实施方案中，管道1022a、1022b的相对定位的调整(基于焊接前轮廓数据)可包括沿着管道1022a、1022b的纵向轴线的调整和/或沿着管道1022a、1022b的径向轴线的调整。在一个实施方案中，管道1022a、1022b的相对定位的调整(基于焊接前轮廓数据)可包括管道1022a、1022b的位置调整和取向调整。在一个实施方案中，管道1022a、1022b的相对定位的调整(基于焊接前轮廓数据)可包括向上和向下移动和纵向移动(沿着管道1022a、1022b的纵向轴线)。

在一个实施方案中，释放内部和/或外部夹具(在焊接前工序的过程中将管道1022a、1022b保持在适当位置)，并且起重机、以电子的方式控制的外部定位的辊5332或其他此类装置可用于基于焊接前轮廓数据操纵管道。在一个实施方案中，在再对齐工序之前释放内部和/或外部夹具(在焊接前工序的过程中将管道1022a、1022b保持在适当位置)。在一个实施方案中，在管道1022a、1022b再对齐之后，使用外部和/或内部夹具再次夹紧管道1022a、1022b。

在一个实施方案中，待焊接的新管道1022a可基于从检验检测器(例如，检验激光器)5056获得的焊接前轮廓数据绕其纵向轴线相对于已经焊接的现有管道1022b进行旋转。具体地，焊接前轮廓数据可用于确定在一些情况下，管道1022a和1022b的相对旋转位置可改变以实现更好的焊接匹配。例如，如果管道1022a、1022b中的每个对其具有轻微的椭圆度，则使管道匹配使得两个管道中的每个的长轴大体上对齐并且两个管道中的每个的短轴大体上对齐可具有总体有益的效果。因此，在一个实施方案中，检验检测器5056可生成由一个或多个处理器5140处理的信号，以便为待焊接的引入管道1022a确定更有益的旋转位置。此旋转可通过一个或多个处理器5140在焊接操作之前激活前旋转电动机5030以使管道1022a旋转来实现。具体地，为了使引入管道1022a旋转，中央框架5068相对于先前焊接的管道保持可旋转地固定。中央框架5068与管道1022b之间的此旋转地固定关系通过一个或多个处理器5140使后夹具5144致动以与管道1022b的内部表面固定地接合以便防止其之间的相对旋转来实现。除后夹具5144和中央框架5068相对于管道旋转地固定之外，后旋转电动机5074不被处理器5140激活并且其电动机轴被锁定不旋转。由于后旋转电动机轴被防止进行旋转，整个可旋转轮毂5078相对于中央框架5068和管道1022b保持可旋转地固定。然后激活前旋转电动机5030。它的轴进行旋转以驱动如图19所示和以上所述的轮系，使得轮系23可旋转地接合环形齿轮5021的齿轮齿5023。因为线馈送模块5020(其固定到可旋转轮毂5078)和可旋转轮毂5078被固定不旋转，所以前旋转电动机5030和操作性地连接到其的齿轮5023沿着环形齿轮5021被周向地驱动。前旋转电动机5030上形成的此旋转驱动力使电动机5030所连接的整个最前端部分框架5026可旋转地移动。最前端部分框架5026的旋转进而可旋转地驱动前夹具5142。夹具5142在夹具5142与可旋转轮毂5078之间的轴承5108、5098上围绕可旋转轮毂5078旋转。因为夹具5142延伸并加紧到管道1022a的内部表面，管道1022a因此旋转到由一个或多个处理器5140基于从检验检测器5056接收的焊接前扫描信息确定的位置。在管道1022a的旋转过程中，如果外部支架(5330、6010a、6010b)接合管道的外部表面，则一个或多个处理器5140指示外部支架(5330、6010a、6010b)上的辊5332任选地处于自由运转状态(其中所述辊5332是被动的)，或者任选地一个或多个处理器5140指示与辊5332操作性地连接的一个或多个电动机在与前旋转电动机5030从管道1022a内侧驱动旋转的速度相当(类似或相同)的旋转速度下驱动辊5332。此后一种方法从管道1022a内侧和外侧两者向管道提供旋转力，虽然在一些实施方案中，仅驱动力可以是足够的。

在刚才所述的实施方案中，夹具5142和5144与相关联的管道1022a和1022b接合，以防止框架5026与管道1022a之间的相对旋转，并且防止中央框架5068与管道1022b之间的旋转。然而，在一个或多个实施方案中，夹具5142和5144不需要负责此功能。相反，与两个框架操作性地相关联的轮子可被配置来以足够的摩擦力和/或外向力接合相关联的管道，以防止管道与框架之间的相对旋转。在一个实施方案中，实现或允许框架与管道之间的运动的轮子允许仅框架与管道之间的大体上纵向移动，并且防止其之间的相对旋转移动。这对于框架中的一个或多个上的轮子可以是真实的。轮接合选择可用在框架中的仅一个上，框架中的两个上，并且可任选地与夹紧方法组合用于框架中的一个或两个。

本文所述的管道旋转技术还可用于在焊接操作完成并且新的管道进入以用于下一个焊接前扫描之后将框架返回到期望的“开始”或“原始”旋转位置。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来将焊接前轮廓数据发送到远程处理器以用于进一步处理。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来与检验检测器5056交互，以扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以便在焊接操作的过程中在管道1022a、1022b之间的接合部5136的在其上沉积焊接材料之前的区域处确定接合部区域的轮廓并且生成动态轮廓数据。

动态扫描/检验工序对于接头内部焊接系统3001和吹扫和检验系统7001是相同的，并且因此关于接头内部焊接系统3001和吹扫和检验系统7001将不再次进行描述。

在各种实施方案中，动态轮廓数据指代在焊接操作的过程中从检验检测器获得的数据。例如，动态轮廓数据从紧接在正在焊接的区域之前(前方)(例如，正在焊接的区域前方1-6英寸)的位置获取。具体地，检验检测器扫描将要焊接的区域中的接合部区域，以便提供关于即将沉积焊接材料的接合部区域的轮廓的数据。应理解，管道之间的接合部区域的轮廓可在越来越多的接合部区域被焊接时稍微改变。换言之，顺序焊接本身可稍微更改在接合部区域处的管道在接合部区域的未焊接的部分处的对齐/定位。在即将在接合部区域的未焊接区域上沉积焊接焊炬的焊接材料之前，检验检测器测量接合部区域的轮廓，并且一个或多个处理器接收并使用来自检验检测器的信号以向焊接焊炬和/或其电动机输出信号/指令，以便控制各种焊接焊炬参数以在管道被焊接时使焊接适应于管道。焊接焊炬参数可包括以下中的一个或多个：线馈送速度、线消耗、摆动宽度、摆动波形、摆动幅度、焊接时间、气体流动速率、焊弧的功率电平、焊接电流、焊接电压、焊接阻抗、焊接焊炬行进速度、焊接焊炬的焊接尖端沿着管道轴线的位置、焊接焊炬的焊接尖端相对于其旋转平面的角度定位和/或焊接焊炬的焊接尖端到待焊接管道的内表面的距离。

在一个实施方案中，动态焊接部轮廓数据可包括高低(错口)数据。在一个实施方案中，高低(错口)可通常指代管道在其对齐之后的斜面边缘之间的高度差。在一个实施方案中，高低(错口)数据可包括最小高度差的位置和大小以及最大高度差的位置和大小中的每个与其相应的预定值之间的比较。在一个实施方案中，高低(错口)数据可包括平均高度差与其相应的预定值之间的比较。在一个实施方案中，高低(错口)数据可包括基于所述比较的管道在管道周长上的所有位置处的高度差偏差。

在一个实施方案中，动态焊接部轮廓数据可包括焊接接缝特征。

在一个实施方案中，动态焊接部轮廓数据可包括焊接接缝的宽度和焊接接缝的根部间隙。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来基于动态轮廓数据生成焊接信号以控制焊接焊炬5502。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来在焊接操作的过程中基于动态轮廓数据控制焊接焊炬5502的位置和速度。在一个实施方案中，焊炬电动机5588操作性地连接到一个或多个处理器5140，以在焊接操作的过程中控制焊接焊炬5502的角度。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来指示一个或多个焊炬电动机5512在每个焊接通道之后使焊接尖端5503进一步移动远离接合部区域5136以容纳累积的焊接材料。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来控制轴向焊接焊炬电动机5550，以控制焊接焊炬5502的轴向运动(即，使焊接尖端5503进一步移动远离接合部区域5136)。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来基于焊接前轮廓数据生成初始规划的焊接部轮廓，并且基于动态轮廓数据修改/适配初始规划的焊接部轮廓。

在一个实施方案中，线馈送速度、摆动宽度、焊弧的功率电平、和/或焊接焊炬5502的焊接尖端5503到待焊接管道的表面的距离可基于动态轮廓数据来控制。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来与检验检测器5056交互，以扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以便在焊接操作之后确定管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的轮廓并且基于其生成焊接后轮廓数据。在一个实施方案中，焊接后轮廓数据在检验检测器5056定位在第一管道1022a和/或第二管道1022b内、不使第一管道接合结构5052或第二管道接合结构5054分别与第一管道1022a的内部表面5130或第二管道1022b的内部表面5132脱离的情况下获得。

焊接后扫描/检验工序对于接头内部焊接系统3001和吹扫和检验系统7001是相同的，并且因此将不再次参考接头内部焊接系统3001和吹扫和检验系统7001进行描述。

另外地或可替代地，一个或多个处理器5140被配置来与检验摄像机5112、x射线摄影术检验装置、γ射线检验装置、超声检验装置、磁粉检验装置、涡流检验装置或其他检验装置交互，以扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以便在焊接操作之后确定接合部区域5136的轮廓。

在一个实施方案中，焊接后轮廓数据可包括所形成的焊珠的轮廓。在一个实施方案中，焊接后轮廓数据可包括所形成的根部通道焊接层的轮廓。在一个实施方案中，焊接后轮廓数据可包括焊接部形状特征，诸如失配、珠缘凹度、和凹角。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来基于焊接后轮廓数据致使在管道1022a、1022b之间的接合部区域5136上执行另一个焊接操作。

某些焊接变量/参数具有熟知的关系。即，一个焊接变量/参数的改变在另一个焊接变量/参数中具有对应的改变。焊接变量/参数(诸如焊接电流、焊接电压、焊接焊炬行进速度、以及热输入)均是有联系的。例如，如果焊接电流增加并且所有其他焊接变量/参数保持恒定，则电压应降低。另外，如果焊接焊炬行进速度增加并且所有其他焊接变量/参数保持恒定，则热输入应降低。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来分析所采集的数据(例如，在焊接操作之前、之后或过程中)，以检验问题并且做出过程/参数改变。在一个实施方案中，基于分析和检测，一个或多个处理器5140被配置来根据需要使内部焊接系统5004离线进行维护，以防止问题复发。

在一个实施方案中，在焊接操作之前、之后或过程中由一个或多个处理器5140收集/接收的每个数据点与其对应的(金本位)理想焊接值进行比较。如果任何过程变量变化超过设置的/预定的限度，则可标注这些差异。如果所述差异持续长于可允许的最大缺陷大小，则可停止焊接过程，使得可修复焊接部。理想焊接值和可允许的限度可在收集更多焊接数据时随时间改进。

在一个实施方案中，一个或多个处理器可被配置来观察刚好在偏差发生之前所发生的情况，并且确定控制环路编程中是否存在允许偏差发生的缺点。如果是这样，一个或多个处理器可向内部焊接系统5004发送更新的控制环路程序，并且观察所述改变是否改善内部焊接系统5004的性能。

在一个实施方案中，一个或多个处理器还可被配置来监测局部地由操作人员给予内部焊接系统5004的命令。如果确定这些命令导致焊接部缺陷，则一个或多个处理器被配置来向操作人员发送消息以停止向内部焊接系统5004提供命令。如果确定这些命令防止焊接部缺陷，则一个或多个处理器被配置来向所有操作人员发送消息，从而指示他们开始使用所述命令。

在一个实施方案中，一个或多个处理器被配置来收集并分析无创性(ndt)数据。在一个实施方案中，检测到焊接部缺陷的位置可再次与在相同位置处记录的焊接参数进行比较，即使缺陷足够小而不需要修复。在一个实施方案中，一个或多个处理器能够知道在传统检验报告中不包括的焊接部缺陷。这给予一个或多个处理器针对每个焊接参数和所得焊接部的质量的非常好的统计样本。此统计模型可用于确定针对每个焊接参数的最好的设置以及与所述设置的可允许偏差。在每个新ndt扫描改进统计模型时，这些新的参数可直接地传送到内部焊接系统5004。

在一个实施方案中，如本文所述，计算机系统5138(包括一个或多个处理器5140)可以是对现场系统5000本地的计算机系统。在另一个实施方案中，如本文所述，计算机系统5138可以是远离现场系统5000定位的计算机系统(例如，远程计算机系统13704或其他远程计算机系统)，并且可通信地连接到现场系统5000或其本地计算机系统。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可从现场系统5000接收(通过接收器)与管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的检验相关联的检验数据(例如，来自检验装置的原始数据、2d或3d成像数据或来自检验的其他数据)。用于检验的一个或多个检验装置可包括检验激光器、检验摄像机、x射线摄影术检验装置、γ射线检验装置、超声检验装置、磁粉检验装置、涡流检验装置、温度监测器、或其他检验装置中的一个或任何组合。检验数据可相应地包括激光器检验数据、摄像机检验数据、x射线检验数据、γ射线检验数据、超声检验数据、磁粉检验数据、涡流检验数据、温度检验数据、或其他检验数据中的一个或任何组合。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可基于所接收的检验数据自动地生成包括接合部区域5136的轮廓数据(例如，焊接前轮廓数据、动态轮廓数据、焊接后轮廓数据、或其他数据)的响应，并且将轮廓数据发射(通过发射器)到现场系统5000。在一个实施方案中，例如，在所接收的检验数据基于焊接操作之前的对接合部区域的扫描的情况下，一个或多个处理器5140可使用所接收的检验数据生成包括接合部区域5136的焊接前轮廓数据的响应，并且将焊接前轮廓数据发射(通过发射器)到现场系统5000。在一个实施方案中，在所接收的检验数据基于焊接操作过程中的对接合部区域的扫描的情况下，一个或多个处理器5140可使用所接收的检验数据生成包括接合部区域5136的动态轮廓数据的响应，并且将动态轮廓数据发射(通过发射器)到现场系统5000。在一个实施方案中，其中所接收的检验数据基于焊接操作之后的对接合部区域的扫描，一个或多个处理器5140可使用所接收的检验数据生成包括接合部区域5136的焊接后轮廓数据的响应，并且将焊接后轮廓数据发射(通过发射器)到现场系统5000。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可基于所接收的检验数据生成包括一个或多个焊接协议或其他操作协议的响应，并且将操作协议作为控制操作数据发射(通过发射器)到现场系统5000。例如，在接收操作协议之后，现场系统5000可基于所接收的操作协议执行一个或多个操作。在另一个实施方案中，一个或多个处理器5140可基于所接收的检验数据生成轮廓数据，以获得接合部区域5136的轮廓数据(例如，焊接前轮廓数据、动态轮廓数据、焊接后轮廓数据、或其他轮廓数据)。在另一个实施方案中，一个或多个处理器5140可使用轮廓数据获得焊接协议或其他操作协议，并且将操作协议发射(通过发射器)到现场系统5000。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可基于与一个或多个其他管道(除管道1022a、1022b以外)相关联的检验数据、与用于在其他管道上执行一个或多个操作(例如，焊接或其他操作)的输入参数(例如，焊接或其他参数)相关的数据、与操作的观察相关的数据、或其他数据生成焊接协议或其他操作协议。例如，一个或多个处理器5140可从一个或多个现场系统获得检验数据，并且分析检验数据以确定管道是否具有缺陷并且管道中的哪些具有缺陷。处理器然后可将在确定具有缺陷(在执行操作之后)的一个或多个物体上执行的操作的一组或多组观察与在没有缺陷的一个或多个其他物体上执行的相同操作的其他一组或多组观察进行比较，以确定可能导致缺陷的情况(如在本文中的其他地方进一步详细描述的)。基于所述比较，一个或多个处理器5140可生成焊接协议或其他操作协议，使得在操作协议用于一个或多个后续操作(例如，与所执行和观察的操作相同或类似的后续操作)时，操作协议避免或以其他方式解决所述情况(可能已经导致缺陷)。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可获得接合部区域5136(管道1022a、1022b之间)的焊接前轮廓数据，其中焊接前轮廓数据基于焊接操作之前在现场系统5000处的对接合部区域5136的扫描。例如，一个或多个处理器可从现场系统5000接收焊接前轮廓数据。又如，一个或多个处理器5140可基于从现场系统5000接收的检验数据生成焊接前轮廓数据。在获得之后，一个或多个处理器5136可分析焊接前轮廓数据以生成对现场系统5000的响应。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可将焊接前轮廓数据的一个或多个特征(例如，管道椭圆度/圆度特征、管道斜面轮廓特征、焊接接缝装配和对齐特征、或其他特征)与可接受的预定义焊接前轮廓的一个或多个特征进行比较。基于所述比较，处理器5140可将指示现场系统5000是否开始焊接操作的响应作为控制操作数据发射(通过发射器)到现场系统5000。

例如，所述响应可指定接合部区域5136在焊接操作的规范内，从而指示现场系统5000开始焊接操作。响应可另外地或可替代地包括用于焊接操作的一个或多个焊接协议。又如，响应可指定接合部区域5136不在规范内，从而指示现场系统5000不应在处于其当前状态中的接合部区域5136上执行焊接操作。在一种使用情况下，响应可指示需要在焊接操作之前需要更改接合部区域5136(例如，需要使管道1022a、1022b再对齐或其他更改)。由此，响应可致使现场系统5000操作现场系统5000的管道接合结构，以在焊接操作之前更改接合部区域5136，使得接合部区域5136在焊接操作的规范内。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可将轮廓数据的一个或多个特征(基于在现场系统5000处的对接合部区域5136的扫描获得)与一个或多个预定轮廓特征进行比较，以确定一个或多个匹配特征。例如，基于匹配特征，一个或多个处理器5140可自动地确定用于焊接管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的一个或多个焊接协议，并且将一个或多个焊接协议发射(通过发射器)到现场系统5000，以致使现场系统5000基于一个或多个焊接协议在接合部区域5136上执行焊接操作。例如，焊接协议可包括一个或多个输入参数，诸如线馈送速度、线消耗、摆动宽度、摆动波形、摆动幅度、焊接时间、气体流动速率、焊弧的功率电平、焊接电流、焊接电压、焊接阻抗、焊接焊炬行进速度、焊接焊炬的焊接尖端沿着管道轴线的位置、焊接焊炬的焊接尖端相对于其旋转平面的角度定位、焊接焊炬的焊接尖端到待焊接管道的内表面的距离、或其他参数。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可获得接合部区域5136(管道1022a、1022b之间)的动态轮廓数据，其中动态轮廓数据基于焊接操作的过程中在现场系统5000处的对接合部区域5136的扫描。例如，一个或多个处理器5140可从现场系统5000接收(通过接收器)动态轮廓数据。又如，一个或多个处理器5140可基于从现场系统5000接收的检验数据生成动态轮廓数据。在获得之后，一个或多个处理器5140可分析动态轮廓数据以生成对现场系统5000的响应。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可将动态轮廓数据的一个或多个特征(例如，管道椭圆度/圆度特征、管道斜面轮廓特征、焊接接缝装配和对齐特征、焊接部形状特征、或其他特征)与可接受的预定义轮廓(例如，预定义焊接前轮廓、预定义焊接后轮廓、或其他轮廓)的一个或多个特征进行比较。基于所述比较，处理器5140可向现场系统5000发射包括用于焊接操作的对一个或多个焊接特征的动态更新的响应。例如，所述响应可致使现场系统5000在焊接操作的过程中基于对焊接特征的动态更新控制焊接焊炬。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可获得接合部区域5136(管道1022a、1022b之间)的焊接后轮廓数据，其中焊接后轮廓数据基于焊接操作之后在现场系统5000处的对接合部区域5136的扫描。例如，一个或多个处理器5140可从现场系统5000接收(通过接收器)焊接后轮廓数据。又如，一个或多个处理器可基于从现场系统5000接收的检验数据生成焊接后轮廓数据。在获得之后，一个或多个处理器5140可分析动态轮廓以生成对现场系统5000的响应。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可将焊接后轮廓数据的一个或多个特征(例如，焊接部形状特征或其他特征)与可接受的预定义焊接后轮廓的一个或多个特征进行比较。基于所述比较，处理器5140可向现场系统5000发射(通过发射器)指示焊接操作的结果是否是可接受的响应。另外地或可替代地，一个或多个处理器5140可自动地确定用于后续操作(例如，修复或补偿由焊接操作产生的缺陷的操作、在没有检测到显著缺陷的情况下通常接在焊接操作之后的操作等)的一个或多个焊接协议，并且将一个或多个焊接协议包括在所发射的响应中。

例如，如果焊接操作用于根部通道，则响应可指定由焊接操作产生的根部通道层在规范内，并且响应可指定针对用于热通道的后续焊接操作的准备开始。由此，响应可致使现场系统5000启动在接合部区域5136上执行热通道操作。又如，响应可指定所得的根部通道层不在规范内。例如，在一种使用情况下，响应可指定现场系统5000不应继续热通道操作，直至另外的通知为止。在另一种使用情况下，响应可指定现场系统5000以不同的焊接协议(不同于针对热通道操作另外地预先计划的)继续，其中不同的焊接协议修复或补偿不在规范内的所得的根部通道层。

在一个实施方案中，其中一个或多个处理器5140对现场系统5000是本地的(例如，是对现场系统5000本地的计算机系统的一部分)，一个或多个处理器5140可将与对管道1022a、1022b之间的区域(例如，接合部区域5136或其他区域)的检验相关联的检验数据发射到远程计算机系统。所发射的检验数据可例如包括本文所述的检验数据的类型中的一个或任何组合。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可响应于将检验数据发射到远程计算机系统从远程计算机系统接收(通过接收器)响应(例如，包括焊接前轮廓数据、动态轮廓数据、焊接后轮廓数据、所发射的轮廓数据的确认、焊接或其他操作协议、指示缺陷的警示、或其他数据的响应)。在一个实施方案中，响应可从所发射的检验数据和由远程计算机系统接收的另外的数据得出。例如，另外的数据可与在其他管道上执行的一个或多个操作的观察、对其他管道的检验、用于执行所观察的操作的一个或多个输入参数、或其他数据相关(如本文所述)。这样，例如，现场系统(例如，现场系统5000或其他现场系统)中的一个或多个操作可基于具有来自相同的现场系统和/或其他现场系统的先前不可用的大数据池进行管理。例如，数据池(包括关于在其他管道上的操作的观察、对其他管道的检验、用于执行所观察的操作的输入参数的数据、或来自相同的现场系统或其他现场系统的其他数据)可用于生成和选择用于后续操作的一个或多个焊接或其他操作协议(如本文所述)，以防止或减少焊接部缺陷或产生对于当前和未来客户而言更好的焊接。又如，来自不同现场系统的大数据池可用于改进其检验和分析(如本文所述)，以便为当前和未来客户提供更好的产品(例如，通过减少焊接部缺陷、在过程中更早地检测到缺陷等)。

在一个实施方案中，其中一个或多个处理器5140对现场系统5000是本地的(例如，是对现场系统5000本地的计算机系统的一部分)，一个或多个处理器5140可将管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的轮廓(例如，基于对接合部区域5136的扫描得出的轮廓)发射到远程计算机系统。作为响应，一个或多个处理器5140可从远程计算机系统接收(通过接收器)接合部区域的轮廓的确认或接合部区域5136的轮廓的修改版本。在一个实施方案中，一个或多个处理器可基于接合部区域3136的轮廓的确认或修改版本致使焊接系统5004的焊接焊炬在接合部区域5136处产生焊接。

例如，现场系统5000的一个或多个处理器5140可致使一个或多个检验装置检验管道1022a、1022b之间的接合部区域5136以获得检验数据(例如，来自检验装置的原始数据、2d或3d成像数据或来自检验的其他数据)。用于检验的检验装置可包括本文所述的检验装置的类型中的一个或任何组合。所获得的检验数据可相应地包括本文所述的检验数据的类型中的一个或任何组合。又如，一个或多个处理器5140可基于所获得的检验数据确定接合部区域5136的轮廓，但是也可将检验数据发射到远程计算机系统以评估检验数据。一个或多个处理器5140可将它确定的接合部区域5136的轮廓发射到远程计算机系统以用于准确性检查。基于其自己对检验数据的评估，远程计算机系统可以接合部区域5136的轮廓的确认、所提供的轮廓是不准确的指示、或其他响应对一个或多个处理器5140做出响应。另外地或可替代地，如果所提供的轮廓是不准确的，则远程计算机系统可以从远程计算机系统对检验数据的评估得出的接合部区域5316的轮廓的它自己的修改版本做出响应。例如，响应于接收确认，一个或多个处理器5140可基于它确定的接合部区域5136的轮廓致使焊接系统5004的焊接焊炬开始或继续焊接操作，以在接合部区域5316处产生焊接。然而，如果接收轮廓的修改版本，则一个或多个处理器5140可基于轮廓的修改版本致使焊接系统5004的焊接焊炬开始或继续焊接操作，以在接合部区域5316处产生焊接。

在一个实施方案中，其中一个或多个处理器5140对现场系统5000是本地的(例如，是对现场系统5000本地的计算机系统的一部分)，一个或多个处理器5140可与焊接系统5004的检验激光器交互以扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以便在焊接操作之前确定接合部区域5136的轮廓并且基于扫描生成焊接前轮廓数据。在另一个实施方案中，一个或多个处理器5140可将焊接前轮廓数据发射到远程计算机系统。作为响应，一个或多个处理器5140可从远程计算机系统接收(通过接收器)焊接前轮廓数据的确认或焊接前轮廓数据的修改版本。在一个实施方案中，一个或多个处理器可基于焊接前轮廓数据的确认或修改版本操作管道接合结构5052和/或管道接合结构5054，以在焊接操作之前更改管道之间的接合部区域5136。

例如，现场系统5000的一个或多个处理器5140可致使一个或多个检验装置检验管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以在接合部区域5136上的焊接操作之前获得检验数据。用于检验的检验装置可包括本文所述的检验装置的类型中的一个或任何组合。所获得的检验数据可相应地包括本文所述的检验数据的类型中的一个或任何组合。一个或多个处理器5140可基于所获得的检验数据生成焊接前轮廓数据，但是也可将检验数据发射到远程计算机系统以评估检验数据。一个或多个处理器5140可将它生成的焊接前轮廓数据发射到远程计算机系统以用于准确性检查。基于其自己对检验数据的评估，远程计算机系统可以焊接前轮廓数据的确认、所提供的焊接前轮廓数据是不准确的指示、或其他响应对一个或多个处理器5140做出响应。另外地或可替代地，如果所提供的焊接前轮廓数据是不准确的，则远程计算机系统可以从远程计算机系统对检验数据的评估得出的焊接前轮廓数据的它自己的修改版本做出响应。又如，如果焊接前轮廓数据指示管道1022a、1022b不对齐，并且接收焊接前轮廓数据的确认，则一个或多个处理器5140可致使管道接合结构5052、5054在接合部区域5136处产生焊接的焊接操作之前使管道1022a、1022b再对齐。然而，如果接收焊接前轮廓数据的修改版本，则一个或多个处理器5140可相反地利用修改版本来执行后续操作，诸如使用修改的版本来确定是否需要再对齐以及如何执行再对齐，选择焊接协议以用于在接合部区域5136处产生焊接等。

在一个实施方案中，其中一个或多个处理器5140对现场系统5000是本地的(例如，是对现场系统5000本地的计算机系统的一部分)，一个或多个处理器可基于焊接前轮廓数据的确认或修改版本(从远程计算机系统接收)开发焊接协议。例如，如果接收焊接前轮廓数据的确认，则一个或多个处理器5140可使用它生成的焊接前轮廓数据来开发焊接协议，以用于在接合部区域5136上执行焊接操作。例如，如果接收焊接前轮廓数据的修改版本，则一个或多个处理器5140可使用修改版本来开发焊接协议，以用于在接合部区域5136上执行焊接操作。

在一个实施方案中，其中一个或多个处理器5140对现场系统5000是本地的(例如，是对现场系统5000本地的计算机系统的一部分)，一个或多个处理器5140可与焊接系统5004的检验激光器交互以扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以便在焊接操作的过程中确定接合部区域5136的轮廓并且基于扫描生成动态轮廓数据。在另一个实施方案中，一个或多个处理器5140可将动态轮廓数据发射(通过发射器)到远程计算机系统。作为响应，一个或多个处理器5140可从远程计算机系统接收(通过接收器)动态轮廓数据的确认或动态轮廓数据的修改版本。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可在焊接操作的过程中基于动态轮廓数据的确认或修改版本控制焊接系统5004的焊接焊炬。

例如，现场系统5000的一个或多个处理器5140可致使一个或多个检验装置检验管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以在接合部区域5136上的焊接操作的过程中获得检验数据。用于检验的检验装置可包括本文所述的检验装置的类型中的一个或任何组合。所获得的检验数据可相应地包括本文所述的检验数据的类型中的一个或任何组合。一个或多个处理器5140可基于所获得的检验数据生成动态轮廓数据，但是也可将检验数据发射到远程计算机系统以评估检验数据。一个或多个处理器5140可将它生成的动态轮廓数据发射到远程计算机系统以用于准确性检查。基于其自己对检验数据的评估，远程计算机系统可以动态轮廓数据的确认、所提供的动态轮廓数据是不准确的指示、或其他响应对一个或多个处理器5140做出响应。另外地或可替代地，如果所提供的焊接后轮廓数据是不准确的，则远程计算机系统可以从远程计算机系统对检验数据的评估得出的动态轮廓数据的它自己的修改版本做出响应。

又如，如果接收动态轮廓数据的确认，则一个或多个处理器5140可使用它生成的动态轮廓数据来在执行焊接操作时更新用于控制焊接系统5004的焊接焊炬的焊接参数协议(以在接合部区域5136上执行焊接操作)。又如，如果接收动态轮廓数据的修改版本，则一个或多个处理器5140可使用修改版本来在执行焊接操作时更新用于控制焊接系统5004的焊接焊炬的焊接参数协议(以在接合部区域5136上执行焊接操作)。

在一个实施方案中，其中一个或多个处理器5140对现场系统5000是本地的(例如，是对现场系统5000本地的计算机系统的一部分)，一个或多个处理器5140可与焊接系统5004的检验激光器交互以扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以便在焊接操作之后确定接合部区域5136的轮廓并且基于扫描生成焊接后轮廓数据。在另一个实施方案中，一个或多个处理器5140可将焊接后轮廓数据发射到远程计算机系统。作为响应，一个或多个处理器5140可从远程计算机系统接收(通过接收器)焊接后轮廓数据的确认或焊接后轮廓数据的修改版本。

例如，现场系统5000的一个或多个处理器5140可致使一个或多个检验装置检验管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以在接合部区域5136上的焊接操作之后获得检验数据。用于检验的检验装置可包括本文所述的检验装置的类型中的一个或任何组合。所获得的检验数据可相应地包括本文所述的检验数据的类型中的一个或任何组合。一个或多个处理器5140可基于所获得的检验数据生成焊接后轮廓数据，但是也可将检验数据发射到远程计算机系统以评估检验数据。一个或多个处理器5140可将它生成的焊接后轮廓数据发射到远程计算机系统以用于准确性检查。基于其自己对检验数据的评估，远程计算机系统可以焊接后轮廓数据的确认、所提供的焊接后轮廓数据是不准确的指示、或其他响应对一个或多个处理器5140做出响应。另外地或可替代地，如果所提供的焊接后轮廓数据是不准确的，则远程计算机系统可以从远程计算机系统对检验数据的评估得出的焊接后轮廓数据的它自己的修改版本做出响应。

在一个实施方案中，其中一个或多个处理器5140对现场系统5000是本地的(例如，是对现场系统5000本地的计算机系统的一部分)，一个或多个处理器5140可基于焊接后轮廓数据的确认或修改版本(从远程计算机系统接收)致使在管道之间的接合部区域5136上执行另一个焊接操作。例如，如果接收焊接后轮廓数据的确认，则一个或多个处理器5140可使用它生成的焊接后轮廓数据来确定焊接操作的结果是否具有一个或多个缺陷、接合部区域5136是否准备好进行下一个操作阶段或其他确定。例如，在一种使用情况下，在接合部区域5316中完成根部通道操作之后，接合部区域5316中的根部通道层的焊接后轮廓数据可显示出根部通道层厚度不足。作为响应，可利用焊接后轮廓数据来确定修复厚度不足的焊接操作的焊接参数或产生补偿厚度不足的根部通道层的热通道层(在根部通道层上)的热通道操作的焊接参数。又如，如果接收焊接前轮廓数据的修改版本，则一个或多个处理器5140可使用修改版本代替它生成的焊接后轮廓数据来执行前述操作。

在一个实施方案中，影响焊接部的质量的焊接参数可包括电压、电流、焊接焊炬行进速度、线馈送速度、气体流动等。在一个实施方案中，影响焊接部的质量的其他焊接参数可包括阻抗、温度等。

在一个实施方案中，在焊接工序的过程中使用的电压可影响焊珠宽度和焊珠形状。在一个实施方案中，电压以伏特测量。在一个实施方案中，焊接系统可包括电压传感器，所述电压传感器被配置来测量用于产生焊弧的电源的电压。

在一个实施方案中，在焊接工序的过程中使用的电流可影响焊珠的熔深。在一个实施方案中，电流以安培测量。在一个实施方案中，焊接系统可包括电流传感器，所述电压传感器被配置来测量用于产生焊弧的电源的电流。

在一个实施方案中，焊接馈送速度是在焊接工序的过程中焊接焊条沿着焊接接缝的行进的速率。在一个实施方案中，焊接焊条从焊接焊炬馈送。在一个实施方案中，焊接速度可通过控制馈送焊接焊条的焊接焊炬来控制。在一个实施方案中，焊接工序的过程中的焊接速度可影响焊珠的大小和/或焊珠的熔深。在一个实施方案中，焊接速度以毫米/秒或英寸/秒测量。

在一个实施方案中，线馈送速度/线使用是焊接焊条材料/填充物材料在焊接工序的过程中被消耗(或馈送到焊接部中)的速率。在一个实施方案中，线馈送速度以毫米/秒或英寸/秒测量。在一个实施方案中，焊接系统可包括线馈送速度传感器，所述线馈送速度传感器被配置来感测焊接焊条材料的流动。

在一个实施方案中，卷线轴重量的变化速率允许焊接系统测量焊线5007馈送到焊接部中的速率。在一个实施方案中，馈送电动机在设置的/预定的速率下运行，但是推送线5007的轮子可能由于线5007的微小变化或由于馈送轮本身的磨损而滑移。这些滑移在本质上可能是暂时的，并且它们的存在可在质量控制反馈环路中记录并使用。如果滑移是持续性的，则一个或多个处理器5140可被配置来增加馈送电动机的速度以进行补偿。速度超速传动比可能需要随时间增加。最终将不可能进行补偿，并且焊接系统5004将停止服务以用于进行维护。在一个实施方案中，在整个焊接系统上追踪超速传动比增加的速率允许一个或多个处理器确定可允许的最大超速传动比的最佳限度。此设置然后可被传输到焊接系统的在服务中的所有组件。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可被配置来在数据变得可用时在任何时候更新数值，以便使过程中断的频率最小化并且使用于维护的机器停工时间的频率最小化。

在一个实施方案中，焊接系统可包括气体流动传感器，所述气体流动传感器被配置来感测/检测在焊接工序中使用的保护气体的流动速率。在一个实施方案中，保护气体可以是被配置来保护熔融焊池的主动气体。在一个实施方案中，气体流动传感器被配置来提供与保护气体线中气体流动速率成比例的信号。在一个实施方案中，现场系统5000的一个或多个处理器5140被配置来在保护气体的气体流动速率不在预定气体流动速率范围内的情况下停止焊接。

在一个实施方案中，在焊接工序之前预加热管道。在一个实施方案中，管道的温度可通过焊接系统的一个或多个温度传感器来监测。在一个实施方案中，一个或多个温度传感器被配置来沿着焊接部的每个点处测量管道的温度。在一个实施方案中，现场系统5000的一个或多个处理器5140被配置来在管道的温度不在预定温度范围内的情况下停止焊接工序。

在一个实施方案中，焊接系统可包括阻抗传感器，所述阻抗传感器被配置来感测/检测焊接系统的输入电阻抗。

在一个实施方案中，正确的线/焊接焊条/填充物材料用于每个焊接通道。例如，两个线卷线轴之间的唯一差异是0.1毫米的线直径差。如果线卷线轴的制造商标记已经受污染或已经模糊，则错误的卷线轴可能被加载到焊接系统中。卷线轴上的rfid标签具有卷线轴标识符。在一个实施方案中，卷线轴上的rfid标签可由焊接系统上的传感器读取。如果rfid标签具有错误的卷线轴标识符，则焊接系统被配置来不馈送线材料并且警示用户改变为正确的线。

在一个实施方案中，卷线轴重量可通过现场系统5000的一个或多个处理器5140来监测。如果焊线在焊接工序的过程中用完，则处理器使用来管理焊接尖端与工件之间的距离的电压信号变为零。作为响应，处理器使尖端移动更靠近工件，这致使尖端接触熔融的焊接金属并且导致包含铜的缺陷。因此，知道卷线轴上剩余的线的精确重量帮助焊接系统防止开始需要比可用的更多的焊线的焊接通道。另外，如果卷线轴重量停止变化，则这可能指示卷线轴已空或线馈送机构故障。在任一种情况下，现场系统5000的一个或多个处理器5140被配置来停止焊接工序。

在一个实施方案中，现场系统5000的一个或多个处理器5140被配置来实时追踪每个卷线轴的重量。由于直径的变化和填充的焊接坡口的宽度变化，焊接接缝中的每个焊接通道需要不同量的线。

如果现场系统5000的一个或多个处理器5140确定卷线轴将以过少的线结束而无法完成下一个焊接通道，但是它将具有足够的线来完成不同的焊接通道，则现场系统5000的一个或多个处理器5140可被配置来通知操作人员去除卷线轴并且将其交给不同的操作人员。例如，卷线轴以10磅的线开始，并且通过焊接系统执行的焊接通道需要1.3磅的线。焊接系统能够在卷线轴具有过少的线之前在7个焊接接缝上完成它的焊接通道。

当此卷线轴在第7个焊接通道之后去除时，此卷线轴上有0.9磅的线被浪费。如果存在另一个焊接通道需要例如1.1磅的线，则现场系统5000的一个或多个处理器5140被配置来警示操作人员在仅6个焊接通道之后去除卷线轴。在这种情况下，卷线轴将具有2.2磅的线剩余。此卷线轴然后可用于仅需要1.1磅的线的焊接通道以完成2个此类焊接通道(并且没有浪费线)。

在一个实施方案中，焊线5507穿过焊接尖端5503。尖端焊接尖端5503还携带高焊接电流。这两个因素均致使焊接尖端5503的镗孔磨损。在这发生时，内侧的接触点偏移，这固有地影响电弧特征并且因此影响焊接质量。在一个实施方案中，实时监测焊接参数，像电压、电流、线馈送、电力以及阻抗。此数据通过一个或多个处理器被发送到平板电脑以针对由于分析的计算密集性质引起的以上所述变量的特征图比较进行分析。当分析检测到即将发生问题时，内部焊接系统5004和操作人员被发送消息以在下一个焊接之前改变焊接尖端5503。另外，此数据可在质量控制反馈环路中使用。在一个实施方案中，来自质量控制反馈环路的结果可用于动态地更新焊接尖端损耗特征图。

在一个实施方案中，用于上坡和下坡焊接工序的示例性焊接参数在图72d中示出。例如，在一个实施方案中，多个焊接焊炬5502中的至少一个在向上旋转方向上(即，上坡)进行焊接，同时多个焊接焊炬5502中的至少另一个在向下旋转方向上(即，下坡)进行焊接。在一个实施方案中，在此所示的焊接参数是示例性的，并且决不是最优化的或者包括在这些焊接工序的过程中可能需要改变的所有事物。在一个实施方案中，下坡焊接工序的行进速度是13.5英寸/分钟，并且对于上坡工序是10.0英寸/分钟。在一个实施方案中，横跨坡口的摆动的幅度对于下坡焊接工序是0.09英寸，并且对于上坡焊接工序是0.15英寸。在一个实施方案中，摆动速度对于下坡焊接工序是160次/分钟，并且对于上坡焊接工序是130次/分钟。在一个实施方案中，波控制1(即，与线馈送速度相关)是下坡焊接工序的400至上坡焊接工序的370。在一个实施方案中，焊接通道在16.5v的电力供应控制电压下进行焊接。

现在描述内部焊接系统5004的操作。在一个实施方案中，内部焊接系统5004被配置来通过重复的操作循环进行操作。

在确定焊接在当前焊接接缝中完成之后，一个或多个处理器5140被配置来向线馈送电子模块5046发送通信信号，以控制(通过控制信号)焊接焊炬电动机5512、5550、5588(通过)来使焊接焊炬5502回缩至其最初的回缩位置。一个或多个处理器5140还被配置来向最前端部分电子模块5014发送通信信号，以控制/关闭(通过控制信号)前夹具控制阀5018来使第一接合结构5052回缩至其最初的回缩位置，并且向中央部分电子模块5064发送通信信号，以控制/关闭(通过控制信号)后夹具控制阀5062来使第二接合结构5054回缩至其最初的回缩位置。内部焊接系统5004(包括焊接焊炬5502和夹具5144、5142)必须移动到下一个焊接接缝。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来向驱动部分电子模块5118发生通信信号，以控制(通过控制信号)驱动电动机5124来使内部焊接系统5004加速以便预定速度行进并且然后减速并停止在下一个焊接接缝处。在一个实施方案中，内部焊接系统5004加速的预定速度可以是6英尺/秒。

当第二接合结构5054定位在下一个焊接接缝处时，驱动部分电子模块5118向线馈送电子模块5046发送通信信号，以检查与管道端部的对齐。在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来操作(打开)一个或多个检验检测器5056，以测量第二接合结构5054相对于管道端部的位置。在一个实施方案中，当一个或多个检验检测器5056测量第二接合结构5054相对于管道端部的位置时，可旋转轮毂5072可不进行操作。

在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来将所测得的距离数据发送到驱动部分电子模块5118。在一个实施方案中，驱动部分电子模块5118被配置来控制(通过控制信号)驱动电动机5124，以使第一接合结构5052和第二接合结构5054移动所测得的距离数据。

在一个实施方案中，当第二接合结构5054相对于管道端部适当地对齐并且定位时，驱动部分电子模块5118被配置来向中央部分电子模块5064发送内部焊接系统5004定位在下一个焊接接缝处的通信信号。在一个实施方案中，中央部分电子模块5064控制(通过控制信号打开)后夹具控制阀5062，以升高第二接合结构5054并夹持旧的/现有的管道。

下一个/新的管段1002a然后通过工作人员被引入并且在内部焊接系统5004的最前端部分5006上滑动到适当位置中。此时，一个或多个处理器5140被配置来向线馈送电子模块5046发送通信信号，以操作一个或多个检验检测器5056来检查管道的对齐。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可使可旋转轮毂5078旋转以在多个位置处进行测量。

如果管道对齐数据在预定公差内，则线馈送电子模块5046向最前端电子模块5014发送通信信号以致动前夹具5142。在一个实施方案中，最前端电子模块5014控制/打开(通过控制信号)前夹具控制阀5018，以升高第一接合结构5052并夹持新的管段1002a。

如果管道对齐数据不在预定公差内，则线馈送电子模块5046向一个或多个处理器5140发送识别到管道1022a、1022b之间的不对齐的通信信号(消息)。在一个实施方案中，此信息可通过传统的起重机操作人员手势信号被转送到起重机操作人员或通过电子信号被转送到起重机驾驶室中的计算机显示器终端。

在夹紧管道之后，一个或多个处理器5140被配置来向线馈送电子模块5046发送通信信号，以操作一个或多个检验检测器5056来沿着焊接接缝的圆周在多个点处测量间隙和径向偏移(错口)。在一个实施方案中，此数据被传送出到一个或多个处理器5140，并且与可允许的公差进行比较。

如果接缝装配(即，间隙和径向偏移(错口))在预定公差内，则一个或多个处理器5140或线馈送电子模块5046向操作人员发送指示焊接可开始的通信信号，或向线馈送电子模块5046发送通信信号以自动地开始焊接工序。

如果接缝装配(即，间隙和径向偏移(错口))不在预定公差内，则向操作人员发送警告，所述操作人员可重新开始夹紧次序或忽略警告。在一个实施方案中，内部焊接系统5004被配置来焊接多至4毫米的间隙和径向偏移(错口)。

在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来自动地开始焊接工序。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来通过脐带缆5034向焊接电力供应发送通信信号，以向焊接焊炬5502打开焊接电力供应。在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来径向地、轴向地和/或成角度地将一个或多个焊接焊炬5502控制/移动到适当的焊接位置。在一个实施方案中，线馈送电子模块5046径向地、轴向地和/或成角度地将一个或多个焊接焊炬5502移动到如由一个或多个检验检测器5056所测得的从管道和到焊接接缝的中心的正确工作距离。

在一个实施方案中，线馈送电子模块5046还被配置来操作(打开)保护气体阀5042以将保护气体供应到焊接焊炬5502，并且操作焊接馈送系统5044的电动机以开始向焊接焊炬5502馈送焊线或焊条。

在一个实施方案中，线馈送电子模块5046向最前端部分电子模块5014和中央部分电子模块5064两者发送通信信号以开始可旋转轮毂5078的旋转。在一个实施方案中，线馈送电子模块5046向最前端部分电子模块5014和中央部分电子模块5064两者发送通信信号以使前旋转电动机5030和后旋转电动机5074同步。在一个实施方案中，线馈送电子模块5014发送控制信号以操作前旋转电动机5030，并且中央部分电子模块5064发送控制信号以操作后旋转电动机5074。前旋转电动机5030和后旋转电动机5074被配置来使可旋转轮毂5078旋转，同时保持前夹具5142和后夹具5144固定。在一个实施方案中，可旋转轮毂5078连续旋转焊接部的全长。

在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来操作一个或多个检验检测器5056，以定位焊接接缝的中心并且使焊接焊炬5502轴向地移动以沿循焊接接缝。

在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来测量焊接电力的电压。所测得的电压数据可被线馈送电子模块5046使用来确定焊接焊炬5502与管道的距离。在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来径向地调整焊接焊炬5502，以维持焊接焊炬5502与管道的恒定距离。在一个实施方案中，线馈送电子模块5046可使焊接焊炬5502轴向地摆动以提高焊接质量。

在一个实施方案中，线馈送电子模块5046被配置来基于焊接接缝的哪些部分被焊接来改变焊接焊炬5502的倾斜角。例如，调整焊接焊炬5502在行进平面中的倾斜角以补偿重力。

在一个实施方案中，线馈送电子模块5046可被配置来基于来自一个或多个检验检测器5056的测量数据改变线馈送速度或向焊接电力供应(通过脐带缆5034)发送通信信号以改变焊接电流。

在一个实施方案中，焊接工序可通过一个焊接焊炬在一个焊接通道中旋转360°来执行。在一个实施方案中，焊接的开始和停止位置可以是沿着焊接接缝的任何位置。

在一个实施方案中，焊接工序可使用n个相等间隔的焊接焊炬5502来执行，其中可旋转轮毂5078旋转通过(360/n)角度来沉积一个焊接通道。在一个实施方案中，焊接工序可使用n个相等间隔的焊接焊炬5502来执行，其中可旋转轮毂5078旋转通过(2倍的360/n)角度来沉积两个焊接通道。例如，在一个实施方案中，其中内部焊接系统5004具有三个相等间隔的焊接焊炬5502，可旋转轮毂5078旋转通过120°来沉积一个焊接通道，并且旋转通过240°来沉积两个焊接通道。

当焊接焊炬5502达到先前的焊接焊炬5502开始其焊接通道的点时，一个或多个检验检测器5056检测现有的焊珠，并且线馈送电子模块5046被配置来使焊接焊炬5502径向地移动以进行补偿。

在一个实施方案中，两个焊接通道可如上进行沉积，在焊接通道之间具有中断以进行完全激光和视觉焊接后检验。在一个实施方案中，焊接可使用n个不相等地间隔的焊接焊炬5502进行360°，其中每个焊接焊炬5502沉积连续焊接通道，总计n个360°焊接通道加上从第一个焊炬到第n个焊炬的距离。

在确定焊接完成之后，一个或多个处理器5140被配置来向线馈送电子模块5046发送通信信号，以控制(通过控制信号)焊接焊炬电动机5512、5550、5588(通过)来使焊接焊炬5502回缩至其最初的回缩位置。例如，焊接焊炬5502可回缩至其每个轴线(径向、轴向、倾斜)的最初的原始位置。

在一个实施方案中，可旋转轮毂5078继续旋转，同时线馈送电子模块5046操作一个或多个检验检测器5056和一个2d摄像机5112来检验焊接部的质量。在一个实施方案中，如果发现某些类型的焊接部缺陷(例如，填充不足、缺少加强)，则一个或多个处理器5140被配置来向线馈送电子模块5046发送通信信号，以使焊接焊炬5502移动到此位置并且施加另外的焊接材料以修复缺陷。

一旦通过操作人员完成并确认检验和任何修复，操作人员就可向最前端电子模块5014发送通信信号，以控制/关闭(通过控制信号)前夹具控制阀5018来使第一接合结构5052回缩至其最初的回缩位置，并且向中央部分电子模块5064发送通信信号，以控制/关闭(通过控制信号)后夹具控制阀5062来使第二接合结构5054回缩至其最初的回缩位置。

在岸上管线应用中，角度和位置管道对齐错误两者均可通过从一个或多个处理器5140向支架5330或支架6010a和6010b发送控制信号(以控制相关联的辊5332)来校正。

在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001或内部焊接系统5004可包括一个夹具，所述夹具被构造并布置来夹持第一管道1022b的内表面。在一个实施方案中，支架5330或支架6010a和6010b被配置来将第二/引入管道1022a移动到适当位置中。在一个实施方案中，一个或多个处理器7062或5140被配置来与检验检测器5056或7042交互以检查管道之间的对齐，并且向支架5330或支架6010a和6010b发送控制信号以修缮任何管道对齐错误(角度的或位置的)。在一个实施方案中，来自一个或多个处理器5140的控制信号被配置来调整管道之间的相对定位(以校正其对齐错误)。在一个实施方案中，此工序可在具有非常低的(＜20)直径壁厚比的小的或厚壁管道上使用，因为任何量的夹紧力量均不能明显地改变低d/t管道的形状。

在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001或内部焊接系统5004可包括两个夹具。例如，一个夹具被构造并布置来夹持第一管道1022b的内表面。在一个实施方案中，支架5330或支架6010a和6010b被配置来将第二/引入管道1022a移动到适当位置中。在一个实施方案中，第二夹具被构造并布置来夹持第二/引入管道1022a的内表面。在一个实施方案中，一个或多个处理器7062或5140被配置来与检验检测器5056或7042交互以检查管道之间的对齐。例如，如果对齐不良好，则第二夹具释放第二管道1022a。一个或多个处理器7062或5140被配置来向支架5330或支架6010a和6010b发送控制信号以修缮任何管道对齐错误(角度的或位置的)。在一个实施方案中，来自一个或多个处理器5140的控制信号被配置来例如通过更改管道1022a的定位来调整管道之间的相对定位(以校正其对齐错误)。可继续所述工序，直至通过检验检测器或预定量的尝试(例如，10次)实现可接受的管道对齐为止，在所述尝试中，第二管道1022a被拒绝并且新的第二管道移动到适当位置中。

在一个实施方案中，起重机和夹具对齐在岸上管线对齐和焊接工序中使用。在岸上管线应用中，角度管道对齐错误可通过向起重机操作人员提供指令来校正，并且位置对齐错误可通过向工人提供指令以在夹具与管道之间放置垫片来校正。

在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001或内部焊接系统5004可包括一个夹具，所述夹具被构造并布置来夹持第一管道1022b的内表面。在一个实施方案中，起重机操作人员将第二/引入管道1022a移动到适当位置中，并且工人将外部夹具放置在接缝周围。在一个实施方案中，一个或多个处理器7062或5140被配置来与检验检测器5056或7042交互以检查管道之间的对齐。如果检验检测器5056或7042检测到角度不对齐/管道对齐错误，则向起重机操作人员发送指令以校正角度不对齐/管道对齐错误，并且工人在管道移动时释放夹具。如果检验检测器5056或7042检测到位置不对齐/管道对齐错误，则向工人发送针对校正位置不对齐/管道对齐错误所需要的垫片的放置和厚度的指令。工人去除夹具、放置垫片并且重新放置夹具。重复所述过程，直至管道对齐被检验检测器接受为止。

在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001或内部焊接系统5004可包括两个夹具。例如，一个夹具被构造并布置来夹持第一管道1022b的内表面。在一个实施方案中，起重机操作人员将第二/引入管道1022a移动到适当位置中。在一个实施方案中，第二夹具被构造并布置来夹持第二/引入管道1022a的内表面。在一个实施方案中，一个或多个处理器7062或5140被配置来与检验检测器5056或7042交互以检查管道之间的对齐。如果检验检测器5056或7042检测到角度不对齐/管道对齐错误，则第二夹具释放第二管道，并且向起重机操作人员发送指令以校正不对齐。如果检验检测器5056或7042检测到位置不对齐/管道对齐错误，则第二夹具释放第二管道，并且向工人发送针对校正位置不对齐/管道对齐错误所需要的垫片的放置和厚度的指令。起重机操作人员将第二管道移动远离第一管道，工人放置垫片。起重机操作人员将第二管道移动回到适当位置中。第二夹具夹持第二管道。重复所述过程，直至管道对齐被检验检测器接受为止。

图103b示出内部焊接系统5004的管道对齐、焊接和检验工序。

在一个实施方案中，检验检测器5056在任何焊接发生之前360°扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136。在一个实施方案中，在生成焊接前轮廓数据的工序的过程中，检验检测器5056被定位在内部焊接系统5004的夹具和/或密封件之间，并且被打开。在一个实施方案中，焊接焊炬5502在生成焊接前轮廓数据的工序的过程中被关闭。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来与检验检测器5056交互，以扫描接合部区域5136，以便在第一夹具5142和第二夹具5144分别与第一管道1022a和第二管道1022b接合之后获得焊接前轮廓数据。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140操作(或以其他方式被控制)支架5330(如图10a和图10b所示)和6010a和6010b(如图73所示)接合第一管道1022a和/或第二管道1022b的外部表面5346和/或5348(如图2g所示)，以便在焊接前轮廓数据确定需要调整的事件中调整管道1022a、1022b的相对定位。在一个实施方案中，第一管道1022a和/或第二管道1022b的内部表面5130、5132分别被第一夹具5142和第二夹具5144接合并调控，以便在焊接前轮廓数据确定需要调整的事件中调整管道1022a、1022b的相对定位。

在一个实施方案中，在生成动态焊接部轮廓数据的工序的过程中，检验检测器5056被定位在内部焊接系统5004的夹具和/或密封件之间，并且被打开。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来基于动态焊接部轮廓数据控制焊接焊炬5502(或7502)的位置和速度。在一个实施方案中，动态扫描/检验工序在根部通道焊接工序、热通道焊接工序、填充通道焊接工序、以及盖面通道焊接工序的过程中执行。在一个实施方案中，任选的摄影术检验工序(例如，如图1b所示并参考图1b描述的1044)可在动态扫描/检验和热通道焊接工序与动态扫描/检验和填充和盖面通道焊接工序之间执行。

在一个实施方案中，检验检测器5056在焊接操作之后360°扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136。在一个实施方案中，在生成焊接后轮廓数据的工序的过程中，检验检测器5056被定位在内部焊接系统5004的夹具和/或密封件之间，并且被打开。在一个实施方案中，焊接焊炬5502在生成焊接后轮廓数据的工序的过程中被关闭。

在一个实施方案中，焊接部检验工序(例如，如图1b所示并参考图1b描述的1008)在焊接后扫描/检验工序之后执行。

图103b的工序参考内部焊接系统5004进行描述。然而，如图103b所示，预期相同的工序适用于接头内部焊接系统3001和吹扫和检验系统7001，并且因此将不再次参考接头内部焊接系统3001和吹扫和检验系统7001进行描述。

在一个或多个实施方案中，因为管道从内部焊接(即，根部焊接通道从管道内侧施加)，所以所得的根部焊接可以是优异的，因为它更好地将任何失配和/或管道内的高低区域考虑在内。此外，如果热焊接通道(在根部通道层的顶部上的第二个焊接层)也在内部施加，则管道还可在根部焊接通道的顶部上具备积极的根部加强。热焊接通道并且甚至在内部施加的另一个焊接通道可在管道中提供稍微向内延伸的较小弯曲凸起以进一步加强管道。例如，管道的内径可被构造来在焊接的区域处稍微小于焊接管道在仅包含管道材料而没有焊接的区域处的内径。在本申请的一个方面中，焊接材料的热通道焊接层的至少一部分设置成比焊接管道的内部表面更接近于纵向轴线，所述至少一部分在焊接管道的在焊接材料的相反侧上与焊接材料紧邻的区域中。

在一些实施方案中，本文所公开的内部焊接系统5004被配置来焊接至少30’长的管道。在其他实施方案中，本文所公开的内部焊接系统5004、3001被配置来焊接直径为26”或更小的管道。在又其他的实施方案中，内部焊接系统5004可焊接直径小于24”的管道。在又其他的实施方案中，本文所公开的内部焊接系统5004被配置来焊接至少30’长并且直径小于24”的管道。

图73-85示出并且公开根据本专利申请的另一个实施方案的内部焊接系统的另一个实施方案。

本专利申请提供一种用于将两个管段的面对齐并且焊接在一起的系统。所述系统包括外部对齐机构和焊接机构。外部对齐机构可如附图所示的对准模块一样复杂或如美国专利号1,693,064所示的tipton夹具一样简单。所使用的机构也可适于岸上或海上管线构造。美国专利号1,693,064以引用的方式整体并入本文。无论采用怎样的机构，外部对齐机构支撑每个区段并且使每个区段可调整地定位成使得区段是基本上共线的或沿着其纵向轴线轴向对齐。

外部对齐机构可支撑管段，并且可包括允许调整管道的位置和取向的动力特征件。具体地，外部对齐机构可包括允许管道纵向地移动的辊。管道也可由允许管道绕纵向轴线滚动并且向上和向下移动的辊支撑。位置和取向调整可在通过电动机电力或水力进行是自动的，所述电动机电力或水力在操作人员台处控制或馈送到基于预定对齐参数或来自读取接合部或接缝轮廓的内部激光器的反馈自动地控制区段的对齐的中央控制器中。

焊接机构是内部焊接机器，所述内部焊接机器从管段内侧向区段的面或边缘接缝施加焊接(例如，气体保护金属极电弧焊“gmaw”)并且生成由两个管段的斜面化边缘形成的v形开口(也可使用除v以外的其他剖面形状)。焊接机构包括：托架，其能够接合管道的内壁以使焊接机构本身在管道内固定或锁定在固定位置中；和焊接部分，其由托架可旋转地支撑在管道内。具体地，内部焊机位于对齐管道内，并且然后纵向地定位成使得焊头或焊炬纵向地邻近边缘接缝。焊接机构还包括用于使焊接部分相对于托架旋转的旋转机构。焊头或焊炬绕管道纵向轴线可旋转地支撑在焊接部分上，使得焊炬可在轨道旋转中紧密沿循整个内部接缝接合部。具体地，在焊接的过程中，进行关节运动的头部的焊炬围绕管道的整个内部圆周沿循边缘接缝，从而施加焊接材料。除相对于托架的圆周旋转之外，各种控制元件可使焊头相对于托架沿着管道轴向地移动、朝向和远离接缝径向地移动、并且绕点或轴线(例如，平行于或垂直于管道纵向轴线a-a的轴线)枢转地移动。控制器可导向焊炬进行枢转。关节运动的这些自由度允许焊头在最佳地并且在需要的情况下填充接合部轮廓方面是非常有效并且高效的。

焊接机构还包括激光追踪机构，所述激光追踪机构与焊接部分的焊炬结合工作，以感测接合部接缝轮廓和/或焊接材料轮廓，以便将焊接材料以适当的位置和量施加到边缘接缝。所述激光机构勘测焊接部并且向进行关节运动的焊头的控制器发送信号以控制头部围绕整个边缘接缝的移动。具体地，在焊头控制系统从边缘接缝连续接收焊接部轮廓信息时，焊炬跟随激光器。所述信息然后用于连续调整焊炬以实现期望的焊接部结构。

除激光追踪机构之外，所述系统可包括用于视觉检验焊接部的2d摄像机。2d摄像机安装在焊接部分上并且跟随焊炬，使得一旦焊接部通过焊炬产生，操作人员就可检验焊接部。视觉信号被递送到外部操作人员显示器。例如，2d摄像机可以是彩色摄像机，并且颜色变化可向操作人员指示焊接部缺陷。感知到的轮廓变化也可指示缺陷。

参考图73-75，用于将管线区段焊接在一起的系统如下所述。图73示出能够支撑、定位并且重新定位多个长度的管线的外部对齐机构6010a和6010b。每个机构6010a和6010b可包括支撑件(例如，辊)，一定长度的管线可支撑在所述支撑件上。纵向辊6012可移动地支撑管线区段6105，使得区段6105可沿着箭头a定义的它的纵向方向重新定位。另外，旋转辊6014可绕与支撑区段6105的轴线a-a平行的轴线在区段6105的任一侧上旋转，从而使所述区段6105能够旋转或绕轴线a-a调整区段6105的角取向。外部对齐机构6010能够通过电动机、液压装置等将多个区段自动地调控到各种位置和取向中。例如，区段可升高、降低、旋转、倾斜、枢转等。

如图73所示，外部对齐机构6010a和6010b支撑多个区段6105、6110并且调整其位置和取向直至区段6105、6110均对齐为止，使得其纵向轴线a-a是共线的并且区段6105、6110中的每个的一个端部在接合部边缘处邻接。具体地，图74示出边缘形成管道接合部6120(还称为“装配”接缝)的图73的6100的放大详细视图。

本专利申请的管线对齐和焊接系统从装配区段6105、6110内侧向接合部6120的内部施加焊接。为了向接缝6120的内部施加焊接，内部焊接机构6300滚动到区段6105中的一个的端部中，如图75所示。第二区段6110然后放置在外部对齐机构6010b上并且进行调控，直至两个区段6105、6110均令人满意地对齐为止。可向内部焊接机构6300的拉杆6345施加外力，或者所述机构可包括用于调整它的在对齐区段6105、6110内的轴向位置的自动化自推进手段。

如图76-79所示，焊接机构6300包括托架6301和焊接部分6302。托架6301包括至少一个对齐机构6340a、6340b，所述对齐机构6340a、6340b可径向地扩张以接合区段6105或6110的内部表面。此扩张和接合两者均使焊接机构6300相对于区段6105、6110的轴向/纵向位置固定，并且使焊接机构6300在区段6105、6110内对齐或径向地居中。托架6301还包括主体6311，旋转机构6335支撑在所述主体6311上。主体6311包括在对齐机构6340a与6340b之间延伸的多个伸长结构支撑构件。如以下所讨论的，焊接部分6302包括类似的对应结构6313。

焊接部分6302可旋转地连接到托架6301并且从托架6301的端部延伸。托架6301与焊接部分6302之间的相对旋转通过旋转机构6335来促进。旋转机构6335固定到托架6301并且自动地(通过电动机和齿轮)使焊接部分6302相对于托架6301绕纵向轴线a-a旋转。焊接部分6302可从托架6301悬置，或者可通过另外的对齐机构6340c支撑，所述另外的对齐机构6340c定位成使得焊炬6305定位在对齐机构6340b与6340c之间。当提供对齐机构6340c时，焊接部分6302可在对齐机构6340b和6340c扩张以使其本身固定到区段的内部时相对于对齐机构6340b和6340c并且在对齐机构6340b与6340c之间旋转。此外，托架6301可包括拉杆6345，所述拉杆6345可构造为从托架6301伸长的延伸部，操作人员可抓握所述延伸部以插入/推送或回缩/牵拉焊接机构6300以便使其轴向定位在区段6105、6110内。

图76示出图75的部分6200的放大视图，其中仅区段6105存在并且区段6110不存在。如图76所示，焊接部分6302包括焊接组6303，所述焊接组6303包括焊炬6305、激光传感器6310、以及彩色摄像机6320。焊接部分6302还具有主体6313，焊炬6305、激光传感器6310、以及彩色摄像机6320支撑在所述主体6313上。激光器6310追踪区段6105、6110的内部接缝并且检测接合部轮廓，以用于在向接缝接合部施加焊接时定位焊炬6305。主体6313在对齐机构6340b与6340c之间延伸。部分6200示出位于区段6105内侧的焊接机构6300，其中焊炬6305大体上指向径向向外方向并且被定位来向面接缝6120施加焊接。图77示出焊接机构6300的通过部分b-b的大体示意性剖视图的实施方案，所述实施方案示出在焊接机构6300的插入方向上观看的焊接组6303。图77还示出焊机组6303在通过旋转机构6335旋转时的旋转方向d。因此，沿着焊接接缝6120在特定点上的焊接动作首先通过激光传感器6310、接着通过焊炬6305并且最后通过2d检验摄像机6320来作用。

图82-84示出焊接部分6302的多个透视图。图82示出线递送系统6322。线递送系统6322包括线卷线轴存储装置6323、任选的线矫直机6325、以及线馈送机构6330，所述线馈送机构6330被自动地控制以向焊炬6305递送适当量的线。在旋转机构6335使焊接部分6302旋转时，线通过线递送机构322被馈送到焊炬6305。

如上所提到的，焊炬6305可通过多个机构以多种方式定位和取向。焊炬6305支撑在操纵器上。操纵器包括径向定位器、轴向定位器和枢轴旋转器(pivoter)。具体地，焊炬6305支撑在其上的径向定位器6307(例如，齿条和齿轮)能够使焊炬径向地朝向和远离区段6105、6110的内部表面移动。换言之，朝向和远离待焊接的区段6105、6110的接合部。此外，轴向定位器6309(例如，齿条和齿轮)可使焊炬6305在区段6105、6110内轴向地移动。操纵器还包括枢轴旋转器6308，所述枢轴旋转器6308允许焊炬枢转(例如，绕平行于区段纵向轴线a-a的轴线)。通过枢轴旋转器6308的枢转移动可通过电动机和齿轮6306提供动力。例如，电动机可以是步进电动机。

焊炬操纵器可通过相关地支撑以上所提到的元件来合成所述元件的操纵性移动。例如，主体6313可支撑轴向定位器，所述轴向定位器进而支撑径向定位器，所述径向定位器进而支撑枢轴旋转器，所述枢轴旋转器进而支撑焊炬。类似地，轴向定位器可由径向定位器支撑。此外，可采用任何支撑顺序。

操纵器的元件通过控制器控制，所述控制器接收包括来自激光器6310的信号的一系列信号作为输入并且然后处理信息，之后向至少径向定位器6307、轴向定位器6309、枢轴旋转器6308、以及线递送系统6322发射信号。焊炬6305然后根据控制器的预定参数基于来自轮廓读取激光器6310的信号连续重新定位和重新取向。

现在描述当前内部焊接用系统的操作。图73、图80和图81示出定位区段6105和6110并且将其焊接在一起的过程。在操作中，可执行以下标有字母的步骤中的一个或多个，使得：a)将管段6105放置在对齐装置/管道架6010a上；b)然后将内部焊接机器6300插入到管段6105中；c)然后将第二管段6110与管段6105对齐，并且通过拉杆6345向前牵拉或自动地驱动焊接机构6300，使得焊炬6305与管段6105、6110的面接缝6120大体上对准；d)然后接合对齐机构6340a、6340b(以及6340c，如果需要的话)以使焊接机构6300在管段6105、6110内固定；e)在一个实施方案(任选的)，旋转机构6335使焊头6305旋转以通过激光传感器装置6310执行对管段6105、6110的接合部接缝6120的初始扫描，以确保最佳装配；f)如果需要的话，可重复步骤(c)、(d)和(e)，即，使管段6105、6110再对齐/旋转并且通过激光器6310进行再扫描，以改进“装配”；g)任选地，接合在焊接机构6300的后部上的内部对齐机构6340c以保持焊接机构3600相对于管道部分6105、6110的轴向位置；h)在焊接机构6300在管段6105和6110中固定的情况下，根部焊接(第一个焊接)循环开始，使得激光器6310扫描管道接合部6120，焊炬6305跟随激光器6310，并且使用来自激光器6310的输出控制进行关节运动的焊炬6305的位置，其中控制焊炬6305相对于接合部6120的位置和取向以便产生最好的焊接质量；i)除来自激光器6310的信号之外，电弧电流监测也可在导向焊炬位置中使用；j)在完成360°焊接之后，焊头6305旋转回到最初位置；k)在先前步骤(j)中或在单独的检验运行上执行轮廓(使用激光器6310)和视觉检验(使用2d彩色摄像机6320)；l)在检验之后，释放对齐机构6340a-c并且朝向焊接管道6105、6110的开口端部向前牵拉或驱动焊接机构6300，并且在焊接机构6300的前端暴露的情况下，与(b)一样，将管段6110放置在外部对齐机构6010b上并且前进到下一个接缝；m)然后对于整个生产运行重复步骤(c)至(1)。

在一个实施方案中，来自激光器传感器6310的信号被发送到内部对齐机构6010的电子控制器，以针对更合乎需要的面接缝6120布置自动地重新定位区段6105、6110中的一个或两个。此外，前述步骤可以陈述的顺序执行。然而，也预期顺序的变化。

在另一个实施方案中，并非在第一个360°焊接之后停止，而是继续旋转以铺设另一个焊接通道，在第二个焊接之后，激光器6310可用于同时进行检验和追踪，同时跟随的2d彩色摄像机继续进行检验。

在再一实施方案中，并非焊接完整的360°焊接，以相同的开始位置在两个180°的一半中执行焊接。此具体实施需要用于追踪的多个激光传感器或使激光器和/或焊炬物理地摆动以便维持追踪传感器在两个旋转方向上的前导位置(即，使焊炬和激光器旋转使得它们切换位置)的机构。

在一个实施方案中，本专利申请公开一种接头内部焊接系统3001。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001并入内部焊接系统5004的所有特征件。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的另外的特征件包括大容量电池，使得接头内部焊接系统3001可进行长距离行进并且具有机载焊接电力。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001被配置来自主地操作，使得没有到接头内部焊接系统3001的外部缆线。

由于焊接电力、运动电力和其他所需要的电力以机载的方式承载(由框架承载的完全电池系统)，接头内部焊机系统3001可用于横贯非常长的管道跨度，并且在这些位置处执行焊接操作。这是可实现的，因为所述系统不需要因为来自外部电源的电力而被拴系。

在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001还可包括用于将管道牵拉在一起以使任何间隙闭合的装置。在一个实施方案中，用于将管道牵拉在一起以使任何间隙闭合的装置可指代为无间隙装置(upgappingdevice)。在一个实施方案中，无间隙装置被构造并布置成使得夹具中的一个被配置来可相对于另一个夹具移动。在一个实施方案中，无间隙装置被构造并布置为在主焊接部分外部。在一个实施方案中，无间隙装置被构造并布置为在管道内。

在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001包括与内部焊接系统5004中的类似的最前端部分3002、中央部分3004和驱动部分3006。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的最前端部分3002、中央部分3004和驱动部分3006的结构、配置、组件以及操作与以上详细描述的内部焊接系统5004的最前端部分、中央部分和驱动部分类似，并且因此接头内部焊接系统3001的最前端部分3002、中央部分3004和驱动部分3006的结构、配置、组件以及操作在此将不进行详细描述。在一个实施方案中，最前端部分3002的电子模块、中央部分3004的电子模块以及驱动部分3006的电子模块各自包括一个或多个处理器。

例如，接头内部焊接系统3001包括：框架，其被配置来放置在管道1022a、1022b内；多个辊3125，其被配置来可旋转地支撑接头内部焊接系统3001的框架；驱动电动机3124，其驱动辊3125以使接头内部焊接系统3001的框架在管道1022a，1022b内移动；制动系统，其将接头内部焊接系统3001的框架固定在管道1022a、1022b内的期望位置处不移动；检验检测器，其由接头内部焊接系统3001的框架承载，并且被配置来检测管道1022a、1022b之间的接合部区域的特征；以及焊接焊炬，其由接头内部焊接系统3001的框架承载。在一个实施方案中，与内部焊接系统5004一样，接头内部焊接系统3001的制动系统可包括接头内部焊接系统3001的夹具，所述夹具被配置来分别夹紧到管道1022a、1022b。在一个实施方案中，与内部焊接系统5004一样，接头内部焊接系统3001的制动系统可包括接头内部焊接系统3001的制动器气缸和制动器阀。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的辊3125、驱动电动机3124、检验检测器、以及焊接焊炬的结构、配置、和/或操作与内部焊接系统5004的类似，并且因此在此将不进行详细描述。

在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001还包括与驱动电动机3124、检验检测器和焊接焊炬操作性地连接的一个或多个处理器。接头内部焊接系统3001的一个或多个处理器的配置和操作与内部焊接系统3004的类似，并且因此在此将不进行详细描述。

在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001是完全未拴系的。具体地，接头内部焊接系统3001不需要包括拉杆或脐带缆，并且去向和来自接头内部焊接系统3001的所有通信是完全无线的。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001可包括：发射器，其被配置来将完全无线地来自接头内部焊接系统3001的所有通信信号发射到远程ulog处理系统；和接收器，其被配置来完全无线地从远程ulog处理系统接收所有的通信信号。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的一个或多个处理器和/或所有电子模块被配置来与远程ulog处理系统完全无线地通信。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的检验检测器、检验摄像机、所有传感器、所有电动机、所有阀和/或其他组件/元件被配置来与远程ulog处理系统完全无线地通信。

在一个实施方案中，来自接头内部焊接系统的任何信息可通过wifi、蓝牙、nfc、通过射频、或通过蜂窝塔传输(仅为了举例)与管道外侧的系统无线地通信。在一些实施方案中，在适当的情况下，信息通过使用中继器或延展器来传送，其中传输信号进行长距离行进或行进通过弯曲区域。

在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的一个或多个处理器和一个或多个传感器被配置来监测机载焊接电力供应、机载运动电力供应和其他机载电力供应的充电水平。例如，可(连续地或在规则间隔下)监测通过这些电力供应输出的电压。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的发射器将所监测的电池寿命/充电水平信息完全无线地发射到远程ulog处理系统以用于进一步处理。例如，机载电力供应的所监测的充电水平信息可用于确定接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的一个或多个处理器可被配置来在接头内部焊接系统3001上局部地确定接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间。在一个实施方案中，远程ulog处理系统可被配置来基于无线地发射的电池寿命/充电水平信息确定接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间。在一个实施方案中，远程ulog处理系统可被配置来将接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间发射到接头内部焊接系统3001的一个或多个处理器。在一个实施方案中，远程ulog处理系统还可被配置来基于接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间发射(向接头内部焊接系统3001完全无线地发射)关于接头内部焊接系统3001的操作的另外的指令。

在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的一个或多个处理器和一个或多个传感器被配置来监测机载惰性(保护/吹扫)气体供应、机载空气供应、以及其他机载气体供应的气体水平(例如，机载压缩空气罐中的压缩空气的体积或压力、机载保护/吹扫气体罐中的保护或吹扫气体的体积或压力等)。例如，可监测(连续地或在规则间隔下)这些气体供应的气体消耗。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的发射器将所监测的气体水平信息完全无线地发射到远程ulog处理系统以用于进一步处理。例如，机载气体供应的所监测的气体水平信息可用于确定接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的一个或多个处理器可被配置来在接头内部焊接系统3001上局部地确定接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间。在一个实施方案中，远程ulog处理系统可被配置来基于无线地发射的气体水平信息确定接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间。在一个实施方案中，远程ulog处理系统可被配置来将接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间发射到接头内部焊接系统3001的一个或多个处理器。在一个实施方案中，远程ulog处理系统还可被配置来基于接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间发射(向接头内部焊接系统3001完全无线地发射)关于接头内部焊接系统3001的操作的另外的指令。

在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的一个或多个处理器和一个或多个传感器被配置来监测接头内部焊接系统3001的焊线材料水平。例如，可监测(连续地或在规则间隔下)接头内部焊接系统3001中的线馈送电动机(分配焊线)的旋转和剩余焊线材料的重量以确定接头内部焊接系统3001的焊线材料水平。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的发射器将所监测的焊线材料水平信息完全无线地发射到远程ulog处理系统以用于进一步处理。例如，所监测的焊线材料水平可用于确定接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间(例如，在焊线材料用完或低于操作接头内部焊接系统3001的最小阈值水平之前)。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的一个或多个处理器可被配置来在接头内部焊接系统3001上局部地确定接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间。在一个实施方案中，远程ulog处理系统可被配置来基于无线地发射的焊线材料水平信息确定接头内部焊接系统的估算的剩余操作时间。在一个实施方案中，远程ulog处理系统可被配置来将接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间发射到接头内部焊接系统3001的一个或多个处理器。在一个实施方案中，远程ulog处理系统还可被配置来基于接头内部焊接系统3001的估算的剩余操作时间发射(向接头内部焊接系统3001完全无线地发射)关于接头内部焊接系统3001的操作的另外的指令。

在一个实施方案中，远程ulog处理系统从在不同位置(例如，横跨国家或横跨地球的不同位置)处的多个接头内部焊接系统接收电池充电数据，并且在其上建立数据库。此数据库被ulog处理系统使用，以基于大数据组确定基于内部焊接系统的不同操作参数的预期电池寿命时间。这可被ulog处理系统和/被接头内部焊接系统3001的一个或多个处理器使用，以基于各种组件的当前操作状态预测这些组件的电池寿命时间。此信息可被一个或多个处理器使用，以通过修改一个或多个操作参数来减少或调节一个或多个组件的电力消耗。例如，如果一个或多个处理器确定可修改此类操作状态而没有不利地影响正在执行的相关联的操作，则可调节(例如，降低)全部焊接速度、焊线速度、电压、以及电流以节约电池寿命。

在一个实施方案中，电池寿命、电压输出、以及操作参数中的任一个被无线发送到用户界面(诸如具有计算机显示器的计算机监视器)，使得它们可被用户监测。

在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001还包括相邻驱动部分3006定位的(即，在接头内部焊接系统3001的后部处)电力部分3008。

在一个实施方案中，参考图101，最前端部分3002包括前最端部分框架3522，中央部分3004包括中央部分框架3524，驱动部分3006包括驱动部分框架3526，并且电力部分3008包括电力部分框架3528。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的框架或框架组装件包括最前端部分框架3522、中央部分框架3524、驱动部分框架3526以及电力部分框架3528。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的框架或框架组装件被配置来放置在管道1022a、1022b内。

在一个实施方案中，电力部分3008包括万向接头3010、电动机电源3012、焊接焊炬电源3014、焊接电力供应3016、以及可调整轮子3018。

在一个实施方案中，驱动部分3006可通过万向接头3010连接到电力部分3008。在一个实施方案中，万向接头3010被构造并布置来允许接头内部焊接系统3001围绕管线中的弯曲部进行关节运动。

在一个实施方案中，焊接焊炬电源3014可包括多个焊接焊炬电力电池3014a-3014e。在一个实施方案中，焊接焊炬电源3014被配置来对焊接焊炬3502供电。在一个实施方案中，焊接焊炬电源3014由接头内部焊接系统3001的框架组装件承载。在一个实施方案中，焊接焊炬电力电池的数量可变化。在一个实施方案中，焊接焊炬电源3014被配置来将电力供应到焊接焊炬电力供应3016以用于生成焊弧。在一个实施方案中，焊接焊炬电源3014与其他电系统分开，使得如果焊接焊炬电力耗尽，则接头内部焊接系统3001的其余部分仍然可操作。

在一个实施方案中，电动机电源3012被配置来对驱动部分3006中的电驱动电动机3124供电。在一个实施方案中，电动机电源3012可包括多个电动机电力电池3012a-3012e。在一个实施方案中，电动机电源3012还可指代为驱动电源。在一个实施方案中，电动机电源3012由接头内部焊接系统3001的框架组装件承载。在一个实施方案中，电动机电力电池的数量可变化。在一个实施方案中，电动机电源3012仅用于驱动(即，将电力供应到驱动部分3006中的电驱动电动机3124)，使得在其他电池组3014a-3014e耗尽的情况下，接头内部焊接系统3001不被困在管线中。

在一个实施方案中，电动机电源3012(包括电池3012a-3012e)和焊接焊炬电源3014(包括电池3014a-3014e)由接头内部焊接系统3001的框架承载。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的一个或多个电池单元(例如，电动机电源3012、焊接焊炬电源3014、电池3514等)被配置来对驱动电动机3124、检验检测器和焊接焊炬供电。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001的一个或多个电池单元3514、3012或3014可包括多个独立的电池单元。在一个实施方案中，用于焊接焊炬的电池单元3014、3014a-3014e独立于用于驱动电动机和检验检测器的电池单元3012、3012a-3012e、3514。在一个实施方案中，用于驱动电动机3124的电池单元3012、3012a-3012e独立于用于检验检测器的电池单元3514。即，在一个实施方案中，电池单元3012、3012a-3012e被配置来对驱动电动机3124供电，电池单元3514被配置来对检验检测器供电，并且电池单元3014、3014a-3014e被配置来对接头内部焊接系统3001的焊接焊炬供电。

在一个实施方案中，参考图101，驱动电动机3124被配置来驱动辊3125，以便使接头内部焊接系统3001的框架或框架组装件、接头内部焊接系统3001的第一管道接合结构3127、第二管道接合结构3129和检验检测器3130沿着管道1022a、1022b中的至少一个在其内部移动。在一个实施方案中，驱动辊3125被配置来接合管道1022a、1022b中的一个或多个的内部表面5130、5132。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001包括多个驱动辊3125，所述驱动辊3125被配置来可旋转地支撑接头焊接系统3001的框架或框架组装件。

在一个实施方案中，焊接电力供应3016被配置来从焊接焊炬电源3014获取dc电力，并且将dc电力转化为用于通过焊接焊炬3502执行的焊接工序的正确的电流和电压波形。

在一个实施方案中，可调整轮子3018被构造并布置来被调整成使得接头内部焊接系统3001的电力部分3008在管线中直线地并且水平地运行。

图103示出显示电力(包括焊接电力)、通信数据和控制数据的流通过接头内部焊接系统3001的示意图，其中为了清楚起见并且更好地示出接头内部焊接系统3001的其他组件和/或特征，接头内部焊接系统3001的一些组件未示出。

图103中通信数据和控制数据通过接头内部焊接系统3001的流与图71中通信数据和控制数据通过内部焊接系统5004的流类似，以下指出的差异除外。

在一个实施方案中，驱动部分电子模块3126被配置来操作性地连接到定位/位于接头内部焊接系统3001的电力部分3008中的驱动电池3012。

在一个实施方案中，电力部分3008的电池3012通过驱动部分电子模块3126连接到接头内部焊接系统3001的驱动电动机3124。

图103和图103a中焊接电力通过接头内部焊接系统3001的流不同于图71中焊接电力通过内部焊接系统5004的流。

例如，在内部焊接系统5004和接头内部焊接系统3001中，焊接电力来自于不同的方向。即，与其中焊接电力通过它的脐带缆5034来自于系统的前部的内部焊接系统5004不同，对于接头内部焊接系统3001而言，焊接电力来自于后部。其中焊接电力来自于接头内部焊接系统3001的后部的此配置可通过添加第二滑环或通过掉转焊接部分并且将其向后推送通过管道(这可能使得难以触及焊线的卷线轴以用于进行维护)来实现。

在一个实施方案中，焊接电力从机载焊接焊炬电源3014被接头内部焊接系统3001的焊接焊炬3502接收。在一个实施方案中，来自机载焊接焊炬电源3014的焊接电力被供应到焊接电力供应3016。在一个实施方案中，焊接电力供应3016被配置用于生成焊弧。即，焊接电力供应3016被配置来从焊接焊炬电源3014获取dc电力，并且将dc电力转化为用于通过焊接焊炬3502执行的焊接工序的正确的电流和电压波形。在一个实施方案中，来自焊接电力供应3016的正确的电流和电压波形通过后滑环3512被供应到焊接焊炬5502。

与内部焊接系统5004一样，在一个实施方案中，驱动部分3006的电池3514被配置来将电力供应到接头内部焊接系统3001中的所有电子模块(包括最前端电子模块、线馈送电子模块、中央部分电子模块以及驱动部分电子模块3126)，并且还被配置来将电力供应到接头内部焊接系统3001中的所有电驱动电动机，包括前旋转电动机、线馈送系统的电动机、后旋转电动机、驱动电动机、轴向焊接焊炬电动机、径向焊接焊炬电动机、以及倾斜焊接焊炬电动机。在一个实施方案中，电池3514被配置来为接头内部焊接系统3001的检验摄像机和/或检验检测器供电。然而，驱动部分3006的电池3514被配置来不将电力供应到接头内部焊接系统3001的驱动电动机3124。在一个实施方案中，电力部分3008的电池3012被配置来将电力供应到接头内部焊接系统3001的驱动电动机3124。在一个实施方案中，电力部分3008的电池3012通过驱动部分电子模块3126连接到接头内部焊接系统3001的驱动电动机3124。

在一个实施方案中，在接头内部焊接系统3001中使用的电池可以电的方式串接在一起以得到更高的电流和更高的能含量。例如，两个12伏的电池串接在一起以获得24伏。在一个实施方案中，两个电池安装到相同的框架并且串联地连线在一起。在一个实施方案中，电池还可彼此连接(例如，通过万向接头或以其他方式)，使得电池可相对于彼此进行关节运动以操纵管道。

在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001可包括四个电池，其中一个电池可用于驱动接头内部焊接系统3001，并且其他三个电池可并联地连接并且可用于接头内部焊接系统3001的焊接工序。

在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001可使用内部定位(定位在管道内侧)的夹具或外部定位(定位在管道外侧)的夹具。例如，在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001可在其焊接工序的过程中使用内部定位(定位在管道内侧)的夹具。在一个实施方案中，接头内部焊接系统3001可在内部扫描工序的过程中使用外部定位(定位在管道外侧)的夹具(其中，内部定位的激光器/检测器和/或其他装置被配置来从管道内侧扫描焊接接缝)。

实施接头焊接以将伸长的管道焊接到另一个伸长的管道。一般来讲，待焊接的新管道至少120英尺长，并且可超过两英里长。本文所公开的接头内部焊接机器具有机载电池电力，并且可用于从管道内侧执行接头根部焊接通道和任选的热焊接通道。

在一个实施方案中，管道是外部对齐的。与本文所公开的内部焊接机器一样，接头焊机可具备仅单个焊头(具有单个焊接焊炬)或多个焊头(例如，仅为了举例，从2到8中的任一个)。

如图103c和图103d所示，并且如根据本文先前的讨论所理解的，接头焊接机器9000具有用于电子器件的头锥部分9002、支撑轮9004、机载焊接电力供应9006、以及确保接头内部焊机与管道同心的一对夹具9008。如稍后更详细地描述的，接头焊机包括具有个体激光器和2d彩色摄像机的顺时针和逆时针焊头“盒”9010。在图103c和图103d中，接头焊机机器示出为定位在具有38英寸内径的稍微弯曲(例如，30d弯曲)的管道9012内。还如图103c和图103d所示，接头焊机具有90度偏移以减小长度的驱动系统和制动器9014以及用于驱动电动机和制动器的机载电源(即，电池组)9020。

如从图103e-j和以下描述所理解的，所示的模型具有四个焊头，两个焊头在焊接操作的过程中顺时针旋转(焊头9022和9024)，并且两个在焊接操作的过程中逆时针旋转(焊头9032和9034)。在替代实施方案中，所示的全部4个焊头在单个旋转方向上旋转，如在本申请中的其他地方所描述的。此外，在图103e-j所示的实施方案中，提供标记为9042、9044、9046、9048的四个机载焊接电源/电力供应(例如，电池)。所提供的焊头/焊炬越多，焊接周期时间可越短。无论焊接在单个旋转方向上进行或在顺时针和逆时针两个方向上进行，这均是正确的。然而，应理解，在单个旋转方向上的旋转可快于顺时针和逆时针两者的旋转，其中后者可采用电动机方向的反转。

每个焊头9022、9024、9032和9034具有以下设备：焊接焊炬、允许每个焊炬的成角度、轴向和边到边移动的本文先前所述的类型的至少一个焊炬电动机、线馈送器、线矫直机以及将焊线材料馈送到焊接焊炬的线卷线轴。还提供先前所述类型的激光检验/检测器装置以引导焊接焊炬并且检验焊接部。另外，彩色ccd/cmos摄像机被用于以先前所述的方式检验焊接部。

每个焊头与四个电力供应9042、9044、9046和9048中的一个相关联并且连接。四个焊头和四个电力供应均安装在旋转组装件9050上。旋转组装件执行与先前所述的可旋转轮毂5078相同的功能。旋转组装件可由一个或多个取向电动机驱动，如先前所述。

为了实现焊接操作，接头焊接机器被馈送到管道中的一个(例如，较短管道或对驱动出具有较少阻碍的一个)的一个开口端部中。第二管道的面与第一管道的面匹配并对齐(外部地)。接头焊接机器被驱动到焊头正好在管道接合部区域处的地方。激光检测器提供反馈，并且至少一个焊接焊炬电动机使焊接焊炬尖端在接合部处的适当位置处对齐。夹具9008被致动并且扩张(它们充当扩张器)以使接头焊机机器与管道同心，并且夹具被接合以保持在接头焊接机器上的位置。当接头焊机机器通过夹具被固定时，可旋转机构9050的旋转轴线与管道9012的纵向轴线同轴。

在一个实施方案中，焊接通过首先在逆时针方向上操作焊头9032和9034来实现。如图103h所示，四个焊头旋转间隔开90度。当它们进行焊接时，焊头9032在12点钟处开始，并且焊头9034在9点钟处开始，如图103h所示。旋转组装件9050旋转90度，直至焊头9032停止在9点钟处并且焊头9034停止在6点钟处为止(通过图103h和图103i查看进展)。在此点处，焊头9032和9034中止焊接(在图103i处)，并且焊头9022和9024进行焊接(在图103i处)。一个或多个取向电动机然后使可旋转组装件9050在如图103j所示的顺时针方向上旋转，直至焊头9022停止在3点钟处并且焊头9024停止在6点钟处为止。以这种方式完成完全根部焊接通道。

在根部焊接铺设之后，其余的焊接可使用自动焊接机器或手动地从外侧完成。扩张器或夹具然后脱离，并且接头焊机被驱动到管道的开口端部。

在一个实施方案中，电力供应9042、9044、9046和9048中的每个包括可在相关联的开口9062、9064、9066和9068中插入的可再充电电池盒。在插入到开口中后，电池盒电连接到其相关联的焊头。每个电池盒可容易地去除以用于再充电并且然后再放置。

如图所示，接头焊机具有自供电的驱动和制动机构9014，其由机载焊接电源9020供电。在本文所述的各种先前的实施方案中，此接头焊机可利用没有机载电力能力的内部焊接机器的所有属性。

在所述的此接头焊机实施方案中，可理解，多个(例如，两个)焊接焊炬专用于顺时针焊接，同时另外多个(例如，两个)专用于逆时针焊接。此外，如所描述的，所有的焊接焊炬在向下方向上实施焊接。由此，焊接焊炬可任选地以预定焊接角度固定(对于本文所公开的内部焊接机器中的任一个而言，无论是接头未拴系类型或拴系类型，这均是正确的)，使得焊炬尖端指向正向焊接方向(“推动”焊池)。可替代地，如参考图56a以上所讨论的，焊接焊炬可被安装用于绕点p枢转移动，使得焊接焊炬轴线a可定位在径向线r的任一侧上。此替代形式通过使焊接焊炬枢转使得无论焊接在顺时针或逆时针方向上实施，焊接焊炬均可在正向焊接方向上枢转来使同一焊炬能够用于顺时针和逆时针焊接两者。

在一个实施方案中，焊接焊炬被配置来定位到第一管道1022a和/或第二管道1022b外部以提供外部焊接操作。在一个实施方案中，外部定位的焊接焊炬安装到管道1022a、1022b的外表面。

在一个实施方案中，参考图86，本专利申请提供吹扫和检验系统7001。例如，在一个实施方案中，第一管段1022a和第二管段1022b各自可完全地或部分地由一些耐腐蚀合金(cra)材料制成，所述耐腐蚀合金材料可能在焊接部的两侧上需要保护气体。在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001可内部地定位在管道1022a、1022b内以在管道1022a、1022b内侧和在接合部区域5136周围(如图97所示)提供吹扫气体腔室7054(如图89所示)，同时外部焊接系统7500(如图97所示)在接合部区域5136处从管道1022a、1022b外侧执行焊接工序(包括根部通道焊接工序1002、热通道焊接工序1004以及填充和盖面通道焊接工序1006)。

在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001还提供内部地定位在待焊接管道1022a、1022b内的内部夹具。即，在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001的夹具7050和7052被配置来夹紧待焊接管道1022a、1022b的内表面5130、5132(如图33所示)。

在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001还提供内部地定位在管道1022a、1022b内的检验检测器7042和/或检验摄像机7044。在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001的检验检测器7042和/或检验摄像机7044定位在吹扫和检验系统7001的吹扫气体腔室7054中。在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001的一个或多个处理器7062(如图90所示)被配置来与检验检测器7042和/或检验摄像机7044交互，以扫描管道1022a、1022b之间的接合部区域5136，以便在焊接工序之前、过程中和之后确定管道1022a、1022b之间的接合部区域5136的轮廓，以基于扫描数据生成焊接前轮廓数据、动态焊接轮廓数据以及焊接后轮廓数据，并且基于所生成的焊接前轮廓数据、动态焊接轮廓数据或焊接后轮廓数据控制外部焊接系统7500或其操作。

在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001可用于具有26至28英寸的外径的第一管段1022a和第二管段1022b。在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001可用于具有小于24英寸的外径的第一管段1022a和第二管段1022b。

在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001包括最前端部分7002、中央部分7004和驱动部分7006。在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001的最前端部分、中央部分和驱动部分的结构、配置、组件以及操作与以上详细描述的内部焊接系统5004的最前端部分、中央部分和驱动部分类似，并且因此吹扫和检验系统7001的最前端部分、中央部分和驱动部分的结构、配置、组件以及操作在此将不进行详细描述，以下指出的差异除外。

与内部焊接系统5004的中央部分不同，中央部分7004不包括安装在其可旋转轮毂上的焊接焊炬组装件。在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001的中央部分7004包括安装在其可旋转轮毂7012上的检验检测器7042。在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001的中央部分7004包括安装在其可旋转轮毂7012上的检验检测器7042和检验摄像机7044。在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001的中央部分7004包括安装在其可旋转轮毂7012上的检验摄像机7044。

在一个实施方案中，最前端部分7002容纳所有的吹扫支撑组件。在一个实施方案中，中央部分7004是吹扫和检验系统7001的使管道对齐、密封吹扫区域并且检验焊接部的部分。在一个实施方案中，驱动部分7006容纳吹扫和检验7001的其余部分进行操作所需要的电池、压缩空气和吹扫气体。

图87示出吹扫和检验系统7001的最前端部分7002的详细视图，并且图88示出最前端部分7002的吹扫组装件的详细视图。在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001的最前端部分7002包括牵引联结器、最前端电子模块、前滑环、前夹具控制阀、前位置传感器、可调整斜板、最前端部分框架、导轮、前旋转电动机、以及前旋转式活接头7104，并且这些组件中的每个的结构和操作与内部焊接系统5004的最前端部分中的那些类似。

在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001的最前端部分7002不包括线馈送组装件。相反，吹扫和检验系统7001的最前端部分7002包括吹扫组装件7014。

在一个实施方案中，吹扫组装件7014可旋转地连接到中央部分7004的可旋转轮毂7012，使得当可旋转轮毂7012通过第一旋转电动机和第二旋转电动机旋转时，连接到可旋转轮毂7012的吹扫组装件也与可旋转轮毂7012一起旋转。

在一个实施方案中，吹扫组装件7014被配置来容纳阀、传感器和调节器以控制吹扫气体到吹扫气体腔室7054中的流动。在一个实施方案中，吹扫组装件7014还被配置来容纳用于操作吹扫组装件和可旋转轮毂7012中的所有组件的电子器件。

在一个实施方案中，参考图88，吹扫组装件7014包括低吹扫阀7016、初级低吹扫调节器7018、次级低吹扫调节器7020、高吹扫阀7022、高吹扫调节器7024、氧气传感器7026、泵7028、吹扫组装件框架7030、以及吹扫电子模块7032。

在一个实施方案中，低吹扫阀7016被配置来控制吹扫气体到吹扫气体腔室7054中的流动。在一个实施方案中，低吹扫通常指代为当吹扫和检验系统7001在吹扫气体腔室7054内维持惰性气氛时的吹扫。在一个实施方案中，来自低吹扫阀7016的输出端去向初级低吹扫调节器7018。在一个实施方案中，低吹扫阀7016总是打开的(或开启的)，当密封件7046和7048(如图89所示)未充气并且吹扫和检验系统7001中没有进行吹扫时除外。

在一个实施方案中，初级低吹扫调节器7018被配置来将吹扫气体的压力从5磅压力减小至0.5磅压力。在一个实施方案中，来自初级低吹扫调节器7018的输出端去向次级低吹扫调节器7020。在一个实施方案中，初级低吹扫调节器7018被配置来手动设置。

在一个实施方案中，次级低吹扫调节器7020是被配置来通过闭合环路反馈控制流动到吹扫气体腔室7054中的压力(0.1与0.5磅之间)的电子装置。在一个实施方案中，来自次级低吹扫调节器7020的输出端去向吹扫气体腔室7054。

在一个实施方案中，高吹扫阀7022被配置来控制吹扫气体到吹扫气体腔室7054中的流动。在一个实施方案中，高吹扫通常指代为当吹扫和检验系统7001在吹扫气体腔室7054内建立惰性气氛时的吹扫。在一个实施方案中，来自高吹扫阀7022的输出端去向高吹扫调节器7024。在一个实施方案中，高吹扫阀7022被配置来当吹扫气体腔室7054中的氧气(如由氧气传感器7026所测得的)低于预定氧含量值时关闭。

在一个实施方案中，高吹扫调节器7024被配置来将吹扫气体的压力从供应压力(高至75磅)减小至最大期望低吹扫压力(通常是5-20磅)。在一个实施方案中，来自高吹扫调节器7024的输出端去向吹扫气体腔室7054。在一个实施方案中，高吹扫调节器7024被配置来手动设置。在一个实施方案中，高吹扫调节器7024被配置为打开的或可操作的，直至吹扫气体腔室7054中的氧气(如由氧气传感器7026所测得的)低于预定氧含量值为止。

在一个实施方案中，氧气传感器7026的输入端连接到吹扫气体腔室7054的出口端口。在一个实施方案中，氧气传感器7026操作性地连接到一个或多个处理器7062。在一个实施方案中，氧气传感器被配置来检测第一密封件7046与第二密封件7048之间的氧气量。在一个实施方案中，氧气传感器7026被配置来测量吹扫腔室7054中的气体的氧含量，并且将氧含量数据发送到一个或多个处理器7062，所述氧含量数据指示吹扫腔室7054中的气体的氧含量。在一个实施方案中，氧气传感器7026被配置来测量存在于离开吹扫气体腔室7054的气体中的氧气的水平，并且将氧含量数据发送到吹扫电子模块7032。

在一个实施方案中，一个或多个处理器7062被配置来在第一密封件7046与第二密封件7048之间的氧气量低于阈值水平或预定氧含量值之后使能够进行焊接操作。在一个实施方案中，一个或多个处理器7062被配置来接收氧含量数据，将所接收的氧含量数据与其预定氧含量值进行比较，并且在氧含量数据大于预定氧含量值的情况下生成氧气过量信号。在一个实施方案中，基于氧气过量信号，吹扫和夹具系统7100可被配置来打开高吹扫调节器7024以允许吹扫气体(来自吹扫气体源/罐7070)流动到吹扫腔室7054中，直至所测得的氧含量降至低于预定氧含量值为止。在一个实施方案中，基于氧气过量信号，吹扫和夹具系统7100的一个或多个处理器7062可向外部焊接系统7500发送通信信号以停止焊接工序。

在一个实施方案中，预定氧含量值是500百万分之一(ppm)。在一个实施方案中，氧含量值可在50至100ppm的预定范围内。

在一个实施方案中，在低吹扫的过程中，吹扫气体腔室7054中的低压不生成足以通过氧气传感器7026的流动。在一个实施方案中，泵7028用于从吹扫气体腔室7054、通过氧气传感器7026将气体抽出。在一个实施方案中，泵7028可连续地或间歇地使用。在一个实施方案中，泵7028用于低吹扫操作。

在一个实施方案中，吹扫电子模块7032被配置来将通信向上游传送通过前滑环7034到最前端部分电子模块7036。在一个实施方案中，吹扫电子模块7032被配置来将通信向下游传送通过后滑环7038到中央部分电子模块7040。

在一个实施方案中，吹扫电子模块7032被配置来控制附接到中央部分7004的可旋转轮毂7012的所有传感器和阀。例如，在一个实施方案中，吹扫电子模块7032被配置来控制氧气传感器7026、泵7028、低吹扫阀7016、高吹扫阀7022以及次级低吹扫调机器7020。在一个实施方案中，吹扫电子模块7032被配置来与一个或多个检验检测器7042和摄像机7044通信并且控制所述一个或多个检验检测器7042和所述摄像机7044。

图89和图90示出吹扫和检验系统7001的中央部分7004的前视图和剖视图，并且这些组件中的每个的结构和操作与内部焊接系统5004的中央部分中的那些类似。图91示出吹扫密封件7046或7048的详细视图，并且图92示出可旋转轮毂7012的详细视图。

在一个实施方案中，如以上所讨论的，最前端部分7002的框架连接到中央部分7004的前夹具7050(如图95所示)，并且吹扫组装件7014可旋转地连接到可旋转轮毂7012。

在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001的中央部分7004包括前夹具7050、第一管道接合结构7050和第二管道接合结构7052、检验检测器7042、检验摄像机7044(如图92所示)、后夹具7052、后夹具控制阀7058、中央部分电子模块7040、前束轮、中央部分框架、可调整斜板、后旋转式活接头7072、后旋转电动机、后位置传感器、旋转模块7012、吹扫密封件7046和7048以及后滑环7038。

在一个实施方案中，吹扫密封件7046和7048被配置来与夹具7050和7052被致动的同一时间进行充气。在吹扫密封件7046和7048均充气后，它们被构造并布置来分别接合管道1022a、1022b的内表面5130、5132，从而在其之间形成腔室7054。在一个实施方案中，吹扫密封件7046和7048在充气后接合在接合部区域5136的相反侧上。在一个实施方案中，腔室7054是可指代为吹扫气体腔室7054的闭合体积。在一个实施方案中，腔室7054被构造并布置来在其中接收吹扫气体(或惰性气体)。

在一个实施方案中，前夹具控制阀7056和后夹具控制阀7058是连续4路方向阀(例如，具有四个液压连接部，对应于入口端口(p)、致动器端口(a和b)、和返回端口(t)、以及一个物理信号端口连接部(s))。例如，在一个实施方案中，致动器端口a或b中的一个用于延伸其对应的夹具7050或7052并且对其对应的密封件7046或7048充气，并且致动器端口a或b中的另一个用于使其对应的夹具7050或7052回缩并且使其对应的密封件7046或7048泄气。

图93示出吹扫和检验系统7001的驱动部分7006的详细侧视图。在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001的驱动部分7006包括保护气体罐7070、电池、驱动部分电子模块7064、气动阀、驱动轮、驱动电动机7068、制动器以及压缩空气罐，并且这些组件中的每个的结构和操作与内部焊接系统5004的驱动部分中的那些类似。

图94示出显示吹扫气体的流通过吹扫和检验系统7001的示意图，其中为了清楚起见并且更好地示出吹扫和检验系统7001的其他组件和/或特征，吹扫和检验系统7001的一些组件未示出。

在一个实施方案中，惰性/吹扫气体供应线被配置来将吹扫/惰性气体源7070传送到第一密封件7046与第二密封件7048之间的区域7054。在一个实施方案中，来自惰性/吹扫气体源7070的气体被导向到第一密封件7046与第二密封件7048之间的区域7054中，以减少焊接操作过程中的氧化。

参考图94，吹扫气体罐7070示出在吹扫和检验系统7001的驱动部分7006中。在一个实施方案中，高压调节器7074可定位在吹扫和检验系统7001的驱动部分7006中。在一个实施方案中，高压调节器7074可定位在吹扫和检验系统7001的中央部分7004中。在一个实施方案中，后旋转式活接头707、可旋转轮毂7012、吹扫气体腔室7054、前夹具7050和后夹具7052、以及前密封件7046和后密封件7048示出在吹扫和检验系统7001的中央部分7004中。低吹扫阀7016、初级低吹扫调节器7018、次级低吹扫调节器7020、高吹扫阀7022、高吹扫调节器7024、氧气传感器7026、以及泵7028示出在吹扫和检验系统7001的最前端部分7002中。

在一个实施方案中，吹扫气体罐7070被配置来维持在500-2400磅的压力下。吹扫气体罐7070通过流体连通线与后旋转式活接头7072流体连通。在一个实施方案中，吹扫气体罐7070通过阀7071和高压调节器7074与后旋转式活接头7072流体连通。在一个实施方案中，高压调节器7074被配置来在75磅的压力下自动地切断吹扫气体的流动。即，高压调节器7074通常被设置来将吹扫气体罐7070中的压力减小至高压调节器7074下游的、并且从后旋转式活接头7072到低吹扫阀7016和高吹扫阀7022的流体连通线中的约75磅。

在一个实施方案中，后旋转式活接头7072通过流体连通线与低吹扫阀7016和高吹扫阀7022流体连通。在一个实施方案中，存储在吹扫气体罐7070中的吹扫气体通过流体连通线被送到后旋转式活接头7072，并且然后从后旋转式活接头7072通过流体连通线到低吹扫阀7016和高吹扫阀7022。

在一个实施方案中，高吹扫调节器7024连接到高吹扫阀7022的出口。即，高吹扫调节器7024定位在高吹扫阀7022的下游。在一个实施方案中，高吹扫调节器7024被设置来将通过高吹扫阀7022输出的压力减小至高吹扫调节器7024下游的、并且在高吹扫调节器7024与吹扫气体腔室7054之间的流体连通线中的通常30与5磅之间。

在一个实施方案中，流体连通线从低吹扫阀7016延伸至初级低吹扫调节器7018。在一个实施方案中，初级低吹扫调节器7018连接到低吹扫阀7016的出口。即，初级低吹扫调节器7018定位在低吹扫阀7016的下游。

在一个实施方案中，初级低吹扫调节器7018通常被设置来将通过低吹扫阀7016输出的压力减小至初级低吹扫调节器7018下游的、并且在初级低吹扫调节器7018与次级低吹扫调节器7020之间的流体连通线中的约0.5与5磅之间。

在一个实施方案中，流体连通线从初级低吹扫调节器7018延伸至次级低吹扫调节器7020。在一个实施方案中，次级低吹扫调节器7020定位在初级低吹扫调节器7018的下游。

在一个实施方案中，次级低吹扫调节器7020被设置来将通过初级低吹扫调节器7018输出的压力减小至次级低吹扫调节器7020下游的、并且在次级低吹扫调节器7020与吹扫气体腔室7054之间的流体连通线中的通常0.1与0.5磅之间。

在一个实施方案中，焊接工序在约0.5磅的压力下开始，并且在焊接工序的过程中，当吹扫气体通过焊接接缝的泄漏由于焊接(例如，基于有多少管道之间的间隙被焊接)而减慢时，次级低吹扫调节器7020然后可回调至0.1磅。

在一个实施方案中，泵7028在一侧上与吹扫气体腔室7054的输出端/出口端口流体连通(通过流体连通线)，并且在另一侧上与氧气传感器7026流体连通(通过流体连通线)。在一个实施方案中，泵7028与吹扫气体腔室7054的输出端流体连通，使得泵7028被配置来进行操作(连续地或间歇地)以从吹扫气体腔室7054抽出气体样本。

在一个实施方案中，来自吹扫气体罐7070的吹扫气体仅用于来填充并维持吹扫气体腔室7054中的吹扫气体。在一个实施方案中，压缩空气用于对密封件7046和7048充气并且使夹具7050和7052扩张。在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001的驱动部分7006可包括吹扫气体罐7070以及压缩空气气体罐两者。

图95示出显示压缩空气的流通过吹扫和检验系统7001的示意图，其中为了清楚起见并且更好地示出吹扫和检验系统7001的其他组件和/或特征，吹扫和检验系统7001的一些组件未示出。

图95中压缩空气通过吹扫和检验系统7001的流与图70中压缩空气通过内部焊接系统5004的流类似，以下指出的差异除外。

在一个实施方案中，阀7076定位在流体连通线7078上。在一个实施方案中，流体连通线7078处于后夹具控制阀7058、后夹具7052与后密封件7046之间，并且被配置来供应压缩空气以使后夹具7052的后密封件7046扩张。在一个实施方案中，阀7076的一个输出端被配置来供应压缩空气以使后夹具7052扩张，并且阀7076的另一个输出端被配置来供应压缩空气以对后密封件7046充气。

在一个实施方案中，阀7082定位在流体连通线7084上。在一个实施方案中，流体连通线7084处于前夹具控制阀7056和前夹具7050与前密封件7046之间，并且被配置来供应压缩空气以使前夹具7050和后密封件7046扩张。在一个实施方案中，阀7082的一个输出端被配置来供应压缩空气以使前夹具7050扩张，并且阀7082的另一个输出端被配置来供应压缩空气以对前密封件7046充气。

图96示出显示吹扫气体的流通过吹扫和检验系统7001的示意图，其中为了清楚起见并且更好地示出吹扫和检验系统7001的其他组件和/或特征，吹扫和检验系统7001的一些组件未示出。例如，在一个实施方案中，在较小的吹扫和检验系统7001中，吹扫气体不仅用于填充并维持吹扫气体腔室7054中的吹扫气体，并且对密封件7046和7048充气并使夹具7050和7052扩张。

图96中吹扫气体通过吹扫和检验系统7001的流与图94中吹扫气体通过吹扫和检验系统7001的流类似，以下指出的差异除外。

在一个实施方案中，后旋转式活接头7072通过流体连通线与低吹扫阀7016、高吹扫阀7022和前旋转式活接头7104流体连通。在一个实施方案中，存储在吹扫气体罐7070中的吹扫气体通过流体连通线被送到后旋转式活接头7072，并且然后从后旋转式活接头7072通过流体连通线到低吹扫阀7016和高吹扫阀7022。在一个实施方案中，吹扫气体还通过流体连通线从后旋转式活接头7072被送到前旋转式活接头7104。所述前旋转式活接头具有与图25所示的前旋转式活接头5032基本上相同的组件并且以与其基本上相同的方式进行操作，并且因此不以与前旋转式活接头5032相同的细节示出。

在一个实施方案中，吹扫气体通过流体连通线从后旋转式活接头7072被送到后夹具控制阀7058。在一个实施方案中，来自后夹具控制阀7058的吹扫气体通过流体连通线7088被供应以使后夹具7052扩张，并且通过流体连通线7090被供应以对后密封件7048充气。在一个实施方案中，压力调节器7092定位在流体连通线7090上，并且被配置来在预定压力下自动地切断吹扫气体向密封件7048的流动在一个实施方案中，来自后夹具7052的吹扫气体通过流体连通线7094被后夹具控制阀7058接收以使后夹具7052回缩。

在一个实施方案中，吹扫气体通过流体连通线从前旋转式活接头7104被送到前夹具控制阀7056。在一个实施方案中，来自前夹具控制阀7056的吹扫气体通过流体连通线7098被供应以使前夹具7050扩张，并且通过流体连通线7100被供应以对前密封件7046充气。在一个实施方案中，压力调节器7102定位在流体连通线7100上，并且被配置来在预定压力下自动地切断吹扫气体向密封件7046的流动在一个实施方案中，来自前夹具7050的吹扫气体通过流体连通线7096被前夹具控制阀7056接收以使前夹具7050回缩。

图97示出吹扫和检验系统7001的局部视图，其中检验检测器7042和摄像机7044被配置来从管道内侧执行检验，同时外部焊接系统7500的外部焊接焊炬7502被配置来在管道1022a、1022b外部执行焊接。在一个实施方案中，外部定位的焊接焊炬7052可安装到第一管道1022a和第二管道1022b中的一个的外表面。

例如，在图97中，示出焊接焊炬7502与斜面7106(沿着管道1022a、1022b的纵向轴线a-a)的理想对齐。图98示出与斜面7106完美地对齐的焊接焊炬7502的近距离视图。图97和图98所示的管道1022a、1022b完美地对齐并且不具有任何错口。

图99和图100示出分别在现有技术系统和吹扫和检验系统7001中使用的外部焊接系统的外部焊接焊炬的近距离视图，其中管道具有间隙和径向偏移(错口)对齐。例如，如图99和图100所示，管道1022a、1022b具有1毫米间隙和径向偏移(错口)。

如图99所示，在现有技术系统中，管道的升高边缘保护焊接坡口的右侧，从而导致焊接熔深减小。如图100所示，与吹扫和检验系统7001一起使用的外部焊接系统7500被配置来从吹扫和检验系统7001接收焊接部轮廓数据(例如，在焊接工序之前、过程中和之后)，并且被配置来基于所接收的焊接部轮廓数据使其外部焊接焊炬7502偏移和/或使其外部焊接焊炬7502倾斜，以实现完全焊接熔深。因此，来自吹扫和检验系统7001的焊接部轮廓数据可被外部焊接系统7500使用来制造更好的焊接。

现在描述吹扫和检验系统7001的操作。在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001被配置来通过重复的操作循环进行操作。

在确定焊接在当前焊接接缝中完成之后，一个或多个处理器7062(计算机系统7060的)被配置来向吹扫电子模块7032发送通信信号，以控制(通过控制信号)低吹扫阀7016、高吹扫阀7022和次级低吹扫调节器7020来使吹扫密封件7046和7048泄气。一个或多个处理器7062还被配置来向最前端电子模块7036发送通信信号，以控制/关闭(通过控制信号)前夹具控制阀7056来使第一接合结构7050回缩至其最初的回缩位置和/或使吹扫密封件7046泄气。一个或多个处理器7062还被配置来向中央部分电子模块7040发送通信信号，以控制/关闭(通过控制信号)后夹具控制阀7058来使第二接合结构7052回缩至其最初的回缩位置和/或使吹扫密封件7048泄气。吹扫和检验系统7001(包括吹扫密封件7046和7048以及夹具7050和7052)必须移动到下一个焊接接缝。

在一个实施方案中，一个或多个处理器7062被配置来向驱动部分电子模块7064发生通信信号，以控制(通过控制信号)驱动电动机7068来使吹扫和检验系统7001加速以便预定速度行进并且然后减速并停止在下一个焊接接缝处。在一个实施方案中，吹扫和检验系统7001加速的预定速度可以是6英尺/秒。

当第二接合结构7052定位在下一个焊接接缝处时，驱动部分电子模块7064向吹扫电子模块7032发送通信信号，以检查与管道端部的对齐。在一个实施方案中，吹扫电子模块7032被配置来操作(打开)一个或多个检验检测器7042，以测量第二接合结构7052相对于管道端部的位置。在一个实施方案中，当一个或多个检验检测器7042测量第二接合结构7052相对于管道端部的位置时，可旋转轮毂7012可不进行操作。

在一个实施方案中，吹扫电子模块7032被配置来将所测得的距离数据发送到驱动部分电子模块7064。在一个实施方案中，驱动部分电子模块7064被配置来控制(通过控制信号)驱动电动机7068，以使第二接合结构7052移动所测得的距离数据。

在一个实施方案中，当第二接合结构7052相对于管道端部适当地对齐并且定位时，驱动部分电子模块7064被配置来向中央部分电子模块7040发送吹扫和检验系统7001定位在下一个焊接接缝处的通信信号。在一个实施方案中，中央部分电子模块7040控制(通过控制信号打开)后夹具控制阀7058，以升高第二接合结构7052并夹持旧的/现有的管道。在一个实施方案中，中央部分电子模块7040控制(通过控制信号打开)后夹具控制阀7058，以在同一时间对后密封件7048充气。

下一个/新的管段1002a然后通过工作人员被引入并且在吹扫和检验系统7001的最前端部分7002上滑动到适当位置中。此时，一个或多个处理器7062被配置来向吹扫电子模块7032发送通信信号，以操作一个或多个检验检测器7042来检查管道的对齐。在一个实施方案中，一个或多个处理器7062可使可旋转轮毂7012旋转以在多个位置处进行测量。

如果管道对齐数据在预定公差内，则吹扫电子模块7032向最前端电子模块7036发送通信信号以致动并操作前夹具7050。在一个实施方案中，最前端电子模块7036控制/打开(通过控制信号)前夹具控制阀7056，以升高第一接合结构7052并夹持新的管段1002a。在一个实施方案中，最前端电子模块7036控制/打开(通过控制信号)前夹具控制阀7056，以在同一时间对前密封件7046充气。

如果管道对齐数据不在预定公差内，则吹扫电子模块7032向一个或多个处理器7062发送识别到管道1022a、1022b之间的不对齐的通信信号(消息)。在一个实施方案中，此信息可通过传统的起重机操作人员手势信号被转送到起重机操作人员或通过电子信号被转送到起重机驾驶室中的计算机显示器终端。

在夹紧管道之后，一个或多个处理器7062被配置来向吹扫电子模块7032发送通信信号，以操作一个或多个检验检测器7042来沿着焊接接缝的圆周在多个点处测量间隙和径向偏移(错口)。在一个实施方案中，此数据被传送出到一个或多个处理器7062，并且与可允许的公差进行比较。

如果接缝装配(即，间隙和径向偏移(错口))在预定公差内，则一个或多个处理器7062或吹扫电子模块7032向操作人员发送指示焊接可开始的通信信号。

如果接缝装配(即，间隙和径向偏移(错口))不在预定公差内，则警告被发送到操作人员，所述操作人员可重新开始夹紧次序或忽略警告。

在一个实施方案中，吹扫电子模块7032被配置来向高吹扫阀7022发送打开的控制信号并且向高吹扫调节器7024发送操作的控制信号。在一个实施方案中，吹扫电子模块7032被配置来连续监测来自氧气传感器7026的吹扫气体腔室7054中的氧含量水平的读数。当氧气传感器7026的测量数据低于预定氧含量值(例如，500百万分之一(ppm))时，吹扫电子模块7032被配置来向高吹扫阀7022发送关闭的控制信号并且向低吹扫阀7016发送打开的控制信号。在一个实施方案中，氧气传感器7026的测量数据在预定范围(例如，50至100ppm)内。

在一个实施方案中，当高吹扫阀7022打开时，吹扫电子模块7032与最前端电子模块7036和中央部分电子模块7040一起被配置来使用一个或多个检验检测器7042沿着焊接接缝的圆周在多个点处测量焊接接缝的间隙和错口。扫描的结果被传送到一个或多个处理器7062以预编程外部焊接系统7500。

在一个实施方案中，在低吹扫阀7016关闭之后，次级低吹扫调节器7020被配置来维持吹扫气体腔室7054中恒定的设置压力。在一个实施方案中，次级低吹扫调节器7020被配置来使压力维持在0.1与0.5磅之间，并且被配置来在压力高于0.5磅时停止其操作。

在一个实施方案中，压力开始时在相对高的值(例如，5磅)下，并且随着焊接进行渐进地变至较低的值。在一个实施方案中，次级低吹扫调节器7020可包括被配置来与一个或多个处理器7062通信的压力传感器。在一个实施方案中，压力传感器被配置来测量吹扫腔室7054中的吹扫气体的压力，并且将压力数据发送到一个或多个处理器7062，所述压力数据指示吹扫腔室7054中的吹扫气体的压力。在一个实施方案中，一个或多个处理器7062被配置来接收压力数据，将所接收的压力数据与其预定压力值进行比较，并且在压力数据大于0.5磅的预定压力值的情况下生成超压信号。在一个实施方案中，基于超压信号，吹扫和检验系统7100可被配置来打开排气阀结构以释放吹扫腔室7054中的压力，直至所测得的压力降至低于预定压力值为止。在一个实施方案中，基于超压信号，吹扫和检验系统7100可被配置来向外部焊接系统发送通信信号以停止焊接工序。

在一个实施方案中，已达到正确的吹扫气体水平并且焊接工序可开始的通信信号从脐带缆发送出。在一个实施方案中，操作人员向外部焊接系统7500发布命令以开始焊接工序。在一个实施方案中，命令自动地从一个或多个处理器7062被发送到外部焊接系统7500以开始焊接工序。

在一个实施方案中，吹扫电子模块7032与最前端电子模块7036和中央部分电子模块7040一起被配置来使用一个或多个检验检测器7042在外部焊接系统7500当前焊接的地方之前的短距离处测量焊接接缝的间隙和错口。在一个实施方案中，来自检验检测器7042的检验数据可实时传送到一个或多个处理器7062，所述一个或多个处理器7062使用检验数据向外部焊接系统7500发送更新的焊接参数。

在一个实施方案中，外部焊接系统7500被配置来将它的位置传送一个或多个处理器7062，所述一个或多个处理器7062将所述信息转送到吹扫电子模块7032，使得吹扫电子模块7032可维持适当的吹扫气体腔室压力并且适当地控制检验检测器7042的位置。

在一个实施方案中，焊接工序可以若干不同的方式执行。

在一个实施方案中，焊接工序可在管道的一侧上顶部到底部执行，并且然后在管道的另一侧上顶部到底部执行。在一个实施方案中，第一焊接完成之后第二焊接开始。在此情况下，检验检测器7042在焊接之前进行实时扫描。

在一个实施方案中，焊接工序可在管道的每侧上均顶部到底部执行，其中第二焊接在第一焊接完成之前开始。在一个实施方案中，检验检测器7042比焊机行进更快地在一个焊接部之前的一定距离处进行扫描，然后快速改变位置到另一个焊接部以在其之前进行扫描。在一个实施方案中，检验检测器7042可在两个焊接位置之间交替，直至第一焊接完成为止。

在一个实施方案中，焊接工序可在一个通道中在整个管道周围执行，其中检验检测器7042在焊接部之前的短距离处进行扫描。

在一个实施方案中，在焊接完成之后，可旋转轮毂7012继续旋转，同时吹扫电子模块7032使用检验检测器7042和摄像机7044检验焊接部。在一个实施方案中，焊接部检验数据被传送到一个或多个处理器7062。

在一个实施方案中，如果在焊接部检验数据中检测到一个或多个焊接部缺陷，则可修复焊接部缺陷，同时夹具7050和7052仍然在适当位置，并且吹扫气体腔室7054仍然填充有惰性气体。

在一个实施方案中，一旦通过操作人员完成并确认检验和任何修复，操作人员就向最前端部分电子模块7036和中央部分电子模块7040发送命令，以关闭前夹具控制阀7056和后夹具控制阀7058、降低/回缩夹具制动箍7050和7052并且使密封件7046和7048泄气。

在一个实施方案中，吹扫和检验系统7100的一个或多个处理器7062可操作性地连接到吹扫和检验系统7100的最前端电子模块、吹扫电子模块7032、吹扫和检验系统7100的中央部分电子模块、以及驱动部分电子模块7064。

在一个实施方案中，本专利申请的现场系统可包括分路器/集线器/路由器中的一个或多个，所述分路器/集线器/路由器被配置来在一个或多个处理器5140或7062与本申请中所述的一个或多个电子模块之间传输数据、控制信号和通信信号。

在管线形成工序(例如，用于海上或陆地上(岸上)应用)的过程中，管道1022a或1022b的一部分通过将管道部分的两个对口端部对齐并且形成焊接接缝1026来在接头焊接部(两个管道部分焊接在一起的位置)处连接到管道1022b或1022a的另一个部分。此焊接接缝1026使两个管道部分1022a、1022b在其对口端部处连接，使得焊接接缝1026在两个联结的管道部分之间产生不透流体密封并且因此产生连续的流体通路。每个管道部分1022a、1022b可以是相当长的(例如，数百或数千英尺或甚至1英里长)，从而使得难以在焊接接缝1026形成之后在管道部分1022a、1022b内在接头焊接部分处或附近提供内部冷却。具体地，用于在焊接接缝1026处的冷却的在管道部分1022a、1022b内内部地放置冷却结构以及去除此结构可以是一个挑战。

本专利申请的内部冷却系统在管道部分1022a、1022b通过焊接接缝1026固定在一起之后在管道部分1022a、1022b内提供内部冷却。在一个实施方案中，内部冷却系统可以是可指代为“ihex”的内部热交换器。在一个实施方案中，内部冷却系统包括：冷却部分，其向管道1022a、1022b的内部表面部分提供直接冷却；以及控制部分或控制器，其被配置来控制冷却部分的组件并且还被配置来促进内部冷却系统在管道部分1022a、1022b内的移动性。在一个实施方案中，冷却部分利用冷却剂来在管道部分1022a、1022b内内部地提供冷却。在一个实施方案中，内部冷却系统还可包括冷却剂供应部分，所述冷却剂供应部分包括在内部冷却系统的操作过程中供应到冷却部分的冷却剂。在一个实施方案中，本专利申请的内部冷却系统包括：一个机构，其被配置用于在管道部分1022a、1022b焊接在一起之后使管道部分1022a、1022b在内部冷却；以及一个机构，其用于在管线形成过程中将内部冷却系统放置在管道部分1022a、1022b内并且从管道部分1022a、1022b取回内部冷却系统，这使得减少加热之后使管道部分冷却所需要的时间，并且还加速通过需要用于制造的台的进展。

图104示出本专利申请的示例性内部冷却系统2010。在一个实施方案中，内部冷却系统2010包括容纳内部冷却系统的组件的适当刚性的框架，其中所述框架包括由一种或多种合适的材料(例如，诸如钢的金属或其他适当刚性和耐用的材料)构造的多个纵向或纵长延伸的杆2019、2021，并且具有合适的配置以允许框架插入在管道部分内，以促进管道部分1022a、1022b内的内部冷却。

框架的第一部分2011包括冷却剂供应源2012，所述冷却剂供应源2012包括固定在第一部分2011内的一个或多个罐(单个罐在图104中示出)。冷却剂供应源罐可包括任何合适的冷却流体，包括但不限于水、低温流体诸如液态氩或液态氮等。第二冷却部分2016固定在框架的与第一部分2011相邻的中间部分处并且通过合适的阀结构2014(例如，图104中所示，作为一个或多个阀、调节器、管道等)与冷却剂供应源2012连通，所述阀结构2014有利于冷却剂在一个或多个合适的压力和/或流动速率下从冷却剂供应源2012供应到冷却部分2016的出口喷嘴2007。

框架的第三部分2018设置成与冷却部分2016相邻，并且包括形成围绕控制器2020的笼形壳体的多个杆2021。气动和/或电子驱动系统2022也可至少部分地设置在第三部分2018内，并且可包括一个或多个电动机控制的辊2025和/或任何其他合适的运动性结构，所述辊2025和/或运动性结构被配置来当内部冷却系统2010设置在此类管道部分内时与管道部分的内部表面部分接合，以在本文所述的工序的过程中控制内部冷却系统2010在管道部分内在正向和反向方向上的移动。在一个实施方案中，驱动系统2022可与控制器2020通信(例如，硬连线或无线通信)，以有利于在工序的过程中通过控制器2020控制内部冷却系统2010的正向和反向移动(例如，通过控制器2020控制驱动系统2022的电动机控制辊的旋转并且因此控制内部冷却系统2010的正向或向后移动)。在一个实施方案中，驱动系统2022可基本上包括在内部冷却系统2010的框架内和/或是内部冷却系统2010的框架的一部分。在一个实施方案中，驱动系统2022可包括延伸超过框架的结构。在一个实施方案中，驱动系统2022可包括合适的缆线结构，所述缆线结构从内部冷却系统2010延伸并且通过一个或多个管道部分到管道部分的开口端部，其中所述缆线结构用于促进内部冷却系统2010在管道部分内的正向和/或反向移动(例如，通过提供在内部冷却系统框架内和/或在管道部分外部的锚固位置处并且与缆线结构连接的绞盘结构)。在一个实施方案中，辊也可提供在内部冷却系统2010的一个端部处(例如，提供在如图104所示的框架第一部分2011的终端处的辊2023)，以增强内部冷却系统2010在管道部分1022a、1022b内的移动性。

在一个实施方案中，控制器2020可包括至少一个合适的处理器，所述至少一个合适的处理器通过存储在控制器的存储器内的合适的控制过程逻辑指令以及通过设置在距离内部冷却系统的合适距离处的另一个用户控制的装置远程提供的电子信号来控制内部冷却系统2010的操作。在一个实施方案中，控制器2020可被配置来通过电子信号与可由用户操作的远程控制装置(例如，计算机、手动控制装置、或任何其他合适的电子装置)通信，其中电子信号通过控制器2020与远程控制装置之间的无线或硬连线链路来传送。在一个实施方案中，远程控制装置在图104中示出为计算机2030(例如，膝上型电脑、记事本、个人数字助理、智能手机等)，所述计算机2030通过无线通信链路(在图104中示出为虚线)与控制器2020通信。电子信号通信可包括控制器2020与远程控制装置之间的双向通信，使得控制器2020被配置来将信息(诸如所测得的内部温度信息和/或管道部分内的其他类型的所测得的条件)以及所接收的控制信息提供到远程控制装置，以实现内部冷却系统2010的远程控制操作。

在一个实施方案中，一个或多个电子传感器2017可提供在内部冷却系统框架内的一个或多个合适的位置处，并且可与控制器2020通信(通过硬连线或无线通信链路)，以在工序的过程中提供关于管道部分内的条件的信息。例如，在一个实施方案中，一个或多个电子传感器2017包括一个或多个温度传感器(例如，ir温度传感器、rtd温度传感器、热电偶等)，所述温度传感器可提供在内部冷却系统2010的第一部分2011、冷却部分2016和/或第三部分2018处的一个或多个不同位置处，其中温度传感器被配置来在工序的过程中测量温度并且将此类所测得的温度信息提供到控制器2020。在一个实施方案中，一个或多个电子传感器2017包括压力和/或流动速率传感器，所述压力和/或流动速率传感器可提供在冷却剂源2012的罐2012内、阀结构2014内和/或邻近冷却部分2016的出口喷嘴2007的一个或多个合适的位置处，其中所测得的压力和/或流动速率信息在工序的过程中由此类传感器提供到控制器2020。应理解，传感器2017还可包括温度和压力传感器的组合。在一个实施方案中，由控制器2020控制(并且由远程控制装置远程控制)的一个或多个摄像机2027也可提供在一个或多个合适的位置处，以有利于管道部分内的观察(例如，以在工序的过程中确定用于在管道部分1022a、1022b内定位内部冷却系统2010的合适的位置)。示例性压力/温度传感器和/或摄像机在图104中大体上示出在位置2017和2027处。

在一个实施方案中，内部冷却系统2010可包括合适的电力供应源，以将电力提供到控制器2020、驱动系统2022、电子传感器、阀结构2014(例如，以电的方式控制一个或多个阀并且因此控制冷却剂从冷却剂供应源2012向冷却部分2016的流动)。在一个实施方案中，电力供应源可容纳在内部冷却系统框架内(例如，设置在提供在第三部分2018内或在内部冷却系统框架内的任何其他合适的位置处的电池组中的一个或多个电池)。在一个实施方案中，电力供应源可位于管道部分的外部，其中电缆使电力供应源与内部冷却系统2010连接，以将电力提供到内部冷却系统的各种组件。

在一个实施方案中，冷却部分2016可包括通过与内部焊接部分以及管道部分的其他内壁部分的热交换促进冷却的任何合适的结构。在一个实施方案中，来自冷却剂供应源2012的冷却剂通过阀部分2014提供到冷却部分2016。在一个实施方案中，冷却部分2016包括多个喷嘴2007，所述多个喷嘴2007设置在冷却部分2016的外围周围，以促进冷却剂在合适的流动速率(如由阀部分2014和冷却部分喷嘴2007的喷嘴设计控制)下从冷却部分2016朝向两个联结的管道部分的焊接接缝和其他内部部分处的内部表面的流动。

现在参考图105-107描述内部冷却系统2010关于管线焊接工序的操作。在准备将第一管道部分1022a的开口端部焊接到第二管道部分1022b的对口开口端部时，两个管道部分1022a、1022b彼此在适当位置中轴向地对齐。在一个实施方案中，两个管道部分1022a、1022b可使用接头夹具(在图105-107中未示出)保持在此对齐中。合适的接头夹具(例如，如在本申请中的其他地方公开的夹具5302(定位在管道外部))可在外部地固定到管道部分1022a、1022b的对口端部，以在焊接工序的过程中将部分1022a、1022b相对于彼此保持在适当位置。在一个实施方案中，内部接头夹具(例如，如在本申请中的其他地方公开的内部夹具5142、5144(定位在管道内侧))可用于在焊接工序的过程中将对口端部保持在适当位置。两种类型的接头夹具(外部和内部)是管道焊接领域已知的并且因此不在本文中进一步详细描述。在施加接头夹具以将管道部分1022a、1022b的端部相对于彼此保持在适当位置之后，焊接接缝1026形成在接头焊接位置处(即，在第一管道部分和第二管道部分的两个对口开口端部处)。焊接接缝1026以如以上详细描述的方式形成，并且可包括根部通道焊接层、热通道焊接层、填充通道焊接层以及盖面通道焊接层，以确保形成适当的焊接接缝。在一个实施方案中，焊接接缝1026的形成可涉及将第一管道部分1022a和第二管道部分1022b的对口端部预加热至约150℃的最小温度。焊接工序的其余部分可导致焊接接缝周围的约300℃的温度升高。在焊接接缝1026形成之后，焊接接缝1026通常进行如在本申请中的其他地方公开的aut(超声测试)和/或x射线检验，以确认焊接接缝1026的质量/完整性。在一个实施方案中，aut焊接部检验不可在高于约50℃至约75℃(t最大)的温度下实施，其中t最大是检验可有效实施的最高温度。此外，管道制造工序的aut焊接部检验工序必需中止，直至焊接接缝1026附近的管道温度降低至此检验温度范围周围的温度为止。本申请的内部冷却系统被配置来从焊接区域去除热量，以便将管道焊接区域的温度降低至少至可接受的aut检验温度(t最大)。

在一个实施方案中，在焊接部检验工序之后，补口涂层(fjc)也被施加到管道部分1022a、1022b的围绕焊接接缝1026的外部区域以提供绝缘屏障，以便防止在焊接区域处的腐蚀或使所述腐蚀最小化。此绝缘物可通常仅在管道温度高于最小管道温度t最小时有效地施加。热量因此被添加至焊接区域，直至待绝缘的焊接区域中的温度升高回至大约220至240℃(t最小)，其中t最小是绝缘物可有效地施加到绝缘区域的最低温度。

在涂层/绝缘物施加工序之后，可卷绕管道以用于现场安装。然而，在大约t最小的温度下，卷绕工序不可在维持焊接部完整性的同时有效地实现。因此，管道制造工序可再次推迟，同时使管道温度逐渐地从t最小自然地下降至可接受的卷绕温度(t最大)，其中t最大是可有效地卷绕管道的最高/最大温度。在一个实施方案中，本专利申请的内部冷却系统被配置来再次从焊接区域去除热量，以便将温度降低至有效卷绕(将管道绕到卷线轴上)可接受的约50至约75℃(t最大)的最大温度。因此，本申请的内部冷却系统被配置来在焊接部检验工序之前降低温度和/或在卷绕工序之前降低温度，以便使焊接、检验、绝缘以及卷绕一定长度的管段所花费的时间最小化。

在管道部分1022a、1022b被焊接在一起(随后施加涂层/绝缘物)的操作时间段的过程中，内部冷却系统2010加载在管道部分1022a的开口端部内，如图105所示。在一个实施方案中，一个或两个管道部分1022a、1022b可包括单个管道单元。在另一个实施方案中，管道部分1022a、1022b中的一个可包括焊接在一起的多个管道单元。在一个实施方案中，当管道部分1022a或1022b中的一个包括已经焊接在一起的多个管道单元时，可能希望将内部冷却系统2010加载在包括单个管道单元的管道部分1022a或1022b(或具有更短长度的管道部分)处，以便减少内部冷却系统2010在管道部分内行进以到达接头焊接部分所需要的时间。因此，在一个实施方案中，管道部分1022a可包括与由管道部分1022b表示的更长管道部分(例如，通过焊接接缝连接的两个或更多个管道单元)连接的单个管道单元。

在一个实施方案中，内部冷却系统2010加载到管道部分1022a的开口端部(即，与面向管道部分1022b的限定接头焊接位置的开口端部的开口端部相反的端部)中，使得内部冷却系统框架的第一部分2011充当前部端部并且因此首先进入管道部分1022a内。在一个实施方案中，内部冷却系统2010在管道部分1022a内移动(以第一部分2011在前)到邻近接头焊接位置的合适的位置，如图106所示。在一个实施方案中，控制器2020(其可由用户远程地控制)被配置来控制驱动系统2022的操作(例如，通过控制使与管道部分1022a的内壁部分接触的辊2025移动的一个或多个电动机)，以促进内部冷却系统2010在管道部分1022a内并且朝向接头焊接位置的前进。在到达邻近接头焊接位置的合适位置(例如，如图106所示的内部冷却系统的位置)后，控制器2020可控制驱动系统2022以便停止内部冷却系统2010的进一步移动，直至诸如冷却工序启动的时间为止。例如，安装在第一部分2011上的合适位置处并且由控制器2020控制的摄像机2027可将视频图像提供到远程控制装置，使得用户可确定内部冷却系统距离焊接接缝1026有多近。在一个实施方案中，与由摄像机2027提供的视频图像组合，合适地位于内部冷却系统2010框架上的一个或多个温度传感器2017测量管道部分1022a内的内部温度并且将此类温度信息提供到控制器2020。当一个或多个所测得的温度达到阈值(例如，约100℃或更大)时，这可提供内部冷却系统2010已到达邻近焊接接缝1026的位置的指示。还可利用任何其他合适的机构来在内部冷却系统2010朝向接头焊接位置移动的过程中提供其在管道部分1022a内的位置的合适的指示。

在到达邻近接头焊接位置或接头焊接位置附近的期望位置后，冷却工序可在焊接接缝1026形成之后并且在aut/x射线检验发生(如果需要的话)之前执行。在一个实施方案中，冷却工序可在管道为了施加外部涂层被再加热并且施加fjc(如果需要的话)之后执行。在一个实施方案中，在内部冷却系统2010到达管道部分1022a内的邻近接头焊接位置的合适位置时并且在完成焊接工序之前，内部冷却系统2010保持在其位置中并且一旦焊接或再加热工序完成就准备用于进行冷却。通过首先将冷却部分2016定位在合适的位置(例如，相对于焊接接缝1026，诸如图107所示)处来执行冷却工序。这可通过控制驱动系统2022的控制器2020(其通过远程控制装置是用户控制的)使内部冷却系统2010从它在图106中的位置前进到它在图107中的位置直至内部冷却系统2010处于合乎需要的位置处为止来实现。向此位置(例如，如图107所示)的移动可基于提供到远程控制装置的管道部分1022a、1022b内的视频图像、提供到远程控制装置的温度传感器信息和/或通过任何其他合适的机构来实现。

在到达管道部分1022a、1022b内的期望位置(例如，其中冷却部分2016设置成邻近焊接接缝1026，如图107所示)后，控制器2020(其可通过远程控制装置是用户控制的)控制阀结构2014的操作(例如，通过控制一个或多个电子阀)来促进冷却剂在合适的压力和/或流动速率下从冷却剂供应源2012到冷却部分2016的流动，其中冷却剂从喷嘴2007流动，所述喷嘴2007设置在冷却部分2016处并且适当地取向来导向冷却剂远离冷却部分2016并且朝向管道部分1022a、1022b内的内壁表面部分流动。温度传感器监测在管道部分1022a、1022b内的内部冷却系统2010处的内部温度，并且将所测得的温度信息提供到控制器2020。在管道部分1022a、1022b内达到足够的温度(如由温度传感器所测得的，例如t最大℃或更低的温度)后，控制器2020可控制阀结构2014以停止冷却剂向冷却部分2016的流动。

在一个实施方案中，内部冷却系统2010可通过由控制器2020控制驱动系统2022在正向或反向方向上移动，以沿着管道部分1022a和/或管道部分1022b的内壁表面部分在其他位置处提供另外的冷却工序(根据需要并且基于所测得的内部管道温度)。当确定实现足够的冷却时，内部冷却系统2010可从连接的管道部分1022a、1022b取出。例如，内部冷却系统2010可通过由控制器2020控制驱动系统2022反向移动，以朝向管道部分1022a的自由且开口端部移动，使得第三部分2018首先从管道部分1022a露出。另一个管道部分然后可与管道部分1022a(现在通过焊接接缝1026与管道部分1022b连接)的自由且开口端部对齐(在新的部分装配到1022a时，内部冷却系统可保持在部分1022a内侧)以形成接头焊接位置，并且然后重复所述过程，其中内部冷却系统2010通过另一个管道部分的自由且开口端部进入并且朝向接头焊接位置前进以用于待在管道部分之间形成的焊接接缝处执行冷却工序。

虽然图104-107的实施方案所示的驱动系统2022包括可通过由控制器2020控制的电动机系统操作的辊2025，但是用于内部冷却系统的驱动系统2022也可实施能够提供内部冷却系统在管道部分内的用户控制的移动的任何合适的机构。例如，可实施一个或多个缆线/绞盘系统，其中一个或多个绞盘可提供为内部冷却系统的部分和/或位于在管道部分外部的一个或多个锚固点处。缆线在每个绞盘与连接点(在内部冷却系统或管道部分外部的连接点处)之间延伸，以便在工序的过程中有利于内部冷却系统在管道部分内的放置和/或内部冷却系统从管道部分的取出。

应注意，以上关于内部冷却系统描述的工序可针对管线系统中管线部分之间的任何类型的接头焊接应用来执行。例如，内部冷却系统可用于产生用于海上、水下应用以及主线应用的管线。在一个实施方案中，内部冷却系统2010可用于卷线轴基地接头焊接次序(如图6所示并参考图6描述的)和驳船焊接次序(如图7所示并参考图7描述的)。

在主线应用中，40英尺(12米)至80英尺(24米)的管道部分被焊接在一起以形成长“接头”部分。在可能需要脐带缆线以用于控制内部冷却系统的移动和/或其他工序的情形中，脐带缆线的长度可至少是240英尺(72米)。在焊接工序(具有任选的aut/x射线焊接部检验和涂层/绝缘物/fjc施加)之后在管道部分内加载内部冷却系统并且将内部冷却系统移动到适当位置中以用于冷却的工序与关于图104-107先前所述的类似地发生。

图108示出根据本专利申请的另一个实施方案的内部冷却系统2010-1。内部冷却系统2010-1与先前所述的实施方案类似，以下指出的差异除外。在一个实施方案中，内部冷却系统2010-1被配置来在内部冷却系统2010-1的第三框架部分2018的端部部分2024处与内部接头夹具2060连接。在一个实施方案中，内部接头夹具2060包括框架2062(其具有允许接头夹具2060插入管道部分(例如，管道部分1022a和1022b)内的合适的配置)，并且包括部分2064，所述部分2064被配置来使管道部分1022a、1022b的两个开口且对口端部在接头焊接位置处对齐并且保持在适当位置(例如，通过当接头夹具2060在管道部分1022a和1022b内适当地定位时，扩张以在管道部分的对口端部处形成与管道部分的内壁表面部分的摩擦啮合)。在一个实施方案中，部分2064和夹具60对应于内部焊接系统5004中的具有第一管道夹具5142和第二管道夹具5144的部分。在一个实施方案中，连接构件2080(例如，杆或弹簧构件)被配置来使接头夹具2060的端部2066与内部冷却系统2010-1的框架的端部部分2024连接。

在一个实施方案中，内部冷却系统2010-1可以是用于接头夹具2060的拖车构件。例如，内部冷却系统2010-1连接(通过连接构件2080)到的接头夹具2060可在其端部2065(即，与通过连接构件2080与内部冷却系统2010-1连接的框架端部2066相反的框架端部)处插入到管道部分中，其中接头夹具2060在管道部分内的移动也导致内部冷却系统2010-1在管道部分内的对应的移动。在一个实施方案中，内部冷却系统2010-1可通过其第一框架部分2011插入到管道部分中并且然后移动到适当位置中，以便也使接头夹具2060与两个对齐管道部分之间的接头焊接位置适当地对齐。在一个实施方案中，内部冷却系统2010-1的驱动系统2022可用于使接头夹具2060/内部冷却系统2010-1的组合结构在管道部分内移动到合适的位置，或者可替代地，还可利用任何其他合适的驱动机构来使此结构在管道部分内移动(例如，一个或多个缆线/绞盘系统)。

在一个实施方案中，接头夹具2060将管道部分1022a、1022b的端部保持在一起，直至焊接接缝1026形成为止。在一个实施方案中，部分2064和夹具60对应于内部焊接系统5004的具有第一管道夹具5142和第二管道夹具5144的部分。在焊接接缝1026形成(并且按需要涂层形成)之后，接头夹具2060可与管道部分的内壁表面部分脱离，以有利于内部冷却系统2010-1移动到合适的位置(例如，使得冷却部分2016与焊接接缝对齐)，以便在管道部分1022a、1022b内启动内部冷却。

图109公开用于将内部冷却系统连接到内部接头夹具的另一个实施方案，其中提供更长连接构件2082(例如，伸长杆)来使内部冷却系统2010-1与接头夹具2060连接。在一个实施方案中，连接构件2082具有大于连接构件2080(在图108中示出)的纵长尺寸，这在焊接工序的过程中使内部冷却系统2010-1的加热最小化(由于内部冷却系统与接头夹具之间的更大的分开距离)。

在一个实施方案中，所述工序包括将接头夹具2060与内部冷却系统2010-1加载到管道部分中的一个中并且对齐，使得接头夹具2060将管道部分的两个对口端部在接头焊接位置处保持在适当位置。在执行某些焊接工序(例如，根部通道焊接工序和热通道焊接工序)之后，接头夹具2060与内部冷却系统2010-1可一起并且远离接头焊接位置移动，以避免暴露于来自完成焊接接缝所需要的进行中的焊接过程的另外的热量。在一个实施方案中，如果连接构件具有足够的长度(例如，图109的连接构件2082)，则接头夹具2060与内部冷却系统2010-1可移动成使得接头夹具在接头焊接位置的一侧上，同时内部冷却系统在另一侧上(仅连接构件2082设置在接头焊接位置正下方或邻近接头焊接位置)。在完成焊接和aut/x射线检验(如果需要的话)之后，并且进一步地在施加任何涂层/绝缘物/fjc之后，接头夹具2060与内部冷却系统2010-1可移动到适当位置中使得内部冷却系统的冷却部分2016邻近焊接接缝并且可执行冷却工序(例如，以与关于图104-107的实施方案先前所述的类似的方式)。

在一个实施方案中，内部冷却系统的冷却部分可使用快速地和/或有效地冷却新形成的焊接接缝处的管道部分的任何种类的冷却结构来实现，并且因此不限于图104-109所示的示例性实施方案。例如，在一个实施方案中，整合为内部冷却系统的部分的冷却结构可包括但不限于推动空气穿过管道部分的内部表面部分和/或穿过热交换翅片或内部冷却系统冷却部分的其他冷却元件的冷却风扇(例如，以下所示并描述的风扇2122)、在合适的压力和温度下从冷却部分2016或2316的喷嘴2007或2318朝向管道部分的内部表面部分排出液体和/或气态流体(例如，低温流体、液体、空气)、利用在闭合回路再循环环路(例如，如图111a和图111b所示的泵2212、歧管220、以及翅片构件2218)中并且穿过冷却部分的热交换结构的冷却流体、利用热电冷却(例如，通过与管道部分的内壁表面部分直接接触的珀尔帖装置(peltierdevices))等。

图110a和图110b示出根据本专利申请的另一个实施方案的内部冷却系统2110。内部冷却系统2110与先前所述的实施方案类似，以下指出的差异除外。在一个实施方案中，内部冷却系统2110的冷却部分2116包括散热器(包括布置在冷却部分2116的中央支撑构件2120的周边周围并且从中央支撑构件2120径向向外延伸的多个翅片构件2118)，并且包括弯曲外表面部分，所述弯曲外表面部分与管道部分的翅片2118朝向其延伸的弯曲内部表面部分对应。在一个实施方案中，每个翅片构件2118包括多个薄材料部分，所述薄材料部分从冷却部分2116的中央散热器位置径向向外朝向翅片构件2118的弯曲端壁部分延伸。在一个实施方案中，翅片构件2118由具有合适的热导率的材料(例如，铜、铝等)构造，以促进从管道部分1022a、1022b的内壁表面部分到冷却部分2116的散热器的高速率的热传递。在一个实施方案中，翅片构件2118包括限定在相邻的薄材料部分之间的开口通道2120，其中开口通道2120在纵长方向上延伸通过翅片构件。在一个实施方案中，电扇2122可安装到中央支撑构件2123并且定位成邻近翅片构件2118的端部并且与翅片通道2120对齐。在一个实施方案中，电扇2122提供空气通过翅片通道2120以冷却翅片构件2118的流动，并且因此通过来自冷却部分2116的散热器的对流气流推动热量。在一个实施方案中，风扇2122与控制器2020通信(例如，通过硬连线或无线通信链路)，以在冷却工序的过程中促进风扇2122的选择性操作。在一个实施方案中，每个风扇2122可以可变的操作速度来实施，以便在冷却工序的过程中不同地并且按需要选择性地控制风扇速度和通过翅片构件2118的对应的空气流动速率。

关于内部冷却系统2110在焊接工序过程中的放置和焊接工序完成之后用于针对冷却的定位，图110a和图110b的内部冷却系统2110的工序与针对图104-107的实施方案先前所述的类似。在冷却过程中，可激活风扇2122以提供通过翅片构件2118的通道2120的在一个或多个期望流动速率下的冷却空气的流动。在一个实施方案中，翅片构件2118从管道部分1022a、1022b的内壁表面部分(包括焊接接缝1026处的)朝向冷却部分2116的中央支撑构件2123抽出热量，并且推动由风扇2122提供的空气流，从翅片构件2118去除热量，从而实现管道部分1022a、1022b在冷却部分2116的位置处的冷却。如在先前实施方案中所描述的，内部冷却系统的温度传感器可将所测得的温度信息提供到控制器2020，并且此类所测得的温度信息可用于在冷却工序的过程中控制风扇2122的操作(包括改变一个或多个风扇2122的风扇速度)。当在管道部分1022a、1022b内达到期望温度时，风扇2122可通过控制器2020关闭。在一个实施方案中，内部冷却系统2110还可按需要在管道部分1022a、1022b内移动到不同位置以在不同位置处实现冷却。

图111a和图111b示出根据本专利申请的另一个实施方案的内部冷却系统2210。内部冷却系统2210与先前所述的实施方案类似，以下指出的差异除外。在一个实施方案中，内部冷却系统2210包括冷却部分2216，所述冷却部分2216包括沿着冷却部分2216的中央支撑构件2223的周边布置并且从中央支撑构件2223径向向外延伸的一系列翅片构件2218，其中翅片构件2218具有与图110a和图110b的实施方案的翅片构件2118类似的外部形状或轮廓。在一个实施方案中，翅片构件2218也可由具有合适的热导率的材料(例如，铝或铜)构造。然而，每个翅片构件2218可具有中空并且密封的内部，以促进冷却剂流体通过翅片构件2218的流动。在一个实施方案中，每个翅片构件2218包括在一个端部上的入口和在另一个端部上的出口，并且提供合适的管道结构以促进冷却剂从泵2212到翅片构件2218的再循环流动回路，其中冷却剂流动通过翅片构件2218并且回到泵2212。可利用任何合适类型的冷却剂(例如，水、低温流体诸如液态氮或液态氩等)。

在一个实施方案中，泵2212(在图111a中示出)可定位在管道部分1022a、1022b的外部，其中供应和返回流动导管2214在泵2212与歧管结构2220(在图111b中示出)之间延伸。在一个实施方案中，歧管结构2220包括与翅片构件2218的入口和出口连接的多个管道连接部。因此，冷却部分2216在冷却工序的过程中促进冷却剂在翅片构件2218内的循环流动与管道部分1022a、1022b的内壁表面部分(例如，在焊接接缝1026处或附近)之间的热交换。

在一个实施方案中，泵2212可通过内部冷却系统2210的控制器控制(通过合适的硬连线或无线通信链路)。可替代地，泵2212可在外部控制(因为它可容易地被用户访问)。通过泵2212进行的冷却剂流动可基于由在内部冷却系统2210处的一个或多个温度传感器提供的所测得的温度信息控制。一旦在管道部分1022a、1022b内实现期望温度，就可去激活或关闭泵，以停止冷却剂的再循环流动并且促进内部冷却系统2210在管道部分1022a、1022b内的移动。

图112a和图112b示出根据本专利申请的另一个实施方案的内部冷却系统2310。内部冷却系统2310与先前所述的实施方案类似，以下指出的差异除外。在一个实施方案中，内部冷却系统2310包括冷却部分2316，所述冷却部分2316具有定位在冷却部分2316的中央支撑构件2323周围的多个喷雾嘴2318。在一个实施方案中，喷雾嘴2318定位成沿着中央支撑构件2323纵长延伸的大体上线性行。合适的管道结构提供在喷雾嘴2318的每个线性行的每个端部处，其中管道结构与歧管2320连接。歧管2320通过流体导管2314连接到提供在管道部分外部或外侧的冷却剂泵2312。在一个实施方案中，冷却剂泵2312的操作提供冷却剂(例如，水、低温流体诸如液态氮或液态氩等)从冷却剂源通过歧管2320并且喷出喷雾嘴2318并朝向管道部分1022a、1022b的内部表面部分(包括焊接接缝1026处)的流动。虽然图112a和图112b的实施方案示出位于管道部分1022a、1022b外部的泵2312，但是应注意，与喷雾嘴318对齐的冷却部分2316也可易于针对图104-107的实施方案(即，其中歧管2320和喷雾嘴2318从冷却剂源2012接收冷却剂)实现。内部冷却系统2310的冷却工序可以与针对先前的实施方案所述的类似的方式执行，其中泵2312可通过内部冷却系统2310的控制器和/或在外部控制，并且其中冷却剂流动可基于由设置在内部冷却系统2310上的温度传感器提供的所测得的温度信息来实现。

因此，本专利申请的内部冷却系统被配置来提供对管线焊接工序的改进，包括通过在管道部分内内部地提供受控冷却来增强连接的管道部分在焊接接缝形成之后进行的冷却并且减少生产时间(因为冷却可更快地并且更有效地发生，从而增加在给定时间段内可发生的管道部分之间的焊接接缝的数量)。另外，可减少与焊接工序相关联的工作台的数量，并且也可减少与此类焊接工序相关联的资源的数量。例如，可减少将管道部分焊接在一起所需要的工作空间，并且这可在工作空间有限(例如，在驳船或其他水上船舶上)的情形中变得特别有益。

在一个实施方案中，提供一种用于将一对绝缘管道(例如，如图113所示的管道1022a、1022b)彼此焊接的方法。如图113所示，每个管道1022a、1022b包括由绝缘体材料5246包围的金属管道内部5244。在一个实施方案中，待焊接管道1022a、1022b的端部部分5248、5250使金属管道内部5244暴露。

在一个实施方案中，参考图113-134，所述方法包括：将待焊接的暴露金属管道端部5248、5250对齐；将暴露的金属管道端部5248、5250彼此焊接；加热焊接管道1022a、1022b的暴露端部部分5248、5250；将绝缘体5246施加到焊接管道的加热的暴露端部部分5248、5250，使得绝缘体5246a(如图118所示)粘合到金属管道内部5244的外部表面5254，从而使管道1022a、1022b的先前暴露的端部部分5248、5250绝缘；以及从管道1022a、1022b内将冷却能量施加到金属管道1022a、1022b的内部表面5130a、5130b。

在一个实施方案中，从管道内将冷却能量施加到金属管道的内部表面在施加绝缘体之后执行。在一个实施方案中，所述方法还包括执行管线部署工序。在一个实施方案中，施加冷却能量减少施加绝缘体与执行管线部署工序之间的等待时间。在一个实施方案中，管线部署工序是卷绕工序。在一个实施方案中，管线部署工序是s型铺设工序。

在一个实施方案中，管线发展工序是管线下放工序。在一个实施方案中，管道部署工序参考本专利申请的图1b进行描述。

在一个实施方案中，支架5330(如图10a和图10b所示)或支架6010a和6010b(如图73所示)用于承载并移动管道1022a和1022b，并且用于将引入管道1022a的暴露金属管道端部5248提供在管道1022b的暴露金属管道端部5250处。即，支架5330或6010a/6010b用于使待焊接的暴露金属管道端部5248、5250对齐。

在一个实施方案中，待焊接的暴露金属管道端部5248、5250的对齐可通过一个或多个处理器5140控制支架5330(或6010a或6010b)来自动地执行，可通过液压控制支架5330(或6010a或6010b)来执行，或者可通过操作人员使用起重机和夹具(内部或外部)布置来执行。在一个实施方案中，在管道1022a、1022b对齐之后，管道1022a、1022b可使用外部夹具5302(如图7a和图7b所示)和/或内部夹具5142或5144来夹紧。在一个实施方案中，如本申请所述，在暴露金属管道端部5248、5250(待焊接)的对齐的过程中可使用一个或多个外部或内部夹具。即，一个或多个外部或内部夹具可独立地使用和/或与支架组合使用。在一个实施方案中，一个或多个外部或内部夹具和支架的操作可由一个或多个处理器5140控制。

在一个实施方案中，一个或多个处理器5140被配置来基于焊接前轮廓数据操作支架5330(或6010a和6010b)，以调整管道1022a、1022b的相对定位。在一个实施方案中，焊接前轮廓数据可从操作性地连接到一个或多个处理器5140的一个或多个检验检测器获得。在一个实施方案中，管道1022a、1022b的相对定位的调整(基于焊接前轮廓数据)可包括沿着管道1022a、1022b的纵向轴线的调整和/或沿着管道1022a、1022b的径向轴线的调整。在一个实施方案中，在调整管道1022a、1022b之后，管道1022a、1022b使用外部和/或内部夹具来再次夹紧。图113示出暴露的金属管道端部5248、5250正确地对齐并且准备用于焊接工序的管道1022a、1022b。

图114示出在暴露的金属管道端部5248、5250之间形成焊接接缝1026的管道1022a、1022b。在一个实施方案中，内部定位(例如，在管道1022a、1022b内侧)的焊接焊炬5502可被配置来将暴露的金属管道端部5248、5250彼此焊接。在一个实施方案中，外部定位(例如，在管道1022a、1022b外侧/外部)的焊接焊炬7502可被配置来将暴露的金属管道端部5248、5250彼此焊接。在一个实施方案中，内部定位的焊接焊炬5502和外部定位的焊接焊炬7502的组合可用于将暴露的金属管道端部5248、5250彼此焊接。在一个实施方案中，外部定位的焊接焊炬7502和/或内部定位的焊接焊炬5502操作性地连接到一个或多个处理器5140。

在一个实施方案中，参考图115a和图115b，加热器5304可被配置来加热焊接管道1022a、1022b的暴露端部部分5248、5250。在一个实施方案中，加热器5304可以是感应加热系统，所述感应加热系统用于在准备施加涂层材料或绝缘体时加热管线1024的焊接管道1022a、1022b的暴露端部部分5248、5250。在一个实施方案中，加热器5304可包括超高频(uhf)感应线圈，所述超高频感应线圈被配置来将管线1024的焊接管道1022a、1022b的暴露端部部分5248、5250快速加热到所需要的涂覆温度。在一个实施方案中，加热器5304可使用两个感应线圈。在一个实施方案中，加热器5304可以是电加热系统。在一个实施方案中，加热器5304可以是辐射加热系统。在一个实施方案中，加热器5304的感应线圈5307在图115a中示出。

如图115a和图115b所示，加热器5304被配置来周向地包围管线1024的焊接管道1022a、1022b的暴露端部部分5248、5250。在一个实施方案中，加热器5304可包括两个一半的圆形、环形加热器构件5304a和5304b。在一个实施方案中，两个一半的圆形、环形加热器构件5304a和5304b通过在顶部处的接合件5305彼此枢转地连接，并且通过在底部处的一个或多个连接器构件(未示出)彼此可释放地连接。

在一个实施方案中，加热器5304还被配置来调节管线1024的焊接管道1022a、1022b的暴露端部部分5248、5250的温度以维持合适的涂层施加温度。在一个实施方案中，加热器5304还可包括：加热器反馈系统，其被配置来使加热器5304能够实现并维持所需要的涂覆温度；和温度传感器，其操作性地联接到加热器反馈系统。在一个实施方案中，温度传感器可以是接触或非接触温度传感器。在一个实施方案中，加热器反馈系统可包括其他传感器，所述其他传感器被配置来感测加热工序的其他参数，例如加热时间等。在一个实施方案中，通过来自一个或多个传感器的反馈信号，加热器反馈系统被配置来调节感应器线圈中的电流以实现所需要的涂覆温度。在一个实施方案中，加热器5304及其反馈系统可操作性地连接到一个或多个处理器5140。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可被配置来控制加热器5304及其反馈系统的操作。

在一个实施方案中，参考图116a、图116b、图117a和图117b，绝缘体供应5306被配置来将绝缘体材料5312施加到焊接管道1022a、1022b的加热的暴露端部部分5248、5250，使得绝缘体5246a(如图118所示)粘合到金属管道内部5244的外部表面5254，从而使焊接管道1022a、1022b的先前暴露的端部部分5248、5250绝缘。在一个实施方案中，绝缘体供应5306包括：容器5310，其被配置来容纳绝缘体材料5312；和输出喷嘴5308，其被配置来将绝缘体材料5312喷涂到焊接管道1022a、1022b的暴露端部部分5248、5250上。在一个实施方案中，可对被配置来容纳绝缘体材料5312的容器5310加压。

在一个实施方案中，绝缘体供应5306可包括：反馈系统，其被配置来使绝缘体供应5306能够在管线1024上实现期望的涂覆；和一个或多个传感器，其操作性地连接到反馈系统。在一个实施方案中，一个或多个传感器可被配置来感测绝缘体施加工序的以下参数-绝缘体材料温度、绝缘体材料体积等。

在一个实施方案中，参考图116a和图116b，绝缘体供应5306是自动化系统并且包括涂覆框架5393，所述涂覆框架5393被配置来定位在焊接接缝1026区域上。在一个实施方案中，绝缘体供应5306的涂覆框架5393被配置来被预编程以围绕焊接接缝1026区域旋转，以便实现绝缘体材料的期望的干膜厚度。即，涂覆框架5393被构造并布置来均匀地围绕焊接接缝1026区域移动。在一个实施方案中，喷头(包括容器5310和输出喷嘴5308)安装在涂覆框架5393上的特定位置中(例如，垂直于焊接管道1022a、1022b的加热的暴露端部部分5248、5250)。

在一个实施方案中，图116a和图116b所示的绝缘体供应5306被配置来将熔结环氧树脂绝缘体材料施加到焊接管道1022a、1022b的加热的暴露端部部分5248、5250，使得熔结环氧树脂绝缘体5246a(如图118所示)粘合到金属管道内部5244的外部表面5254，从而使焊接管道1022a、1022b的先前暴露的端部部分5248、5250绝缘。

在一个实施方案中，图117a和图117b所示的绝缘体供应5306被配置来将注塑聚丙烯绝缘体材料施加到焊接管道1022a、1022b的加热的暴露端部部分5248、5250，使得注塑聚丙烯绝缘体5246粘合到金属管道内部5244的外部表面5254。在一个实施方案中，图117a和图117b的绝缘体供应5306可用于将注塑聚氨酯绝缘体材料施加到焊接管道1022a、1022b的加热的暴露端部部分5248、5250，使得注塑聚氨酯绝缘体5246粘合到金属管道内部5244的外部表面5254。

参考图117a和图117b，在一个实施方案中，绝缘体供应5306是自动化系统并且包括模具5381，所述模具5381被配置来周向地围绕焊接接缝1026区域并且产生填充注塑绝缘体材料5246的环形间隙5383。在一个实施方案中，液压操作阀(未示出)被配置来将熔融绝缘体材料5385供应/注射到环形间隙5383中。供应/注射的熔融绝缘体材料5385进入模具5381(和环形间隙5383)，从而包住焊接接缝1026区域并且形成模具5381的内轮廓/内侧轮廓。在一个实施方案中，冷水可被供应到模具以冷却绝缘体材料的外轮廓，使得注塑聚氨酯绝缘体5246粘合到金属管道内部5244的外部表面5254，从而使焊接管道1022a、1022b的先前暴露的端部部分5248、5250绝缘。

在一个实施方案中，以上参考图116a和图116b所示并描述的绝缘体供应5306可用于岸上管线应用。在一个实施方案中，以上参考图117a和/或图117b所示并描述的绝缘体供应5306可用于海上管线应用。

在一个实施方案中，以上参考图116a、图116b、图117a和/或图117b所述并描述的绝缘体供应5306还可用于将在本申请中的其他地方描述的其他绝缘体材料和/或如由本领域的技术人员所理解的其他绝缘材料施加到焊接管道1022a、1022b的加热的暴露端部部分5248、5250。

在一个实施方案中，绝缘体供应5306及其对应的反馈系统可操作性地连接到一个或多个处理器5140。在一个实施方案中，一个或多个处理器5140可被配置来控制绝缘体供应5306及其对应的反馈系统的操作。

在一个实施方案中，图118示出管线1024，其中绝缘体材料被施加到焊接管道1022a、1022b的加热的暴露端部部分5248、5250，使得绝缘体5246a粘合到金属管道内部5244的外部表面5254，从而使管道1022a、1022b的先前暴露的端部部分绝缘。

在一个实施方案中，参考图119和图120，冷却器系统6500被配置来定位在管道1022a、1022b内。在一个实施方案中，冷却器系统6500包括框架、多个辊6530、驱动电动机6532、以及制动系统。在一个实施方案中，冷却器系统6500的最前端框架6618、中央框架6634、以及后部框架6522可一起指代为冷却器系统6500的框架。

例如，所述框架被配置来放置在焊接管道1022a、1022b内，多个辊6530被配置来可旋转地支撑框架，驱动电动机6532驱动辊6530以使框架在管道1022a、1022b内移动，并且制动系统将框架固定在管道1022a、1022b内的期望位置处不移动。冷却器系统6500的多个辊、驱动电动机、以及制动系统的结构、配置和操作与本申请中所述的内部焊接系统的多个辊、驱动电动机、以及制动系统类似，并且因此它们在此将不进行详细描述。例如，在一个实施方案中，冷却器系统6500的制动系统可包括在焊接管道1022a、1022b的内部表面5130、5132上夹紧周向间隔的位置的一个或多个夹具。在另一个实施方案中，冷却器系统6500的制动系统可包括防止辊6530旋转的轮锁。

在一个实施方案中，冷却器系统6500包括冷却器，所述冷却器由框架承载并且将冷却能量施加到金属管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a，以促进焊接金属管道1022a、1022b的冷却。在一个实施方案中，冷却器包括热交换器6502，所述热交换器6502中携带冷却流体并且具有接触管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a以促进焊接管道1022a、1022b的冷却的管道接触表面6572。在一个实施方案中，冷却器系统6500包括热交换器电动机6552，所述热交换器电动机6552被配置来使热交换器6502径向向外移动，使得在框架定位在管道1022a、1022b内的期望位置处之后，管道接触表面6572可向外移动以啮合焊接管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a。

在一个实施方案中，冷却器系统6500包括与驱动电动机6532、制动系统和冷却器6502操作性地连接的一个或多个处理器。在一个实施方案中，一个或多个处理器被配置来操作冷却器6502以将焊接管道1022a、1022b的温度降低至预定水平。例如，在一个实施方案中，冷却器系统包括一个或多个温度传感器2017a，所述一个或多个温度传感器2017a与一个或多个处理器操作性地通信(有线地或无线地)以确定管道的温度。在一个实施方案中，可继续冷却能量，直至检测到预定阈值温度为止。

在一个实施方案中，一个或多个处理器通过一个或多个有线或无线连接通信地连接到制动系统、驱动电动机6532或冷却器6502。无线连接可包括例如wi-fi连接、蓝牙连接、nfc连接、蜂窝连接、或其他无线连接。

在一个实施方案中，从温度传感器2017a接收管道温度信息的一个或多个处理器通信地连接到远程计算机系统并且被配置来将管道冷却数据发射到远程计算机系统。在一个实施方案中，由一个或多个处理器所发射的冷却数据包括冷却时间曲线信息。在一个实施方案中，冷却时间曲线信息包括管道温度随时间的改变。在一个实施方案中，远程计算机系统包含来自其他焊接系统的冷却数据并且计算预期时间，直至焊接管道的温度低于阈值为止。在一个实施方案中，预期时间被发送到一个或多个处理器。

在一个实施方案中，冷却器系统6500可包括用户界面，并且其中预期时间和/或管道温度通过一个或多个处理器被发送到用户界面。用户界面可以是例如具有显示器的计算机。

在一个实施方案中，管道(讨论中的管道的至少一部分)冷却到某一阈值温度的预期时间至少部分地基于焊接管道的大小(例如，周长、厚度、热质量、或其任何组合)来计算。在另一个实施方案中，计算还基于冷却器的冷却能量输出。例如，此冷却能量输出可基于引导在管道表面处的水或气体的体积、管道或气体的起始温度等。又如，闭合流体系统热交换器的冷却能量可以是预先已知的，或基于其操作参数(流体速度、流体温度、热传递效率等)来计算。

在另一个实施方案中，冷却系统的冷却能量输出和/或预期冷却时间基于从远程基于云的计算机系统接收的信息，所述远程基于云的计算机系统包含从若干远程操作的冷却器系统获得的大中央信息数据库。在一个实施方案中，冷却能量输出是预定的。在一个实施方案中，一个或多个处理器通信地连接到远程计算机系统，并且被配置来发射冷却剂消耗数据(例如，达到阈值温度所需要的用于冷却已知大小的管道的水的量)。

在一个实施方案中，冷却器系统6500可以是完全未拴系的。具体地，冷却器系统6500不需要包括拉杆或脐带缆，并且去向和来自冷却器系统6500的所有通信是完全无线的。在一个实施方案中，冷却器系统6500可包括：发射器，其被配置来完全无线地将来自冷却器系统6500的所有通信信号发射到远程ulog处理系统；和接收器，其被配置来完全无线地从远程ulog处理系统接收所有的通信信号。在一个实施方案中，冷却器系统6500的一个或多个处理器和/或所有电子模块被配置来与远程ulog处理系统完全无线地通信。在一个实施方案中，冷却器系统6500的所有传感器、所有电动机、所有阀和/或其他组件/元件被配置来与远程ulog处理系统完全无线地通信。

在一个实施方案中，来自冷却器系统6500的任何信息可通过wifi、蓝矛、nfc、通过射频、或通过蜂窝塔传输(仅为了举例)与管道外侧的系统无线地通信。在一些实施方案中，在适当的情况下，信息通过使用中继器或延展器来传送，其中传输信号进行长距离行进或行进通过弯曲区域。

在一个实施方案中，冷却器系统6500的一个或多个处理器和一个或多个传感器被配置来监测机载冷却电力供应、机载运动电力供应和其他机载电力供应的充电水平。例如，可(连续地或在规则间隔下)监测通过这些电力供应输出的电压。在一个实施方案中，冷却器系统6500的发射器将所监测的电池寿命/充电水平信息完全无线地发射到远程ulog处理系统以用于进一步处理。例如，所监测的机载电力供应的充电水平信息可用于确定冷却器系统6500的估算的剩余操作时间。在一个实施方案中，冷却器系统6500的一个或多个处理器可被配置来在冷却器系统6500上本地地确定冷却器系统6500的估算的剩余操作时间。在一个实施方案中，远程ulog处理系统可被配置来基于无线地发射的电池寿命/充电水平信息确定冷却器系统6500的估算的剩余操作时间。在一个实施方案中，远程ulog处理系统可被配置来将冷却器系统6500的估算的剩余操作时间发射到冷却器系统6500的一个或多个处理器。在一个实施方案中，远程ulog处理系统还可被配置来基于冷却器系统6500的估算的剩余操作时间发射(向冷却器系统6500完全无线地发射)关于冷却器系统6500的操作的另外的指令。

在一个实施方案中，冷却器系统6500的一个或多个处理器和一个或多个传感器被配置来监测机载冷却剂供应/罐的水平。例如，可(连续地或在规则间隔下)监测冷却剂供应罐的压力和/体积。在一个实施方案中，冷却器系统6500的发射器将所监测的冷却剂消耗数据完全无线地发射到远程ulog处理系统以用于进一步处理。

例如，所监测的冷却剂消耗数据可用于确定在冷却剂再填充/再充装之前冷却器系统6500的估算的剩余操作时间。在一个实施方案中，冷却器系统6500的一个或多个处理器可被配置来在冷却器系统6500上本地地确定冷却器系统6500的估算的剩余操作时间(例如，在冷却剂再充装之前)。在一个实施方案中，远程ulog处理系统可被配置来基于无线地发射的冷却剂消耗数据确定冷却器系统6500的估算的剩余操作时间(例如，在下一次冷却剂再充装之前)。在一个实施方案中，远程ulog处理系统可被配置来将冷却器系统6500的估算的剩余操作时间(例如，在冷却剂再充装之前)发射到冷却器系统6500的一个或多个处理器。在一个实施方案中，远程ulog处理系统还可被配置来基于冷却器系统6500的估算的操作时间(例如，在冷却剂再充装之前)发射(向冷却器系统6500完全无线地发射)关于冷却器系统6500的操作的另外的指令。

在一个实施方案中，远程ulog处理系统从在不同位置(例如，横跨国家或横跨地球的不同位置)处的多个冷却器系统接收电池充电数据，并且在其上建立数据库。此数据库被ulog处理系统使用，以基于大数据组确定基于冷却器系统的不同操作参数的预期电池寿命时间。这可被ulog和/或被冷却器系统6500的一个或多个处理器使用，以基于各种组件的当前操作状态预测这些组件的电池寿命时间。此信息可被一个或多个处理器使用，以通过修改一个或多个操作参数减少或调节一个或多个组件的电力消耗。例如，如果一个或多个处理器确定可修改此类操作状态而没有不利地影响正在执行的相关联的操作，则可调节(例如，降低)全部冷却速率、电压、和/或电流以节约电池寿命。

在一个实施方案中，电池寿命、电压输出、冷却剂水平以及操作参数中的任一个被无线发送到用户界面(诸如具有计算机显示器的计算机监视器)，使得它们可被用户监测。

在一个实施方案中，与冷却器系统6500一样，在本申请中所述的所有的其他冷却器系统(例如，2010、2110、2210、2310)被配置来与远程ulog处理系统无线地通信。

在一个实施方案中，参考图120，冷却器系统6500被配置来在施加绝缘体材料5312之后将冷却能量施加到金属管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a，以促进金属管道1022a、1022b的冷却。在一个实施方案中，冷却器系统6500包括被配置来携带可移动通过其的流体的热交换器或冷却器6502。即，冷却能量通过设置在热交换器6502内的可移动流体施加。在一个实施方案中，可移动流体可以是气体或液体。

例如，在一个实施方案中，如图119-122所示，热交换器6502中可具有携带可移动通过其的液体的液体通路线6593，并且冷却能量通过设置在热交换器6502的流体通路线6593内的可移动液体施加。在一个实施方案中，如图124-125所示，热交换器6502中可具有携带可移动通过其的空气的空气通道6576，并且冷却能量通过设置在热交换器6502的空气通道6576内的可移动空气施加。

在一个实施方案中，热交换器6502的接触表面6572被配置来定位成与焊接管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a接触，以从焊接管道1022a、1022b去除热量。

在一个实施方案中，热交换器6502的接触表面6572可以是可适形的、导热表面。例如，在一个实施方案中，热交换器6502的接触表面6572被构造并成形来紧密适形于焊接管道1022a、1022b的内部表面，以从焊接管道1022a、1022b去除热量。在一个实施方案中，热交换器6502的接触表面6572被构造并布置为导热的。

在一个实施方案中，冷却能量通过流体施加，所述流体在管道1022a、1022b的内部内释放，使得流体直接地接触管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a。在一个实施方案中，流体包括液体。在一个实施方案中，流体包括气体。例如，在一个实施方案中，流体喷嘴6562(如图123所示)被配置来将冷却流体(直接地)施加(或喷涂)到焊接管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a上，以从焊接管道1022a、1022b去除热量。在一个实施方案中，鼓风机6505(如图133所示)被配置来将冷却气体(直接地)施加(或吹送)到焊接管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a上，以从焊接管道1022a、1022b去除热量。

在一个实施方案中，热交换器6502的接触表面6572被配置来定位成与焊接管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a接触，以从焊接管道1022a、1022b去除热量。例如，如图119-121、图124、图130和图132所示，这些不同类型的热交换器6502中的每个的接触表面6572被配置来定位成与焊接管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a接触，以从焊接管道1022a、1022b去除热量。

参考图119-122，冷却器系统6500的热交换器6502可包括多个热交换器元件或翅片6580，所述多个热交换器元件或翅片6580定位在中央框架6634上的周向间隔开的位置处。在一个实施方案中，每个热交换器元件6580可具有从其穿过的一个或多个冷却剂线6593。在一个实施方案中，每个热交换器元件或翅片6580支撑在中央框架6634上，并且操作性地连接到致动器机构6582。在一个实施方案中，致动器机构6582被配置来使每个热交换器元件或翅片6580在其延伸位置(如图120和图121所示)与其回缩位置(如图122所示)之间移动。在一个实施方案中，如图122所示，当热交换器元件6580处于其回缩位置中时，在热交换器元件6580的接触表面6572与管道1022a、1022b的内表面5130a、5132a之间存在径向间隙g。

在一个实施方案中，致动器机构6582可包括活塞6586、气缸6584、多个第一构件6588以及多个第二构件6590。在一个实施方案中，第一构件和第二构件的数量可取决于正在使用的热交换器元件6580的数量。

在一个实施方案中，可存在两个致动器机构，其中一个致动器机构定位(沿着管道轴线轴向地)在热交换器元件6580的一侧上，并且另一个致动器机构定位(沿看管道轴线轴向地)在热交换器元件6580的另一侧上。在一个实施方案中，两个致动器机构可同时操作以使热交换器元件6580在其延伸位置与回缩位置之间移动。在一个实施方案中，可能存在仅一个致动器机构，所述致动器机构被配置来使每个热交换器元件或翅片6580在其延伸位置(如图120和图121所示)与其回缩位置(如图122所示)之间移动。

在一个实施方案中，每个第二构件6590被构造并布置来在一个端部上连接到热交换器元件6580，并且在另一个端部上连接到第一构件6588。在一个实施方案中，每个第一构件6588被构造并布置来在一个端部上连接到第二构件6590，并且在另一个端部上连接到活塞6586的部分(或可通过活塞6586移动的构件)。

在一个实施方案中，第二构件6590被构造并布置来定位在(固定)框架构件6594中的径向延伸开口6592中，使得径向延伸开口6592促进第二构件6590在其中的径向移动(例如，向上和向下径向移动)。

在一个实施方案中，活塞6586被配置来可在气缸6584中轴向地移动。在一个实施方案中，第一构件6588通过例如由气缸6584内的流体(液压或气压)压力驱动的轴向往复式活塞6586移动。

通过激活气缸6584使得活塞6586在气缸6584中轴向移动，热交换器元件6580从其回缩位置(如图122所示)移动到其延伸位置(如图120和图121所示)，在所述回缩位置中，热交换器元件6580的接触表面6572与管道1022a、1022b的内表面5130a、5132a不接触，在所述延伸位置中，热交换器元件6580的接触表面6572被配置来与管道1022a、1022b的内表面5130a、5132a接触。进入端口6503的压缩空气推动活塞6586以使热交换器元件6580移动到其延伸位置。

在一个实施方案中，活塞6586的轴向移动通过第一构件6588转移为第二构件6590的径向移动。因此，径向接触力通过作用在活塞6586上的压缩空气的流体压力生成。活塞6586驱动第一构件6588，所述第一构件6588将活塞6586的轴向移动转化为第二构件6590的径向移动。因为每个热交换器元件6580操作性地连接到第二构件6590，所以第二构件6590的径向移动导致热交换器元件6580在其延伸位置与回缩位置之间的径向移动。

在一个实施方案中，可改变气缸的大小、所施加的流体压力、以及致动器机构6582的各种组件的大小，以控制热交换器元件6580的延伸和回缩。

在一个实施方案中，如图123所示，冷却器系统6500可包括流体喷嘴6562，所述流体喷嘴6562被配置来将冷却液体施加到焊接管道1022a、1022b的内部表面5130a、5130b上，以从焊接管道1022a、1022b去除热量。在一个实施方案中，流体喷嘴6562是水喷嘴，所述水喷嘴将水吹送/喷涂到管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a上，以促进焊接金属管道1022a、1022b的冷却。

在一个实施方案中，热交换器6502可包括多个流体喷嘴6562，所述多个流体喷嘴6562定位在周向且轴向(沿着管道轴线)间隔开的位置处。在一个实施方案中，每个流体喷嘴6562被配置来通过冷却剂供应线6566并且通过一个或多个阀从冷却剂源6564接收冷却液体。在一个实施方案中，冷却剂是气体或液体。在一个实施方案中，所接收的冷却剂通过流体喷嘴6562喷涂到焊接管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a上，以从焊接管道1022a、1022b去除热量。

图124和图125示出热交换器元件或翅片6574，所述热交换器元件或翅片6574被配置来例如使用参考图120-122所示并描述的致动器机构6582是可延伸的。在一个实施方案中，当热交换器元件或翅片6574处于延伸位置中时，热交换器元件或翅片6574的接触表面6572被配置来定位成与焊接管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a接触，以从焊接管道1022a、1022b去除热量。在一个实施方案中，热交换器可包括定位在周向间隔开的位置处并且可通过致动机构(例如，气动的或其他)延伸和回缩的多个此热交换器元件或翅片6574。在一个实施方案中，热交换器元件或翅片6574中可包括被配置来允许流体从其穿过的多个流体(空气)通道6576。在一个实施方案中，通道6576可径向地延伸并且周向地间隔开。

参考图126-128，在一个实施方案中，冷却器系统6500可包括驱动系统6602。在一个实施方案中，驱动系统6602可包括缆线结构6604，所述缆线结构6604从内部冷却器系统6500并且通过一个或多个管道1022a、1022b延伸到管道1022a的开口端部6606。在一个实施方案中，缆线结构6604用于促进内部冷却器系统6500在管道1022a、1022b内的正向移动。

在一个实施方案中，可实施一个或多个缆线/绞盘系统6608和6604，其中一个或多个绞盘6608可提供为内部冷却器系统6500的部分和/或位于在管道1022a、1022b外部的一个或多个锚固点(例如，6610)处。在一个实施方案中，绞盘结构可提供在内部冷却器系统6500框架内。

例如，在一个实施方案中，绞盘结构6608提供在管道1022a、1022b外部的锚固位置6610处并且连接到缆线结构6604。即，参考图127和图128，缆线结构6604的一个端部6612连接到绞盘结构6608，并且缆线结构6604的另一个端部6614连接到冷却器系统6500的最前端框架6618的构件6616。缆线结构6604和绞盘结构6608的此配置促进内部冷却器系统6500在管道1022a、1022b内的正向移动。

在一个实施方案中，另一个缆线结构可连接到冷却器系统6500的后部框架6622(如图119所示)的构件6620，以促进内部冷却器系统6500在管道1022a、1022b内的反向移动。此缆线结构可由另一个绞盘结构(例如，提供在管道1022a、1022b后面和外部的锚固位置处)操作，以促进内部冷却器系统6500在管道部分1022a、1022b内的反向移动。

因此，缆线结构6604在绞盘6608与连接点(在内部冷却器系统6500处或管道1022a、1022b外部的连接点处)之间延伸，以便在工序的过程中有利于内部冷却器系统6500在管道1022a、1022b内的放置和/或内部冷却器系统6500从管道1022a、1022b的取出。

在一个实施方案中，如图129所示，冷却器系统6500可包括：多个辊6530，其被配置来啮合管道1022a、1022b中的一个或多个的内部表面5130、5132；和驱动电动机6532，其被配置来驱动辊6530以便移动冷却器系统6500的框架组装件6503(包括最前端框架6618、中央框架6634、以及驱动框架6622)。

在一个实施方案中，冷却器电子模块6528被配置来控制驱动系统6602的操作(例如，通过控制一个或多个电动机6532(其使辊6530移动与管道的内壁部分接触))，以促进内部冷却器系统2010在管道1022a内并且朝向焊接位置的前进。在一个实施方案中，内部冷却器系统6500的冷却器电子模块6528被配置来与一个或多个处理器5140和如在本申请中描述的一个或多个其他处理器或电子模块通信(例如，与不同的焊接系统操作性地连接，与支架、夹具或其他管道对齐系统操作性地连接和/或定位在远离这些系统的位置处)。

在所示的实施方案中，冷却器系统6500的每个辊6530与其对应的驱动电动机6532操作性地连接。即，四个驱动电动机6532连接到如图所示的四个辊6330。在另一个实施方案中，两个辊6530可直接地连接到两个驱动电动机6532，并且其他两个辊6530可操作性地连接到直接地连接到驱动电动机6532的两个辊6530。

在一个实施方案中，如图130和图131所示，冷却器系统6500可包括电力供应源6526，以将电力提供到冷却器系统6500的冷却器电子模块6528、驱动系统6602、电子传感器、阀结构(例如，以电的方式控制一个或多个阀6522并且因此控制冷却剂从冷却剂供应源6524向热交换器6502的流动)。在一个实施方案中，电力供应源6526由冷却器系统6500的框架组装件承载。在一个实施方案中，电力供应源6526包括由冷却器系统6500的后部框架6622承载的多个电池单元或电池组。在一个实施方案中，示出七个电池。在一个实施方案中，电池的数量可变化。在一个实施方案中，电池的数量可取决于正在使用的热交换器的类型和/或冷却器系统6500的其他电力要求。在所示的实施方案中，电力供应源6526示出在具有热电热交换器的冷却器系统中。然而，预期电力供应源6526可与具有如在本申请中所述的任何类型的热交换器的冷却器系统一起使用。

在一个实施方案中，由冷却器系统6500的框架承载的一个或多个电池单元被配置来为冷却器系统6500的驱动电动机6532和制动系统供电。在一个实施方案中，由冷却器系统6500的框架承载的一个或多个电池单元被配置来为冷却器系统6500的冷却器6502供电。

在一个实施方案中，如图130和图132所示，冷却器系统6500的热交换器6502可以是热电热交换器6502。例如，热电热交换器可以是珀尔帖装置。

在一个实施方案中，热电热交换器6502可具有多个框架构件6538，所述多个框架构件6538定位在冷却器系统6500的轴构件6542上的周向间隔开的位置处。在所示的实施方案中，示出六个框架构件6538。在一个实施方案中，框架构件6538的数量可变化。在一个实施方案中，每个框架构件6538可具有定位在其上的多个热电热传递元件6544。在所示的实施方案中，六个热电热传递元件6544定位在每个框架构件6538上。在一个实施方案中，定位在每个框架构件6538上的热电热传递元件6544的数量可变化。

在一个实施方案中，框架构件6538可通过支撑构件6540(例如，两个)支撑在冷却器系统6500的轴构件6542上。在一个实施方案中，支撑构件6540可通过致动机构延伸和回缩。在一个实施方案中，致动机构被配置来使支撑构件6540延伸，使得框架构件6538和定位在其上的热电元件6544定位成与焊接管道的内部表面5130a、5132a接触，以从焊接管道1022a、1022b去除热量。在一个实施方案中，致动机构可以气动的方式控制，或者可以如由本领域的技术人员所理解的任何其他方式控制。

在一个实施方案中，如图133所示，冷却器系统6500的热交换器6502可以是鼓风机6505，所述鼓风机6505被配置来将冷却气体吹送到焊接管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a上，以从焊接管道1022a、1022b去除热量。在一个实施方案中，鼓风机将空气吹送到管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a上，以促进焊接管道1022a、1022b的冷却。在一个实施方案中，鼓风机6505可包括在其上具有多个孔6552的框架构件6550。在一个实施方案中，框架构件6550被构造并布置来从压缩空气(例如，高压)源6554的出口接收空气。在一个实施方案中，框架构件6550被构造并布置来从电动机驱动的风扇的出口接收空气。在一个实施方案中，在框架构件6550上形成的孔6552被配置来充当出口，以用于将所接收的空气递送到焊接管道的内部表面5130a、5132a，以从焊接管道1022a、1022b去除热量。

在一个实施方案中，如图134所示，安装在第一部分6558上的位置cl处并且由冷却器电子模块6528控制的摄像机6556可将视频图像提供到远程控制装置，使得用户可确定内部冷却器系统6500距离焊接接缝1026有多近。

在一个实施方案中，如图135和图136所示，冷却器系统6500包括鼓风机6650，所述鼓风机6650被配置来将冷却气体吹送到焊接管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a上，以从焊接管道1022a、1022b去除热量。在一个实施方案中，鼓风机6505包括风扇。在一个实施方案中，鼓风机6505的结构、位置和操作可与在本申请中的其他地方详细描述的风扇2122类似。

在一个实施方案中，参考图135和图136，通过操作致动机构6664，热交换器元件6580从其回缩位置(如图136所示)移动到其延伸位置，在所述回缩位置中，热交换器元件6580的接触表面6572与管道1022a、1022b的内表面5130a、5132a不接触，在所述延伸位置中，热交换器元件6580的接触表面6572被配置来与管道1022a、1022b的内表面5130a、5132a接触。

在一个实施方案中，致动器机构6664可以是线性致动器。在一个实施方案中，致动器机构6664可包括电动机6652、导螺杆6654、导螺母6656、多个第一构件6664以及多个第二构件6666。在一个实施方案中，第一构件和第二构件的数量可取决于正在使用的热交换器元件6580的数量。在一个实施方案中，每个第二构件6666被构造并布置来在一个端部上连接到热交换器元件6580，并且在另一个端部上连接到第一构件6664。在一个实施方案中，每个第一构件6664被构造并布置来在一个端部上连接到第二构件6666，并且在另一个端部上连接到可通过电动机6652移动的构件6662。

在一个实施方案中，电动机6652被配置(例如，机械地连接)来使导螺杆6654旋转。在一个实施方案中，电动机6652被配置来顺时针或逆时针方向旋转，以便致使热传递元件6580基本上垂直于管道1022a、1022b的管道轴线升高或降低。在一个实施方案中，电动机6652被配置来直接地连接以使导螺杆6654旋转。在另一个实施方案中，电动机6652被配置来例如通过一系列齿轮或齿轮箱间接地连接以使导螺杆6654旋转。

在一个实施方案中，导螺杆6654包括加工在其外表面上并且沿着其长度延伸的螺纹。在一个实施方案中，导螺母6656被构造并布置来拧到导螺杆5514上，并且包括加工到其内表面上的互补螺纹。

在一个实施方案中，导螺母6656被配置来与构件6662的一部分互锁，使得防止导螺母6656与导螺杆6654一起旋转。即，导螺母6656被约束与导螺杆6654一起旋转，因此导螺母6656被配置来在导螺杆6654上向上和向下行进。在一个实施方案中，导螺母6656互锁并且定位在构件6662的开口中。在一个实施方案中，导螺杆5514被配置来穿过互锁导螺母5516的开口。

在以下详细讨论致动器机构6664的操作。当导螺杆6654通过电动机6652旋转时，导螺母6656沿着螺纹被驱动。在一个实施方案中，导螺母6656的运动方向取决于导螺杆6654由电动机6652导致的旋转方向。因为导螺母6656互锁在构件6662的开口中，所以构件6662被配置来与导螺母6656一起在导螺杆6654上行进。即，当电动机6652旋转时，构件6662线性地平移(右到左或左到右)。另外，因为构件6662连接到第一构件6658，所以构件6662的移动导致第一构件6658的移动。因为第二构件6660连接到第一构件6658，所以第一构件6658的移动导致第二构件6660的径向(向上或向下)移动。即，构件6662的线性平移通过第一构件6658转化为第二构件6660的径向(向上或向下)移动。

因为热交换器元件6580连接到第二构件6660，所以第二构件6660的径向(向上或向下)移动导致热交换器元件6580的径向(向上或向下)移动。因此，电动机6652被配置来将热交换器元件6580的接触表面6572向外移动成与金属管道1022a、1022b的内部表面5130a、5132a啮合。

在一个实施方案中，冷却器系统冷却管道(例如，在涂覆工序之后并且在卷绕工序之前)花费的时间可在90与150分钟之间的范围中。

因为冷却器系统可用于从管道内将冷却能量施加到金属管道的内部表面，所以可减少金属管道的冷却时间(例如，与允许金属管道的自然冷却相比较，或者与在绝缘体材料的顶部上施加冷却剂相比较)。这例如可促进金属管道在绝缘体材料施加到焊接管道之后的冷却，所述焊接管道在施加焊接材料之前应预加热。因此，焊接管道可被投入服务或更快速地以其他方式被进一步处理。具体地，在焊接管道被加热以施加绝缘体材料并且绝缘体施加之后，它不应经受可能在部署工序中发生的高应力。例如，在一些实施方案中，焊接管道及其绝缘物(所述绝缘物仅在焊接管道温度加热到至少160℃的温度之后施加)意图在卷绕操作中绕在卷线轴上。此卷绕操作仅在焊接且绝缘的金属管道冷却到低于阈值水平(例如，低于50℃)之后理想地实施。内部冷却器的使用可加快实现金属管道冷却到低于阈值水平。在内部冷却器系统的另一个应用中，在管道焊接之后(并且在绝缘体施加之前)。

卷绕操作是多个部署工序中的可仅在焊接管道低于阈值温度(例如，通过内部冷却器的操作)之后理想地实施的一个。其他部署工序可包括管道铺设驳船上的s型铺设工序和/或j型铺设工序。在管道下沉到水(例如，海或海洋)中之前，焊接管道应低于阈值温度。

此外，在另一个应用中，可能希望在超声检验系统中使用超声检测器检验焊接部。超声检验台被配置来在低于阈值温度(例如，低于80℃)下理想地操作，这可通过使用冷却器系统更快速地获得(在管道由于焊接操作而加热之后)。因此，在一个系统中，冷却器可在超声检验系统操作之前使用，所述超声检验系统操作在焊接之后并且在管道为了施加绝缘材料被再加热之前实施。

在一个实施方案中，参考图136a，提供超声检验台6801，所述超声检验台6801被配置来检验焊接金属管道1022a、1022b之间的焊接部。在一个实施方案中，冷却器系统6500被配置来在管道1022a、1022b焊接之后并且在通过超声检验台6801检验焊接部之前促进金属管道1022a、1022b的冷却。

在一个实施方案中，温度传感器(例如，如图104-109所示的2017a)可用于确定管道1022a、1022b在焊接部1026附近的温度。例如，参考图107，温度传感器2017a被配置来定位在内部冷却器系统上并且在焊接部1026附近。在一个实施方案中，温度传感器2017a可定位在内部冷却器系统的热传递元件或翅片附近，以测量管道1022a、1022b的(内径)内表面5130、5132的温度。在另一个实施方案中，温度传感器可定位在超声检验台6801处。在一个实施方案中，温度传感器可以是接触或非接触温度传感器。

在一个实施方案中，感测管道1022a、1022b的温度的温度传感器2017a可与一个或多个处理器操作性地通信。在一个实施方案中，一个或多个处理器基于从温度传感器2017a所接收的信号向冷却器6502发送操作指令。在一个实施方案中，一个或多个处理器操作冷却器，直至传感器2017a和处理器确定管道1022a、1022b的温度低于阈值温度为止。

在一个实施方案中，一个或多个处理器可被配置来确定管道1022a、1022b在焊接部1026附近的温度低于预定温度阈值。在一个实施方案中，温度传感器可被配置来检测管道1022a、1022b在焊接部1026附近的温度低于预定温度阈值。

在一个实施方案中，通过超声检验台6801进行的检验在温度传感器2017a检测到管道1022a、1022b在焊接部1026附近的温度低于预定温度阈值之后进行。

图136b示出一种用于管线部署的方法。图136c和图136d示出s型铺设管道部署系统和j型铺设管道部署系统的示意图。图136e示出s型铺设和j型铺设解绕驳船。

在一个实施方案中，管道1022a、1022b(例如，约40英尺或80英尺长)在管道制造工序6902的过程中制造。在一个实施方案中，在将用于进一步处理的管道送到例如s型铺设驳船6942(如图136c所示)、卷线轴基地或j型铺设驳船6944(如图136d所示)之前，所制造的管道存储在管道存储装置6904处。在一个实施方案中，管道存储装置可包括多个存储货架。

在一个实施方案中，在卷线轴基地工序6914处，所制造的管道部分被卷线轴基地接收，这些管道部分在卷线轴基地处联结以形成长管道部分，并且这些长管道部分然后被卷绕并且加载到船舶、船只或驳船上。在一个实施方案中，卷线轴基地可包括半自动或自动焊接用系统、现场接缝涂覆系统、无创性检验和测试系统、存储货架、辊系统、和/或用于在安装之前刚性管线的制造、卷绕和加载的其他管道处理设备。

在一个实施方案中，管道杆缠绕到在驳船(如图136e所示)上的大卷线轴上并且在驳船抵达作业位置时被解绕。在一个实施方案中，卷绕的管道杆在工序6916处在船舶、船只或驳船上解绕并且管道部分然后在工序6918处被部署。在一个实施方案中，“解绕”船舶、船只或驳船可以是j型铺设驳船或s型铺设驳船。图136e示出s型铺设和j型铺设解绕驳船。

在一个实施方案中，s型铺设驳船6942从管道存储装置接收存储的管道部分。在一个实施方案中，在工序6906处，s型铺设驳船6942使用它的船载系统来产生长管道部分。在一个实施方案中，在工序6906处，在s型铺设驳船6942上使用自动焊接系统、管道对口系统、支承夹具、吹扫夹具和/或其他支撑设备来产生长管道部分。在一个实施方案中，s型铺设管道部署工序用于海上管线应用。在一个实施方案中，s型铺设管道部署工序用于浅水域和中间水域。在一个实施方案中，s型铺设管道部署工序允许管道在水平位置中离开船舶。在一个实施方案中，s型铺设管道部署工序提供高生产速率。如图136c所示，s型铺设驳船6942被构造并布置来在s形管道配置中部署管道部分。

在一个实施方案中，j型铺设驳船6944从管道存储装置接收存储的管道部分。在一个实施方案中，在工序6908处，j型铺设驳船6944使用它的船载系统来产生长管道部分。在一个实施方案中，在工序6908处，在j型铺设驳船6944上使用自动焊接系统、管道对口系统、j型铺设夹具、和/或其他支撑设备来产生长管道部分。在一个实施方案中，j型铺设管道部署工序用于海上管线应用。在一个实施方案中，j型铺设管道部署工序用于深水作业。在一个实施方案中，j型铺设管道部署工序允许管道在非常接近竖直的位置中离开铺设系统。这意味着管线以对管道的减少很多的应力来安装。如图136d所示，j型铺设驳船6944被构造并布置来在j形管道配置中部署管道部分。

对当位于管道内时的内部焊机系统、接头焊机系统和/或管道冷却器系统的控制、定位和与它们的通信可以各种方式实现，如本文所述。在又一实施方案中，系统在管道内的位置可通过来自邻近、平行于管道外表面放置的线圈的低频电磁信号传输来检测。此信号由安装在管道中的系统上、邻近管道内表面的一对正交接收线圈来检测。所接收的信号相对于所发射的信号的相位以及两个所接收的信号的振幅比用于估算发射器和接收器的相对位置。对在管道内的系统(即，内部焊机、接头焊机、或冷却器系统等)的控制以及信息的发射还可通过管道外侧的一个或多个处理器(例如，在计算机控制台内)与安装在管道中的系统上的一个或多个处理器之间的高频直接序列扩频无线电链路来实现。此部署的细节可从美国专利6,092,406理解，所述专利以引用的方式整体并入本文。

在一个实施方案中，内部焊接系统5004、3001可包括焊接材料消耗装置。在一个实施方案中，外部焊接系统7500可包括焊接材料消耗装置。在一个实施方案中，焊接材料消耗装置可以是内部焊接系统5004的线馈送组装件5020的一部分。

在一个实施方案中，焊接消耗装置可具有与如本申请的161a-165所示并参考161a-165描述的装置类似的结构和操作。例如，在一个实施方案中，内部焊接系统5004使用的卷线轴5272(如图22a所示)的结构、配置和操作可与如参考图161a所示并描述的卷线轴14480类似。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的线馈送组装件5020的电动机的结构、配置和操作可与如图162、图164a和图164b所示并参考图162、图164a和图164b描述的电动机14490类似。另外，在一个实施方案中，内部焊接系统5004的线馈送组装件5020可包括被配置来感测可消耗材料的耗尽的重量传感器。内部焊接系统5004的重量传感器的结构、配置和操作可与如图161c所示并参考图161c描述的重量传感器14484类似。在一个实施方案中，内部焊接系统5004可包括其他传感器(例如，在161b中示出)以确定给定时间段内内部焊接系统5004所使用的可消耗焊接材料的量。

在一个实施方案中，与内部焊接系统5004操作性地相关联的一个或多个处理器5140可被配置来根据如本申请中的其他地方描述的线馈送组装件5020的电动机的速度确定线馈送速度。在一个实施方案中，与内部焊接系统5004操作性地相关联的一个或多个处理器5140可被配置来确定给定时间段内内部焊接系统5004所使用的可消耗焊接材料的量，并且基于其生成焊接材料消耗数据。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的发射器可将焊接材料消耗数据完全无线地发射到远程ulog处理系统以用于进一步处理。在一个实施方案中，远程ulog处理系统还可被配置来基于所处理的焊接材料消耗数据发射(完全无线地向内部焊接系统、外部焊接系统和/或接头内部焊接系统)关于内部焊接系统、外部焊接系统和/或接头内部焊接系统的操作的另外的指令。例如，所述指令可包括通过增加内部焊接系统、外部焊接系统和/或接头内部焊接系统的线馈送组装件的电动机的速度来校正线馈送组装件的电动机的滑移。在一个实施方案中，内部焊接系统5004的一个或多个处理器5140可使用图163和图165所示并参考图163和图165描述的工序，以确定焊接材料消耗数据、所处理的焊接材料消耗数据等。

在一个实施方案中，焊接消耗装置的结构和操作在以上参考内部焊接系统5004进行描述。在一个实施方案中，外部焊接系统7500和接头内部焊接系统3001可包括具有类似的结构和操作的焊接消耗装置。即，在一个实施方案中，由内部焊接系统和外部焊接系统的焊接材料消耗装置发送的集线器、电子器件、软件和图片对两个装置均是通用的。然而，内部焊接系统5004、3001和外部焊接系统7500的焊接材料消耗装置的形状和大小可改变。在一个实施方案中，内部焊接系统5004、3001和外部焊接系统7500的焊接材料消耗装置可具有不同形状的配置和/或不同的几何形状。在一个实施方案中，焊接材料消耗装置可被配置来检测在内部焊接系统5004、3001或外部焊接系统7500中使用的未授权的线卷线轴。

现场系统测试和操作

图137a示出根据一个或多个实施方案的用于促进现场系统测试或其操作的系统13700。如图137所示，系统13700可包括一个或多个现场系统13702(或现场系统13702a-13702n)、一个或多个远程计算机系统13704、以及系统13700的组件可通过其彼此通信的一个或多个网络150。现场系统13702可包括一个或多个现场装置13712、一个或多个检验装置13714、一个或多个现场计算机系统13716、或其他组件。远程计算机系统13704可包括一个或多个处理器13730，所述一个或多个处理器13730被配置来执行一个或多个子系统，诸如物体轮廓子系统13732、操作管理器子系统13734、操作协议子系统13736、操作监测子系统13738、操作触发子系统13740、呈现子系统13742、或其他组件。如下所述，在一个或多个实施方案中，远程计算机系统13704的相应组件的操作可通过远程计算机系统13704的一个或多个处理器来执行。应注意，虽然一个或多个操作在本文中描述为通过远程计算机系统13704的组件来执行，但是在一些实施方案中，这些操作可通过现场系统13702的组件(例如，现场计算机系统13716)或系统13700的其他组件来执行。

在一个实施方案中，现场系统13702可以是现场系统5000。在一个实施方案中，如果计算机系统5138对现场系统5000是本地的，则现场计算机系统13716可以是本地计算机系统5138，并且现场计算机系统处理器13718可以是本地计算机系统处理器5140。如果计算机系统5138远离现场系统5000定位，则远程计算机系统13704可以是远程计算机系统5138，并且远程计算机系统处理器13730可以是远程计算机系统处理器5140。

图137b示出根据一个或多个实施方案的远程计算机系统13730、现场系统13702的现场计算机系统13716以及现场系统13702的其他组件之间的通信链路。在一个实施方案中，远程计算机系统13704(或其处理器13730)可通过现场计算机系统13716(和现场计算机系统13716与远程计算机系统13704之间的一个或多个有线或无线通信链路)与现场系统13702的一个或多个其他组件通信。例如，现场计算机系统处理器13718可从现场系统13702的其他系统中的一个或多个(或其相应的处理器13720)接收检验数据、输入参数、操作观察数据、或其他数据，所述其他系统诸如焊接系统3001(例如，接头内部焊接系统3001)、焊接系统5004(例如，内部焊接系统5004)、冷却器系统6500(例如，内部冷却器系统6500)、吹扫和检验系统7001、焊接系统7500(例如，外部焊接系统7500)、或现场系统13702的其他系统13724(例如，支架或其他管道对齐系统、其他检验系统等)。现场计算机系统处理器13718可将检验数据、输入参数、操作观察数据、或其他数据发射(通过发射器)到远程计算机系统13704，并且作为响应从远程计算机系统13704接收响应，所述响应包括轮廓数据(例如，焊接前轮廓数据、动态轮廓数据、焊接后轮廓数据等)、用于在物体上执行操作的指令、警示(例如，如果缺陷存在指示缺陷、开始或停止操作的指示等)、或其他数据。在一种使用情况下，如果响应包括轮廓数据，则现场计算机系统处理器13718可使用轮廓数据来生成警示(例如，如果缺陷存在指示缺陷、开始或停止操作的指示等)、获得用于在物体上执行操作的指令等。在另一种使用情况下，如果响应包括用于在物体上执行操作的指令，则现场计算机系统处理器13718可将指令发射到现场系统13702的适当的系统以致使此系统根据所发射的指令执行操作。

在一个实施方案中，可能有益的是，利用一个或多个无线通信链路使远程计算机系统13704、现场计算机系统13716、焊接系统3001、焊接系统5004、冷却器系统6500、吹扫和检验系统7001、或焊接系统7500的一个或多个组件彼此通信，以减少现场系统13702的各种系统中的通信缆线的数量，以便减少可能延迟操作或损坏这些系统的其他组件的潜在缆线缠结。例如，在一些实施方案中通过减少焊接系统3001、焊接系统5004、吹扫和检验系统7001、或焊接系统7500中的通信缆线的数量可减少在检验装置(例如，检验激光器、检验摄像机或其他检验装置)、焊接焊炬或这些系统的其他组件的旋转过程中出现的潜在缆线缠结。

图137c示出根据一个或多个实施方案的远程计算机系统13730与没有现场计算机系统13716的现场系统13702的组件之间的通信链路。在一个实施方案中，远程计算机系统13704(或其处理器13730)可通过现场系统13702的各种系统与远程计算机系统13704之间的一个或多个有线或无线通信链路与现场系统13702的一个或多个其他组件通信(例如，不需要单独的现场计算机系统13716)。例如，远程计算机系统处理器13730可从现场系统13702的系统中的一个或多个(或其相应的电子模块)接收检验数据、输入参数、操作观察数据、或其他数据，所述系统诸如焊接系统3001(例如，接头内部焊接系统3001)、焊接系统5004(例如，内部焊接系统5004)、冷却器系统6500(例如，内部冷却器系统6500)、吹扫和检验系统7001、焊接系统7500(例如，外部焊接系统7500)、或现场系统13702的其他系统13724(例如，内部冷却器)。作为响应，现场系统13702的相应系统从远程计算机系统13704接收一个或多个响应，所述一个或多个响应包括轮廓数据(例如，焊接前轮廓数据、动态轮廓数据、焊接后轮廓数据等)、用于在物体上执行操作的指令、警示(例如，如果缺陷存在指示缺陷、开始或停止操作的指示等)、或其他数据。在一种使用情况下，例如，如果现场系统13702的系统中的一个接收包括用于在物体上执行操作的指令的响应，则此系统可根据所发射的指令执行操作。

又如，电子模块5014、5046、5064、5118中的一个或多个或焊接系统5004的其他组件可包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置来通过一个或多个有线或无线通信链路与现场计算机系统13716(或其处理器13718)、远程计算机系统(或其处理器13730)、或焊接系统5004的其他组件通信。在一个情形中，例如，电子模块5014、5046、5064、5118中的一个或多个可从焊接系统5004的一个或多个传感器或检验装置接收数据、处理传感器或检验数据、将传感器或检验数据发射到现场计算机系统处理器13718或远程计算机系统处理器13730、生成信号以控制焊接系统5004的一个或多个电动机或其他机械装置来执行一个或多个操作等。

又如，电子模块3126、13722中的一个或多个或焊接系统3001的其他组件可包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置来通过一个或多个有线或无线通信链路与现场计算机系统13716(或其处理器13718)、远程计算机系统(或其处理器13730)、或焊接系统3001的其他组件通信。在一个情形中，例如，电子模块3126、13722中的一个或多个可从焊接系统5004的一个或多个传感器或检验装置接收数据、处理传感器或检验数据、将传感器或检验数据发射到现场计算机系统处理器13718或远程计算机系统处理器13730、生成信号以控制焊接系统3001的一个或多个电动机或其他机械装置来执行一个或多个操作等。

又如，电子模块6528、13722中的一个或多个或冷却器系统6500的其他组件可包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置来通过一个或多个有线或无线通信链路与现场计算机系统13716(或其处理器13718)、远程计算机系统(或其处理器13730)、或冷却器系统6500的其他组件通信。在一个情形中，例如，电子模块6528、13722中的一个或多个可从冷却器系统6500的一个或多个传感器或检验装置接收数据、处理传感器或检验数据、将传感器或检验数据发射到现场计算机系统处理器13718或远程计算机系统处理器13730、生成信号以控制冷却器系统6500的一个或多个电动机或其他机械装置来执行一个或多个操作等。

又如，电子模块7032、7036、7040、7064中的一个或多个或吹扫和检验系统7001的其他组件可包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置来通过一个或多个有线或无线通信链路与现场计算机系统13716(或其处理器13718)、远程计算机系统(或其处理器13730)、或吹扫和检验系统7001的其他组件通信。在一个情形中，例如，电子模块7032、7036、7040、7064中的一个或多个可从吹扫和检验系统7001的一个或多个传感器或检验装置接收数据、处理传感器或检验数据、将传感器或检验数据发射到现场计算机系统处理器13718或远程计算机系统处理器13730、生成信号以控制吹扫和检验系统的一个或多个电动机或其他机械装置来执行一个或多个操作等。

又如，电子模块3126、13722中的一个或多个或焊接系统3001的其他组件可包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置来通过一个或多个有线或无线通信链路与现场计算机系统13716(或其处理器13718)、远程计算机系统(或其处理器13730)、或焊接系统3001的其他组件通信。在一个情形中，例如，电子模块3126、13722中的一个或多个可从焊接系统5004的一个或多个传感器或检验装置接收数据、处理传感器或检验数据、将传感器或检验数据发射到现场计算机系统处理器13718或远程计算机系统处理器13730、生成信号以控制焊接系统3001的一个或多个电动机或其他机械装置来执行一个或多个操作等。

在一个实施方案中，现场系统(例如，现场系统5000、现场系统13702等)可与一个或多个远程计算机系统(例如，远离现场系统5000定位的计算机系统5138、远程计算机13704等)一起工作，以基于其促进现场测试或物理操作。现场系统可包括一个或多个组件，所述一个或多个组件可通信地连接到彼此和/或远程计算机系统的一个或多个组件。在一个实施方案中，基于对一个或多个物体的检验，可致使现场系统的一个或多个现场装置(例如，现场装置13712)执行一个或多个操作。例如，现场系统的检验装置(例如，检验装置13714)可检验物体。现场系统的一个或多个处理器(例如，现场计算机系统13716的处理器13718)可从检验装置接收与对物体的检验相关联的检验数据。基于检验数据，处理器可致使现场系统的现场装置执行物理地影响物体的操作。检验装置可包括检验激光器、检验摄像机、x射线摄影术检验装置、γ射线检验装置、超声检验装置、磁粉检验装置、涡流检验装置、温度监测器、或其他检验装置。检验数据可包括激光器检验数据、摄像机检验数据、x射线检验数据、γ射线检验数据、超声检验数据、磁粉检验数据、涡流检验数据、温度检验数据、或其他检验数据。

在一个实施方案中，现场系统的处理器(例如，现场计算机系统13716的处理器13718)可处理检验数据以生成与执行物理地影响物体的操作相关的数据，并且基于操作相关数据致使现场装置执行操作。在一个实施方案中，现场系统的处理器可将检验数据发射(通过发射器)到远程计算机系统。响应于发射检验数据，处理器可从远程计算机系统接收与执行物理地影响物体的操作相关的数据。例如，操作相关数据可基于检验数据在远程计算机系统处生成。在接收操作相关数据之后，处理器可基于操作相关数据致使现场装置执行操作。处理器可通过将操作相关数据发射到现场装置(例如，以现场装置可翻译并使用来执行操作的格式)、使用操作相关数据控制现场装置执行操作、监测并提供用于执行操作的动态更新(例如，通过在执行操作的过程中监测物体)、或其他技术来致使现场装置执行操作。

在一个实施方案中，可处理检验数据以自动地确定物体是否具有一个或多个缺陷、物体是否准备好进行下一个操作阶段、或其他信息。例如，如果基于检验数据检测到一个或多个缺陷，则所生成的操作相关数据可与执行操作以解决所检测到的缺陷相关。又如，如果确定物体准备好进行下一个操作阶段，则所生成的操作相关数据可与执行与下一个操作阶段相关联的操作相关。

现场装置(例如，现场装置13712)可包括焊接装置、涂覆装置、对齐装置、加热装置、冷却装置、保护装置、检验装置、或其他装置。操作相关数据可包括焊接相关指令、涂覆相关指令、更改相关指令、对齐相关指令、或其他指令或数据。焊接相关指令可包括与焊接第一物体与第二物体之间的接合部区域(例如，管道或其他物体之间的接合部区域)相关的指令、与用于焊接的线馈送速度、线消耗、摆动宽度、摆动波形、摆动幅度、焊接时间、气体流动速率、焊弧的功率电平、焊接电流、焊接电压、焊接阻抗、焊接焊炬行进速度、焊接焊炬的焊接尖端沿着管道轴线的位置、焊接焊炬的焊接尖端相对于其旋转平面的角度定位、焊接焊炬的焊接尖端到待焊接管道的内表面的距离等相关的指令、或其他焊接相关指令。涂覆相关指令可包括用于涂覆物体(例如，涂覆管道或其他物体)的指令、与预加热温度、涂层厚度相关的指令、或其他涂覆相关指令。更改相关指令可包括与扩大物体的至少一部分相关的指令、与减小物体的至少一部分相关的指令、与改变物体的至少一部分的大小(例如，径向地改变大小、成比例地改变大小等)、修改物体的至少一部分的形状相关的指令、或其他更改相关指令。对齐相关指令可包括与使物体的至少一部分与另一个物体的至少一部分对齐相关的指令、或其他对齐相关指令。

在一个实施方案中，基于与对第一物体与第二物体之间的接合部区域的检验相关联的检验数据，现场系统的一个或多个处理器(例如，现场计算机系统13716的处理器13718)可获得与在接合部区域上执行焊接操作相关的数据。例如，处理器可将检验数据发射(通过发射器)到远程计算机系统(例如，远程计算机系统13704)，并且作为响应，处理器可从远程计算机系统获得与焊接接合部区域相关的指令。处理器可基于焊接相关指令致使现场装置焊接接合部区域。

在一种使用情况下，如果基于检验数据确定第一焊接通道层具有缺陷(但是可通过第二焊接通道修正)，则焊接相关指令可包括用于第二焊接通道的指令，使得第二焊接通道补偿第一焊接通道层的缺陷。例如，如果确定第一焊接通道层厚度不足，则焊接相关指令可包括用于第二焊接通道的更多的焊接时间或焊线使用(相比于确定第一焊接通道层厚度足够的情况)的指令。由此，所得的第二焊接通道层可更厚(相比于它在另外的情况下的厚度)，以补偿厚度不足的第一焊接通道层。又如，如果确定第一焊接通道层过厚，则焊接相关指令可包括用于第二焊接通道的更少的焊接时间或焊线使用(相比于确定第一焊接通道层厚度适当的情况)的指令。这样，所得的第二焊接通道层可更薄(相比于它在另外的情况下的厚度)，以补偿第一焊接通道层的额外的厚度。

在另一种使用情况下，如果在第一焊接通道层中检测到缺陷，则焊接相关指令可不必包括修复或补偿所检测到的缺陷的指令。例如，基于缺陷的大小没有满足预定义的缺陷大小阈值(例如，建议修复的最小可修复缺陷大小)，可不建议修复缺陷。预定义缺陷大小阈值可例如对应于对焊接部的质量不具有显著负面影响的缺陷大小。由此，在此使用情况下，如果第一焊接通道层中的缺陷大小小于预定义缺陷大小阈值，则焊接相关指令可简单地包括如在未检测到缺陷的情况下的用于下一个焊接通道层的指令。

在一个实施方案中，基于与对物体的检验相关联的检验数据，现场系统的一个或多个处理器(例如，现场计算机系统13716的处理器13718)可获得与涂覆物体相关的数据。例如，处理器可将检验数据发射(通过发射器)到远程计算机系统(例如，远程计算机系统13704)，并且作为响应，处理器可从远程计算机系统获得与涂覆物体相关的指令。处理器可基于涂覆相关指令致使现场装置将一个或多个涂覆层施加到物体。在一种使用情况下，如果基于检验数据确定完成对物体的焊接并且完成的焊接部在规范内，则远程计算机系统可将开始涂覆物体的指令发射到现场系统的处理器。

在一个实施方案中，基于与对物体的检验相关联的检验数据，现场系统的一个或多个处理器(例如，现场计算机系统13716的处理器13718)可获得与更改物体的大小、形状或其他方面相关的数据。例如，处理器可将检验数据发射(通过发射器)到远程计算机系统(例如，远程计算机系统13704)，并且作为响应，处理器可从远程计算机系统获得与更改物体相关的指令。处理器可基于更改相关指令致使现场装置扩大物体的至少一部分、减小物体的至少一部分、径向地改变物体的至少一部分的大小、更改物体的至少一部分的形状(例如，在管道的端部上加工新的斜面或执行形状更改)、或执行对物体的其他更改。

在一个实施方案中，基于与对物体的检验相关联的检验数据，现场系统的一个或多个处理器(例如，现场计算机系统13716的处理器13718)可获得与使物体对齐相关的数据。例如，处理器可将检验数据发射(通过发射器)到远程计算机系统(例如，远程计算机系统13704)，并且作为响应，处理器可从远程计算机系统获得与使物体对齐相关的指令。处理器可基于对齐相关指令致使现场装置将物体的至少一部分与另一个物体的至少一部分对齐。在一种使用情况下，例如，在物体是管道并且远程计算机系统对检验数据的分析指示对齐错误的情况下，从远程计算机系统接收的对齐相关指令可包括更改管道中的至少一个的位置的解决对齐错误(例如，导致管道之间的间隙的角度错误、导致错口问题的位置错误等)的指令。

在一个实施方案中，基于对多个物体的检验，可致使一个或多个操作在一个或多个物体上执行。这样，例如，来自对多个物体的检验的检验数据可用于执行对物体作为整体的分析。在一些情形中，此分析如果隔离到来自单个物体的检验数据可能在其他方面是不完整的。例如，虽然管线的个体管道可能各自在规范内，但是管线或其一部分(包括个体管道中的多个)作为整体可能在规范外。又如，虽然管线的个体管道可能准备好进行下一个操作阶段，但是管线或管线部分作为整体可能没有准备好进行下一个操作阶段。通过使用来自对管线的管道中的每个或管线部分的检验的检验数据，可执行对管道或管线部分作为整体的更完整的分析。

在一个实施方案中，现场系统的一个或多个处理器(例如，现场计算机系统13716的处理器13718)可接收(通过接收器)与对第一物体的检验相关联的第一检验数据和与对第二物体的检验相关联的第二检验数据。基于第一检验数据和第二检验数据，处理器可致使现场系统的现场装置执行物理地影响一个或多个物体的操作。第一检验数据和第二检验数据可各自包括以下中的至少一个：激光器检验数据、摄像机检验数据、x射线检验数据、γ射线检验数据、超声检验数据、磁粉检验数据、涡流检验数据、温度检验数据、或其他检验数据。对第一物体的检验和对第二物体的检验可通过相同的检验装置或不同的检验装置来执行。

在一个实施方案中，现场系统的处理器(例如，现场计算机系统13716的处理器13718)可处理第一检验数据和第二检验数据以生成与执行物理地影响物体的操作相关的数据，并且基于操作相关数据致使现场装置执行操作。在一个实施方案中，现场系统的处理器可将第一检验数据和第二检验数据发射到远程计算机系统(例如，远程计算机系统13704)。响应于发射第一检验数据和第二检验数据，处理器可从远程计算机系统接收与执行物理地影响物体的操作相关的数据。例如，操作相关数据可基于第一检验数据和第二检验数据在远程计算机系统处生成。在接收操作相关数据之后，现场系统的处理器可基于操作相关数据致使现场装置执行操作。

在一个实施方案中，操作相关数据(基于其在物体上执行操作)可另外地或可替代地基于在一个或多个物体(例如，物体、另一个物体等)上执行的一个或多个操作的一个或多个输入参数。例如，现场系统的现场装置可在对物体的检验之前执行操作。先前执行操作的输入参数、与对物体的检验相关联的检验数据、或其他数据可被发射到远程计算机系统。在接收所发射的数据之后，远程计算机系统可基于输入参数、检验数据、或其他数据生成操作相关数据。例如，如果基于检验数据检测到缺陷，则可结合所检测到的缺陷分析输入参数以确定缺陷的原因(例如，实际输出不匹配输入参数的理论输出)，并且可生成操作相关数据，使得操作相关数据可用于执行修复或补偿所检测到的缺陷或缺陷的原因的操作。

在一种使用情况下，如果确定来自焊接操作的第一焊接通道层厚度不足(基于与对第一焊接通道层的检验相关联的检验数据)，则可将焊接操作的输入参数考虑在内以确定第一焊接通道层的厚度不足的原因。例如，如果确定焊接时间或焊线不足是厚度不足的原因，则可生成用于第二焊接通道的焊接相关指令以包括校准以补偿第一焊接通道层的厚度不足或其确定的原因的输入参数(例如，更多的焊接时间、更多的线使用等)。

来自现场系统的数据的处理

在一个实施方案中，计算机系统(例如，计算机系统5138、远程计算机系统13704、现场计算机系统13716等)可与一个或多个现场系统(例如，现场系统5000、现场系统13702)一起工作，以基于其促进现场测试或物理操作。计算机系统可包括一个或多个处理器或其他组件，所述一个或多个处理器或其他组件可通信地连接到彼此和/或一个或多个现场系统的一个或多个组件。计算机系统可以是相对于现场系统中的至少一个的本地计算机系统或相对于现场系统中的至少一个的远程计算机系统。在一个实施方案中，计算机系统的处理器可从现场系统接收与对物体的检验相关联的检验数据。处理器可处理检验数据以生成与执行物理地影响物体的操作相关的数据。处理器可将操作相关数据发射到现场系统，以致使现场系统执行物理地影响物体的操作。例如，现场系统可基于操作相关数据执行操作。如本文所述，操作相关数据可包括焊接相关指令、涂覆相关指令、更改相关指令、对齐相关指令、或其他指令或数据。

在一个实施方案中，计算机系统的处理器可从一个或多个现场系统接收(通过接收器)与对多个物体的检验相关联的检验数据，并且基于检验数据生成与执行物理地影响现场系统中的至少一个的物体的操作相关的数据。处理器可将操作相关数据发射到现场系统，以致使现场系统执行物理地影响物体的操作。与对每个物体的检验相关联的检验数据可包括以下中的至少一个：激光器检验数据、摄像机检验数据、x射线检验数据、γ射线检验数据、超声检验数据、磁粉检验数据、涡流检验数据、温度检验数据、或其他检验数据。对多个物体的检验可通过相同的检验装置或不同的检验装置来执行。

在一个实施方案中，操作相关数据(基于其在物体上执行操作)可另外地或可替代地基于在物体上执行的一个或多个操作的一个或多个输入参数。例如，现场系统的现场装置(例如，现场装置13712)可在对物体的检验之前执行操作。计算机系统的处理器可从现场系统或其他来源获得先前执行操作的输入参数、与对物体的检验相关联的检验数据、或其他数据。计算机系统的处理器可基于所获得的数据生成操作相关数据。例如，如果基于检验数据检测到缺陷，则可结合所检测到的缺陷分析输入参数以确定缺陷的原因(例如，实际输出不匹配输入参数的理论输出)，并且可生成操作相关数据，使得操作相关数据可用于执行修复或补偿所检测到的缺陷或缺陷的原因的操作。

在一个实施方案中，操作相关数据(基于其在物体上执行操作)可另外地或可替代地基于在一个或多个其他物体上执行的一个或多个操作的观察。在一个实施方案中，计算机系统的处理器可监测一个或多个物体上的一个或多个操作。例如，处理器可通过一个或多个检验装置监测操作，所述一个或多个检验装置诸如检验激光器、检验摄像机、x射线摄影术检验装置、γ射线检验装置、超声检验装置、磁粉检验装置、涡流检验装置、温度监测器、或其他检验装置中的一个或任何组合。在此监测的过程中，处理器可获得与操作的观察相关的数据，所述操作的观察诸如在执行操作的过程中一个或多个现场装置的观察、在执行操作的过程中物体的观察、在执行操作的过程中环境条件的观察、或其他观察。处理器可比较观察以确定可能是缺陷原因的情况，并且可生成用于后续操作的操作相关数据以避免或减轻此类缺陷。在一个实施方案中，计算机系统的处理器可将在确定具有缺陷(在执行操作之后)的一个或多个物体上执行的操作的一组或多组观察与在没有缺陷的一个或多个其他物体上执行的相同操作的其他一组或多组观察进行比较，以确定可能导致缺陷的情况(如在本文中的其他地方进一步详细描述的)。在一个实施方案中，此类情况的确定可存储并用于(例如，结合发生在其他现场系统中的此类情况的确定)(i)生成并选择用于后续操作(如本文所述)的一个或多个操作协议以防止或减少缺陷；(ii)使能够在过程(例如，如本文所述的通过在执行操作时的主动监测、在操作的过程中的动态检验等)中更早地检测到缺陷；或(iii)提供其他优点以产生对于当前和未来的客户而言更好的产品。

例如，对多个焊接部的检验数据和这些焊接部的操作观察数据的分析可显示当焊接电压降低大于0.5v至低于焊接电压输入参数，同时焊炬在管道上处于2点钟与4点钟位置之间焊接时，缺少熔融的缺陷是显著地更可能出现的。相比之下，焊接电压可在管道上的其他位置处降低1.2v至低于焊接电压输入而不导致缺少熔融的缺陷。基于这些观察，计算机系统的处理器可生成并发送新的焊接输入参数，所述新的焊接输入参数指示焊接装置在焊炬处于2点钟与4点钟位置之间时增加焊接电压0.7v。又如，如果分析显示当焊炬焊接下坡时，焊接电压降低情况导致缺少熔融的缺陷(但是在焊接上坡时没有)，则所生成的新的焊接输入参数可指示焊接装置仅在焊炬焊接下坡时实现焊接电压增加。再如，如果分析显示焊接电压降低情况导致外部焊接部的缺少熔融的缺陷(但是内部焊接部没有)，则所生成的新的焊接输入参数可指示外部焊接装置实现焊接电压增加。

在一个实施方案中，计算机系统的处理器可获得与对一个或多个物体的检验相关联的检验数据，并且将所述检验数据与物体的预定义质量轮廓进行比较。基于所述比较，处理器可确定物体是否具有一个或多个缺陷、物体是否准备好进行下一个操作阶段、或其他信息。例如，如果基于检验数据检测到一个或多个缺陷，则所生成的操作相关数据可与执行操作以解决所检测到的缺陷相关。又如，如果确定物体准备好进行下一个操作阶段，则所生成的操作相关数据可与执行与下一个操作阶段相关联的操作相关。

例如，预定义质量轮廓可包括一个或多个大小准则、形状准则、一致性准则、对齐准则、温度准则、颜色准则、或其他准则。在一种使用情况下，管线的管道的预定义质量轮廓可包括管道内径、管道外径、管道厚度、管道与所述管道焊接到的或待焊接到的另一个管道之间的接合部区域的大小、焊接部在管道内部中的高度、焊接部在管道外部上的高度、焊接材料或管道的温度(例如，在焊接操作的过程中)、在焊接操作的过程中焊接材料或管道的颜色(例如，其可指示焊接材料或管道的温度)、或其他准则的一个或多个可接受的范围。预定义质量轮廓可对应于特定的质量水平(诸如“金本位”质量(例如，高质量水平))、所需要的最低质量水平等。

在一个实施方案中，计算机系统的处理器可提供与对一个或多个物体的检验相关联的检验数据、来自对检验数据的分析的一个或多个分析结果、或其他数据以用于呈现给用户(例如，操作人员、检验员、管理人员、或其他用户)。在一个实施方案中，处理器可接收用户的用户输入，所述用户输入指示与物体中的至少一个相关的缺陷。例如，用户可指定缺陷在物体上的位置并且是什么样的缺陷。基于所指定的缺陷，处理器可生成操作相关数据，所述操作相关数据可用于致使现场系统执行操作以修复或补偿与物体相关的缺陷。

在一个实施方案中，可提供一个或多个操作触发以解决导致一个或多个缺陷(例如，在物体、物体的组、突出部等中)的情况。例如，虽然对于特定操作使用相同的输入参数，但是利用这些输入参数执行操作的现场装置可彼此不同地执行操作，这可能致使物体(通过一个现场装置在其上操作)具有缺陷，同时另一个物体(通过另一个现场装置在其上操作)可能不具有缺陷。这些结果差异可能由以下导致：向现场装置的实际输入中的一个或多个不同于预期输入、现场装置的实际输出中的一个或多个不同于预期输出、现场装置在其上操作的物体的一个或多个不完美、一个或多个实际操作条件不同于可接受的操作条件(例如，环境条件、物体不对齐或错位等)、或其他情况。

在一个实施方案中，计算机系统的处理器可监测一个或多个物体上的一个或多个操作。在此监测的过程中，处理器可获得与操作的观察相关的数据，所述操作的观察诸如在执行操作的过程中一个或多个现场装置的观察、在执行操作的过程中物体的观察、在执行操作的过程中环境条件的观察、或其他观察。处理器可将观察彼此进行比较，以生成一个或多个操作触发。在实现此类触发之后，一个或多个现场系统可响应于满足触发中的相应触发的一个或多个后续观察致使一个或多个操作被执行。触发可包括导致防止或以其他方式减少缺陷的操作的一个或多个触发或其他触发。

在一个实施方案中，基于与操作的观察相关的数据，计算机系统的处理器可将在确定具有缺陷(在执行操作之后)的物体上执行的操作的第一组观察与在没有缺陷的一个或多个其他物体上执行的相同操作的其他一组或多组观察进行比较。在比较之后，处理器可确定第一组观察与其他组观察之间的一个或多个差异。基于所述差异，处理器可生成与一个或多个操作(例如，用于预防缺陷的操作或其他操作)相关联的一个或多个触发。例如，如果第一组观察与其他组观察中的每个之间存在共同差异，则可能的是对应于共同差异的所观察的情况导致缺陷。由此，如果在后续操作的过程中观察到那些情况，则可实现用于解决那些情况的一个或多个操作以防止缺陷发生(例如，通过中止后续操作直至情况不再发生为止、通过修改后续操作的输入参数以补偿所述情况、通过生成指示所述情况的警示等)。

在一个实施方案中，基于与操作的观察相关的数据，计算机系统的处理器可将在确定具有缺陷(在执行操作之后)的另一个物体上执行的相同操作的第二组观察与(在没有缺陷的其他物体上执行的相同操作的)其他组的观察进行比较。在比较之后，处理器可确定第二组观察与其他组观察之间的一个或多个差异。例如，处理器然后可将(i)第一组观察与其他组观察中的每个之间的共同差异与(ii)第二组观察与其他组观察中的每个之间的共同差异进行比较，以确定第一组观察与第二组观察共有的差异(例如，第一组观察和第二组观察彼此共有的、是与针对没有缺陷的其他物体的其他组的观察的共同差异的相似性)。基于对于第一组和第二组共同的差异，处理器可生成与一个或多个操作(例如，用于预防缺陷的操作或其他操作)相关联的一个或多个触发。

在一种使用情况下，通过将用于根部通道(用于管道之间的一个或多个接合部区域)的焊接操作的一组或多组观察进行比较，计算机系统的处理器可确定焊接操作(在其根部通道中产生缺陷)的至少一组观察所具有的与产生没有缺陷的根部通道的焊接操作的其他组观察的共同差异。例如，如果共同差异包括一个或多个所测得的输入与用于焊接操作的输入参数之间的某一偏差，则处理器可生成一个或多个触发，当检测到此偏差时，所述一个或多个触发激活用于解决偏差的一个或多个操作。例如，可监测用于根部通道的后续焊接操作，并且如果发生与用于根部通道焊接操作的焊接装置所使用的输入参数的偏差，则所生成的触发可致使其相关联的操作被执行以解决偏差(例如，修改输入参数以致使焊接操作的实际输入在与未修改的输入参数相关联的预期输入范围内、生成提供给操作人员或其他个体或系统的警示、停止焊接操作等)。在其他使用情况下，可生成一个或多个类似类型的触发以用于相应地解决在涂覆操作、预加热操作、冷却操作、对齐操作、保护操作、检验操作、或其他操作过程中的情况。

在另一种使用情况下，在监测物体上的后续操作的过程中，可检测到对应于与具有缺陷的物体共同的观察的情况。作为响应，针对所述情况的操作触发可致使与操作触发相关联的操作在物体上被执行。例如，计算机系统的处理器可修改后续操作或在后续操作之后执行的另一个操作的一个或多个输入参数。处理器可例如在后续操作的过程中修改后续操作的输入参数、在其他接着的操作之前修改其他接着的操作的输入参数、或执行与操作触发相关联的其他修改操作。所修改的输入参数可包括一个或多个焊接参数、涂覆参数、对齐参数、更改参数、或其他参数。又如，处理器可停止后续操作(例如，中止后续操作直至另外的通知为止)、在后续操作的过程中生成指示情况的警示(例如，生成并向现场系统发射执行后续操作的警示、向管理人员、现场操作人员、或其他人员提供警示等)、或执行与操作触发相关联的其他操作。这样，例如，前述操作触发和/或主动监测可使能够在过程中更早地检测到缺陷并且防止或减少缺陷，以提供更有效且高效的操作并且为当前和未来的客户提供更好的产品。

操作协议和基于其的操作

在一个实施方案中，用于执行一个或多个操作的一个或多个操作协议可基于对一个或多个物体的检验来生成。例如，计算机系统(例如，计算机系统5138、远程计算机系统13704、现场计算机系统13716等)的处理器可从现场系统(例如，现场系统5000、现场系统13702等)接收与对物体的检验(例如，在执行物理地影响物体的一个或多个操作之前的检验、在执行操作的过程中的检验、在执行操作之后的检验等)相关联的检验数据。处理器可基于检验数据和用于执行操作的一个或多个输入参数生成操作协议(与操作的至少一个操作类型相关联)。操作协议可例如包括焊接协议、涂覆协议、对齐协议、更改协议、或其他协议。操作协议的一个或多个参数可包括一个或多个焊接参数、涂覆参数、对齐参数、更改参数、或其他参数。

在一个实施方案中，计算机系统的处理器可选择用于执行与操作(物理地影响物体)中的至少一个类似的后续操作的操作协议。处理器可基于操作协议的至少一个输入参数生成与执行后续操作相关的数据。处理器可向现场系统发射操作相关数据，以致使现场系统执行后续操作。例如，现场系统可基于操作相关数据执行后续操作。

在一个实施方案中，基于检验数据，计算机系统的处理器可检测与物体相关的缺陷。响应于缺陷检测，处理器可生成操作协议，使得操作协议包括具有至少一个输入参数不同于用于执行操作的一组输入参数的一组输入参数。例如，预定义操作协议可用于在物体上执行操作。如果基于对物体的检验检测到物体的缺陷，则可修改预定义操作协议，以在预定义操作协议用于与可能导致所检测到的物体缺陷的操作类似的一个或多个后续操作时避免类似的缺陷。修改的操作协议可存储为新的预定义操作协议、替换预定义操作协议的先前版本等。

在一种使用情况下，预定义焊接操作协议可用于执行焊接操作以将两个管道焊接在一起，其中预定义焊接操作协议可包括与以下相关的输入参数：线馈送速度、线消耗、摆动宽度、摆动波形、摆动幅度、焊接时间、气体流动速率、焊弧的功率电平、焊接电流、焊接电压、焊接阻抗、焊接焊炬行进速度、焊接焊炬的焊接尖端沿着管道轴线的位置、焊接焊炬的焊接尖端相对于其旋转平面的角度定位、焊接焊炬的焊接尖端到待焊接管道的内表面的距离、或其他参数。例如，如果确定焊接操作产生厚度不足的焊接通道层，则可修改预定义焊接操作协议，以允许更多的焊接时间、更多的线使用(例如，增加线馈送速度)、或对预定义焊接操作协议的输入参数的其他改变。由此，当修改的操作协议随后用于在两个类似的管道上执行类似的操作时，对输入参数的修改可防止厚度不足问题。

在一个实施方案中，基于检验数据，计算机系统的处理器可确定物体的由操作(物理地影响物体)产生的一个或多个方面的质量是否达到或超过预定义质量轮廓所指示的质量标准。例如，处理器可响应于物体的所述方面的质量达到或超过预定义质量轮廓所指示的质量标准生成操作协议，使得操作协议包括一个或多个输入参数(用于执行操作)。预定义质量轮廓可对应于特定质量水平(诸如“金本位”质量(例如，高质量水平))、所需要的最低质量水平等。如果物体的所述方面的质量达到或超过预定义质量轮廓所指示的质量标准，则输入参数(用于执行产生此类结果的操作)可用于生成操作协议(例如，使得操作协议包括输入参数中的一些或全部)。这样，例如，操作协议可用于执行与产生此类结果的操作类似的一个或多个后续操作，使得后续操作产生类似的质量。

又如，如果物体的所述方面的质量没有满足质量标准(预定义质量轮廓所指示的)，则处理器可生成操作协议，使得操作协议不包括一个或多个输入参数(用于执行导致所检验的物体状态的操作)。在一种使用情况下，如果选择预定义操作协议(包括用于执行操作的输入参数)以用于执行操作中的至少一个，并且所得的物体的所述方面的质量没有满足所需要的最低质量水平，则可修改预定义操作协议的一个或多个输入参数，以在预定义操作协议用于执行后续操作时避免后续的不令人满意的结果。

在一个实施方案中，计算机系统的处理器可获得与对一个或多个物体的检验相关联的检验数据，并且将检验数据与物体的预定义质量轮廓进行比较，以确定物体的一个或多个方面的质量是否达到或超过预定义质量轮廓所指示的质量标准。例如，基于所述比较，处理器可确定物体是否具有一个或多个缺陷、物体是否准备好进行下一个操作阶段、或其他信息。又如，响应于物体的所述方面的质量超过预定义质量轮廓所指示的质量标准，处理器可基于检验数据生成新的质量轮廓，其中新的质量轮廓指示基于检验数据的新的质量标准。新的质量轮廓可例如存储在数据库中以用于分析由一个或多个后续操作产生的一个或多个方面。

在一个实施方案中，计算机系统的处理器可提供与对一个或多个物体的检验相关联的检验数据、来自对检验数据的分析的一个或多个分析结果、或其他数据以用于呈现给用户(例如，操作人员、检验员、管理人员、或其他用户)。在一个实施方案中，处理器可接收用户的用户输入，所述用户输入指示物体的由一个或多个操作产生的一个或多个方面的质量水平(例如，低质量水平、高质量水平等)。响应于用户输入，处理器可生成与所指示的质量水平相关联的新的质量轮廓，其中新的质量轮廓指示基于检验数据的新的质量标准。新的质量轮廓可例如存储在数据库中以用于分析由一个或多个后续操作产生的一个或多个方面。

在一个实施方案中，计算机系统的处理器可基于与用于执行一个或多个操作的输入参数相关的数据、与操作的观察相关的数据、与对在其上执行操作的物体的检验(例如，在操作之前、过程中或之后)相关联的检验数据、或其他数据生成一个或多个操作协议。例如，处理器可分析检验数据，以确定物体是否具有缺陷并且物体中的哪些具有缺陷。处理器然后可将在确定具有缺陷(在执行操作之后)的一个或多个物体上执行的操作的一组或多组观察与在没有缺陷的一个或多个其他物体上执行的相同操作的其他一组或多组观察进行比较，以确定可能导致缺陷的情况(如在本文中的其他地方进一步详细描述的)。基于所述比较，处理器可生成操作协议，使得在操作协议用于一个或多个后续操作(例如，与所执行和观察的操作相同或类似的后续操作)时，操作协议避免或以其他方式解决所述情况(可能已经导致缺陷)。

又如，如果观察到用于在一个或多个物体上执行操作的输入参数不同于用于在一个或多个其他物体上执行操作的输入参数，则处理器可将这些观察彼此进行比较，以确定输入参数的差异是否可能导致缺陷。例如，可比较所述观察以确定用于在具有所得的缺陷的物体上执行操作的输入参数与用于在没有缺陷的物体上执行操作的输入参数之间的共同差异。基于所述共同差异，处理器可生成操作协议，使得操作协议避免包括可能导致缺陷的输入参数。可存储所生成的操作协议，使得操作协议可在一个或多个后续操作(例如，与所执行和观察的操作相同或类似的后续操作)中使用。例如，在关于焊接协议的一种使用情况下，对多个焊接部的检验数据和这些焊接部的操作观察数据的分析可显示当焊接电压降低大于0.5v至低于焊接电压输入参数，同时焊炬在管道上处于2点钟与4点钟位置之间焊接时，缺少熔融的缺陷是显著地更可能出现的。相比之下，焊接电压可在管道上的其他位置降低1.2v至低于焊接电压输入而不导致缺少熔融的缺陷。基于这些观察，计算机系统的处理器可生成包括新的焊接输入参数的焊接协议，其指示当焊炬处于2点钟与4点钟位置之间时需要增加焊接电压0.7v。

另外的示例性流程图

图138示出根据一个或多个实施方案的用于通过现场系统(例如，现场系统13702中的一个)促进现场测试和基于其的物理操作的方法13800的流程图。以下呈现的方法的处理操作意图是例示性的和非限制性的。例如，在一些实施方案中，所述方法可使用未描述的一个或多个另外的操作和/或不使用所讨论的操作中的一个或多个来实现。另外，示出(并且以下描述)所述方法的处理操作的顺序并非意图是限制性的。在一些实施方案中，所述方法可至少通过一个或多个处理装置(例如，数字处理器、模拟处理器、被设计来处理信息的数字电路、被设计来处理信息的模拟电路、状态机器、和/或用于以电子的方式处理信息的其他机构)来实现。处理装置可包括响应于以电子的方式存储在电子存储介质上的指令执行所述方法的操作中的一些或全部的一个或多个装置。处理装置可包括通过硬件、固件和/或软件被配置来具体地设计用于执行所述方法的操作中的一个或多个的一个或多个装置。

在一个实施方案中，可扫描物体(13802)。例如，可在物体上执行的物理地影响物体的操作之前、过程中或之后扫描物体，以得出检验数据。根据一个或多个实施方案，操作13802可通过与检验装置13714相同或类似的检验装置来执行。例如，检验装置可包括检验激光器、检验摄像机、x射线摄影术检验装置、γ射线检验装置、超声检验装置、磁粉检验装置、涡流检验装置、温度监测器、或其他检验装置。检验数据可包括激光器检验数据、摄像机检验数据、x射线检验数据、γ射线检验数据、超声检验数据、磁粉检验数据、涡流检验数据、温度检验数据、或其他检验数据。

在一个实施方案中，可获得与对物体的扫描相关联的检验数据(13804)。根据一个或多个实施方案，操作13804可通过与现场计算机系统13716相同或类似的现场计算机系统来执行。

在一个实施方案中，检验数据可发射到远程计算机系统(例如，远程计算机系统13720)(13806)。根据一个或多个实施方案，操作13806可通过与现场计算机系统13716相同或类似的现场计算机系统来执行。

在一个实施方案中，与执行物理地影响物体的操作相关的数据可响应于发射检验数据从远程计算机系统获得(13808)。例如，操作相关数据可从检验数据得出。又如，操作相关数据可通过远程计算机系统从检验数据、与对另一个物体的扫描相关联的其他检验数据、用于在扫描之前在相应的物体上执行操作的输入参数、或其他数据得出。根据一个或多个实施方案，操作13808可通过与现场计算机系统13716相同或类似的现场计算机系统来执行。

在一个实施方案中，基于操作相关数据，可致使现场系统的现场装置执行物理地影响物体的操作(13810)。根据一个或多个实施方案，操作13810可通过与现场计算机系统13716相同或类似的现场计算机系统来执行。

在一个实施方案中，参考图138，操作相关数据可包括焊接相关指令，诸如与以下相关的指令：线馈送速度、线消耗、摆动宽度、摆动波形、摆动幅度、焊接时间、气体流动速率、焊弧的功率电平、焊接电流、焊接电压、焊接阻抗、焊接焊炬行进速度、焊接焊炬的焊接尖端沿着管道轴线的位置、焊接焊炬的焊接尖端相对于其旋转平面的角度定位、焊接焊炬的焊接尖端到待焊接管道的内表面的距离，或其他指令。基于焊接相关指令，可致使现场系统的现场装置在第一物体和第二物体上执行焊接操作(例如，将两个管道焊接在一起、将两个其他物体焊接在一起等)。

在一个实施方案中，参考图138，操作相关数据可包括涂覆相关指令，诸如与预加热温度、涂层厚度相关的指令或其他指令。基于涂覆相关指令，可致使现场系统的现场装置将一个或多个涂覆层施加到物体。

在一个实施方案中，参考图138，操作相关数据可包括对齐相关指令。基于对齐相关指令，可致使现场系统的现场装置使物体对齐(例如，使用于焊接的两个管道对齐、使其他物体彼此对齐等)。

在一个实施方案中，参考图138，操作相关数据可包括更改相关指令。基于更改相关指令，可致使现场系统的现场装置更改物体，诸如扩大物体的至少一部分、减小物体的至少一部分、改变物体的至少一部分的大小、修改物体的至少一部分的形状、或其他更改。

图139示出根据一个或多个实施方案的用于通过计算机系统促进现场测试和基于其的物理操作的方法13900的流程图。以下呈现的方法的处理操作意图是例示性的和非限制性的。例如，在一些实施方案中，所述方法可使用未描述的一个或多个另外的操作和/或不使用所讨论的操作中的一个或多个来实现。另外，示出(并且以下描述)所述方法的处理操作的顺序并非意图是限制性的。在一些实施方案中，所述方法可至少通过一个或多个处理装置(例如，数字处理器、模拟处理器、被设计来处理信息的数字电路、被设计来处理信息的模拟电路、状态机器、和/或用于以电子的方式处理信息的其他机构)来实现。处理装置可包括响应于以电子的方式存储在电子存储介质上的指令执行所述方法的操作中的一些或全部的一个或多个装置。处理装置可包括通过硬件、固件和/或软件被配置来具体地设计用于执行所述方法的操作中的一个或多个的一个或多个装置。

在一个实施方案中，与对物体的扫描相关联的检验数据可从现场系统获得(13902)。根据一个或多个实施方案，操作13902可通过与物体轮廓子系统13732相同或类似的物体轮廓子系统来执行。例如，检验数据可包括激光器检验数据、摄像机检验数据、x射线检验数据、γ射线检验数据、超声检验数据、磁粉检验数据、涡流检验数据、温度检验数据、或其他检验数据。

在一个实施方案中，可获得在物体上执行的一个或多个操作的一个或多个输入参数(13904)。例如，在物体上执行的操作可以是物理地影响物体并且在对物体的扫描(检验数据基于其)之前在物体上执行的操作。输入参数可以是用于在物体上执行操作的输入参数(例如，焊接参数、涂覆参数、或其他输入参数)。根据一个或多个实施方案，操作13904可通过与操作监测子系统13738相同或类似的操作监测子系统来执行。

在一个实施方案中，可处理检验数据和输入参数，以生成与执行物理地影响物体的操作相关的数据(13906)。例如，操作相关数据可包括以上参考图138所述的操作相关数据类型中的一个或多个(例如，焊接相关指令、涂覆相关指令等)。根据一个或多个实施方案，操作13906可通过与操作管理器子系统13734相同或类似的操作管理器子系统来执行。

在一个实施方案中，操作相关数据可发射到现场系统以致使现场系统执行操作，其中操作基于操作相关数据来执行(13908)。例如，可致使现场系统执行的操作可包括以上参考图138所述的操作(致使现场系统的现场装置执行)类型中的一个或多个。根据一个或多个实施方案，操作13908可通过与操作管理器子系统13734相同或类似的操作管理器子系统来执行。

图140示出根据一个或多个实施方案的用于通过计算机系统促进现场测试和基于其的物理操作的方法14000的流程图。以下呈现的方法的处理操作意图是例示性的和非限制性的。例如，在一些实施方案中，所述方法可使用未描述的一个或多个另外的操作和/或不使用所讨论的操作中的一个或多个来实现。另外，示出(并且以下描述)所述方法的处理操作的顺序并非意图是限制性的。在一些实施方案中，所述方法可至少通过一个或多个处理装置(例如，数字处理器、模拟处理器、被设计来处理信息的数字电路、被设计来处理信息的模拟电路、状态机器、和/或用于以电子的方式处理信息的其他机构)来实现。处理装置可包括响应于以电子的方式存储在电子存储介质上的指令执行所述方法的操作中的一些或全部的一个或多个装置。处理装置可包括通过硬件、固件和/或软件被配置来具体地设计用于执行所述方法的操作中的一个或多个的一个或多个装置。

在一个实施方案中，可基于与对物体的扫描相关联的检验数据检测与物体相关的缺陷(14002)。例如，可在使用第一组输入参数(例如，焊接参数、涂覆参数、或其他输入参数)在物体上执行的操作之后执行扫描。检验数据可从现场系统获得，其中检验数据可包括激光器检验数据、摄像机检验数据、x射线检验数据、γ射线检验数据、超声检验数据、磁粉检验数据、涡流检验数据、温度检验数据、或其他检验数据。根据一个或多个实施方案，操作14002可通过与物体轮廓子系统13732相同或类似的物体轮廓子系统来执行。

在一个实施方案中，可生成与操作(使用第一组输入参数在物体上执行)的操作类型相关联的操作协议(14004)。例如，可生成操作协议，使得操作协议包括不同于第一组输入参数(例如，用于执行可能导致缺陷的操作)的第二组输入参数。例如，在一种使用情况下，可分析第一组输入参数和检验数据，以确定哪个参数可能导致缺陷，并且可修改那些参数(确定可能导致缺陷)以生成用于操作协议的第二组输入参数。在生成之后，操作轮廓可存储在数据库(例如，操作协议数据库或其他数据库)中以用于后续操作。根据一个或多个实施方案，操作14004可通过与操作协议子系统13736相同或类似的操作协议子系统来执行。

在一个实施方案中，可选择操作协议以用于执行与操作(使用第一组输入参数在物体上执行)类似的后续操作(14006)。例如，如果先前的操作是用于根部通道的焊接操作，则后续操作也可以是用于根部通道的焊接操作。又如，如果先前的操作是用于热通道的焊接操作，则后续操作也可以是用于热通道的焊接操作。根据一个或多个实施方案，操作14006可通过与操作协议子系统13736相同或类似的操作协议子系统来执行。

在一个实施方案中，可基于操作协议的至少一个参数生成与执行后续操作相关的数据(14008)。根据一个或多个实施方案，操作14008可通过与操作管理器子系统13734相同或类似的操作管理器子系统来执行。

在一个实施方案中，操作相关数据可发射到现场系统以致使现场系统执行后续操作，其中后续操作基于操作相关数据来执行(14010)。根据一个或多个实施方案，操作14010可通过与操作管理器子系统13734相同或类似的操作管理器子系统来执行。

图141示出根据一个或多个实施方案的用于通过计算机系统促进现场测试和基于其的物理操作的方法14100的流程图。以下呈现的方法的处理操作意图是例示性的和非限制性的。例如，在一些实施方案中，所述方法可使用未描述的一个或多个另外的操作和/或不使用所讨论的操作中的一个或多个来实现。另外，示出(并且以下描述)所述方法的处理操作的顺序并非意图是限制性的。在一些实施方案中，所述方法可至少通过一个或多个处理装置(例如，数字处理器、模拟处理器、被设计来处理信息的数字电路、被设计来处理信息的模拟电路、状态机器、和/或用于以电子的方式处理信息的其他机构)来实现。处理装置可包括响应于以电子的方式存储在电子存储介质上的指令执行所述方法的操作中的一些或全部的一个或多个装置。处理装置可包括通过硬件、固件和/或软件被配置来具体地设计用于执行所述方法的操作中的一个或多个的一个或多个装置。

在一个实施方案中，可基于与对物体的扫描相关联的检验数据确定物体的一个或多个方面的质量(14102)。例如，可在使用一组输入参数(例如，焊接参数、涂覆参数、或其他输入参数)在物体上执行的操作之后执行扫描。检验数据可从现场系统接收，其中检验数据可包括激光器检验数据、摄像机检验数据、x射线检验数据、γ射线检验数据、超声检验数据、磁粉检验数据、涡流检验数据、温度检验数据、或其他检验数据。根据一个或多个实施方案，操作14102可通过与物体轮廓子系统13732相同或类似的物体轮廓子系统来执行。

在一个实施方案中，响应于质量超过质量标准(预定义质量轮廓所指示的)，可生成与操作(使用所述组输入参数在物体上执行)的操作类型相关联的操作协议(14104)。例如，可生成操作协议，使得操作协议包括所述组的输入参数(用于执行操作)中的一个或多个参数。又如，可生成操作协议，使得操作协议包括所述组的输入参数中的所有参数。在生成之后，操作轮廓可存储在数据库(例如，操作协议数据库或其他数据库)中以用于后续操作。根据一个或多个实施方案，操作14104可通过与操作协议子系统13736相同或类似的操作协议子系统来执行。

在一个实施方案中，可选择操作协议以用于执行与操作(使用第一组输入参数在物体上执行)类似的后续操作(14106)。根据一个或多个实施方案，操作14106可通过与操作协议子系统13736相同或类似的操作协议子系统来执行。

在一个实施方案中，可基于操作协议的至少一个参数生成与执行后续操作相关的数据(14108)。根据一个或多个实施方案，操作14108可通过与操作管理器子系统13734相同或类似的操作管理器子系统来执行。

在一个实施方案中，操作相关数据可发射到现场系统以致使现场系统执行后续操作，其中后续操作基于操作相关数据来执行(14110)。根据一个或多个实施方案，操作14110可通过与操作管理器子系统13734相同或类似的操作管理器子系统来执行。

图142示出根据一个或多个实施方案的用于通过计算机系统促进现场测试和基于其的物理操作的方法14200的流程图。以下呈现的方法的处理操作意图是例示性的和非限制性的。例如，在一些实施方案中，所述方法可使用未描述的一个或多个另外的操作和/或不使用所讨论的操作中的一个或多个来实现。另外，示出(并且以下描述)所述方法的处理操作的顺序并非意图是限制性的。在一些实施方案中，所述方法可至少通过一个或多个处理装置(例如，数字处理器、模拟处理器、被设计来处理信息的数字电路、被设计来处理信息的模拟电路、状态机器、和/或用于以电子的方式处理信息的其他机构)来实现。处理装置可包括响应于以电子的方式存储在电子存储介质上的指令执行所述方法的操作中的一些或全部的一个或多个装置。处理装置可包括通过硬件、固件和/或软件被配置来具体地设计用于执行所述方法的操作中的一个或多个的一个或多个装置。

在一个实施方案中，可监测在一个或多个物体上执行的一个或多个操作(14202)。根据一个或多个实施方案，操作14202可通过与操作监测子系统13738相同或类似的操作监测子系统来执行。

在一个实施方案中，与操作的观察相关的数据可基于监测获得(14204)。例如，观察相关数据可包括与在执行操作的过程中一个或多个现场装置的观察、在执行操作的过程中物体的观察、在执行操作的过程中环境条件的观察、或其他观察相关的数据。根据一个或多个实施方案，操作14204可通过与操作监测子系统13738相同或类似的操作监测子系统来执行。

在一个实施方案中，操作(在确定具有缺陷的一个或多个物体上执行)的一组或多组观察可与操作(在没有缺陷的其他一个或多个操作上执行)的其他一组或多组观察进行比较(14206)。根据一个或多个实施方案，操作14206可通过与操作协议子系统13736相同或类似的操作协议子系统来执行。

在一个实施方案中，所述组的观察(对应于缺陷性物体)与其他组观察(对应于没有缺陷的物体)的一个或多个共同差异可基于所述比较确定(14208)。根据一个或多个实施方案，操作14208可通过与操作协议子系统13736相同或类似的操作协议子系统来执行。

在一个实施方案中，一个或多个操作触发可基于共同差异实现(14210)。例如，在基于共同差异中的一个实现操作触发之后，当对应于共同差异的情况在后续操作中发生时，操作触发可致使相关联的操作被执行。根据一个或多个实施方案，操作14210可通过与操作协议子系统13740相同或类似的操作协议子系统来执行。

在一个实施方案中，通用云记录系统(本文中也作为“ulog”或“ulog系统”或“ucloud”)是一种无缝地采集焊接数据以提供质量控制和管理、焊接数据记录、任务和项目管理、安全性和检验控制和管理、实时焊接活动监测和数据报告以及可视化的软件、硬件、设备和电信网络的系统。ulog系统可使用有线系统和装置和/或无线系统和装置和/或蓝牙系统和装置和/或基于云的系统和装置。ulog系统可将软件技术、移动装置和桌面型计算机技术、电信技术和其他技术用于产品、装备、系统、过程和方法中，从而实现高质量焊接、检验、控制、管理和安全性结果。ulog系统可在岸上、海上、基于船只的、基于平台的、基于结构的、或其他构造条件中使用。在实施方案中，ulog可处理蓝牙通信，并且数据可通过蓝牙或任何其他无线手段传输到ulog以用于进行处理。

在实施方案中，ulog具有无缝地采集焊接数据和/或焊接数据日志的工具。ulog系统可在其许多和变化的实施方案中使用焊接数据和其他管线构造和相关的数据以产生以下中的一个或多个：分析结果、现场报告、控制数据、质量控制数据、自动生成的监管报告、每日摘要、数据归档、焊接记录、材料使用数据、质量控制记录和项目管理记录。

在实施方案中，ulog可用于维护和/或生成工序评定记录(“pqr”)和与其相关的数据。ulog功能还可用于记录、开发、维护和管理焊接工序规范(“wps”)。

ulog可支持用户查看、记录、追踪、测量和分析有关一个或多个焊接和/或焊接活动和/或管线构造和/或涂覆活动和/或检验活动和/或管理活动的日志数据。通过使用ulog及其分析功能，用户可实现改善的焊接质量并且评定焊接过程结果。在其许多和变化的实施方案中，ulog可具有实时地或基于历史数据来处理数据的功能。这允许用户实时地和/或基于历史数据作出决定。在实施方案中，ulog可为用户提供有关进行中的焊接、涂覆、检验、管道处理、项目管理、管线构造和/或构造活动的任何方面的实时数据，并且实现实时质量控制焊接和/或焊接活动和/或有关管线构造的其他活动。在另一个实施方案中，ulog还可提供有关构造管理、项目管理、记账、库存和材料管理，以及财务和材料两者的财务控制和审计的功能。ulog还可提供有关人力资源管理和时间记录以及薪金核算和支持的功能。

无限制地，本公开的各种实施方案可例如实施为计算机系统、方法、基于云的服务、或计算机程序产品。因此，各种实施方案可采取完全硬件实施方案、完全软件实施方案(例如，要在移动装置上实现的一个或多个计算机应用，诸如“app”(或“app”)和/或要在桌上型计算机上植入的应用)、或组合软件和硬件方面的实施方案的形式。此外，实施方案可采取存储在计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，计算机可读指令(例如，软件)包含在所述存储介质中。各种实施方案可采取web实现的计算机软件的形式。可利用任何适合的计算机可读存储介质，包括例如，硬盘、压缩磁盘、dvd、光存储装置、固态存储装置、和/或磁存储装置。

以下参考方法、装备(例如，系统)和计算机程序产品的示意图、框图、图像和流程图图示来描述各种实施方案。应理解，框图和流程图图示的每个框以及框图和流程图图示中框的组合分别可由执行计算机程序指令的计算机来实现。可将这些计算机程序指令加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装备上以制造机器，使得计算机或其他可编程数据处理装备上执行的指令创建用于实现一个或多个流程图框中指定的功能的手段。

还可将这些计算机程序指令存储在计算机可读存储器中，所述计算机程序指令可指引计算机或其他可编程数据处理装备以特定方式实现功能以使计算机可读存储器中存储的指令产生可被配置用于实现一个或多个流程图框中指定的功能的制造品。还可将计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理装备上，以致使一系列操作步骤在计算机或其他可编程装备上执行以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装备上执行的指令提供用于实现一个或多个流程图框中指定的功能的步骤。

因此，框图和流程图图示的框支持用于执行指定的功能的机构组合、用于执行指定的功能的步骤组合和用于执行指定的功能的程序指令。还应理解，框图和流程图图示的每个框以及框图和流程图图示中框的组合可由执行指定的功能或步骤的基于专用硬件的计算机系统或专用硬件和执行适当计算机指令的其他硬件的组合来实现。还可由专用软件和运行专用软件和/或应用的设备来实现。整个系统可以是可从各种计算机平台(包括移动装置)来访问的。

图143包含基于陆地的管线的图像。ulog可用于任何构造环境中的任何管线的制造。构造环境可以是陆地上、海上、陆地和海上两者、水下、海底、在工厂上、在船只上、在驳船上、在平台上、在结构上、在空间中或在任何其他构造环境中。例如，ulog可用于管线焊接的控制。

图144示出根据本公开的实施方案的焊接台14410。ulog可与焊接台14410结合来使用。ulog可处理来自焊接台14410的数据。焊接台可包括焊接机器或焊接系统14412、焊接工人14414或自动化或机器人焊接系统。在实施方案中，焊接机器或焊接系统14412是轨道式焊接机器。1976年8月10日授予nelson等人的美国专利号3，974，356中描述了焊接机器或焊接系统14412的示例，其全部内容以引用的方式整体并入本文。焊接台14410可由计算机系统14416控制，以控制焊接过程并且还获取关于焊接过程的数据。计算机系统14416上实现的ulog可控制包括焊接机器14412的焊接台14410，并且还可处理来自诸如管的工件14418的和/或有关施加在工件(例如管道)14418上的工作或焊接的数据。

图145示出根据本公开的实施方案的多个管线焊接台14410(管线焊接扩展14420)。ulog可在管线焊接扩展14420上使用。ulog可处理来自管线焊接扩展14420中的一个或多个焊接台14410的数据。在实施方案中，ulog可处理来自多个或许多焊接台14410的数据。对焊接台14410的位置没有任何限制。管线14418可非常长，并且一个或多个台可位于任何位置而无限制。此外，ulog支持同时处理来自多个项目和/或活动和/或任务和/或人员的数据。ulog用户专家可跨项目使用并且也可在项目内使用。ulog允许用户同时或顺序地、实时地或基于历史工作于来自一个或多个项目的数据。

图146是根据本公开的实施方案的具有多个焊接台14410与多个控制和日志收集台(计算机系统)14416通信的系统的示意图。在实施方案中，可在与焊接台14410相关联的日志收集台14416处收集焊接数据。控制和日志收集台14416可处理一个或多个焊接和/或焊接台14410的数据。数据收集和/或处理可开始于管线构造、焊接台设备、操作人员、焊接工人或其他数据输入手段。在非限制性实施例中，设备处理器、嵌入式处理器、计算机、传感器、过程控制装置、有线或无线模拟和数字装置以及手持数据处理器可用于采集、传送和/或处理焊接台和/或焊接系统数据。在实施方案中，一个或多个技工可控制焊接台14410和控制和日志收集台14416。对可与ulog一起使用的日志收集台14416的数量没有限制。日志收集台14416与焊接台14410一起用于焊接系统14422。

图147是根据本公开的另一个实施方案的具有多个焊接台14410与多个控制和日志收集台14416通信的系统的示意图。在实施方案中，可从每个焊接台14410或焊接系统14422来收集焊接数据。在另一个实施方案中，可从多个焊接台或焊接系统14410来收集焊接数据。对焊接台14410和/或焊接系统14422的数量没有限制。

图148是根据本公开的实施方案的通过无线连接(例如，wifi连接)14426焊接台14410与无线网络14424通信的示意图。例如，焊接台14410可具备无线通信能力，诸如蓝牙、wifi、蜂窝通信、卫星电话或其他无线手段。作为非限制性示例，焊接台14410可具有可采集和处理焊接系统数据的焊接处理计算机、服务器或处理单元14416中的一个或多个。如图148所示，焊接台14410包括两个焊接机器或焊接系统14412。在实施方案中，焊接系统14412包括轨道式焊接系统。焊接机器14412中的一个是顺时针(cw)焊接机器或系统，并且另一个焊接机器14412是逆时针(ccw)焊接机器或系统。

图149是根据本公开的实施方案的通过全球性网络(因特网)多个作业点14430与云服务器14432通信的示意图。ulog可基于本地、地区、项目或全球性范围来配置。ulog的实现没有地理限制。一个或许多作业点14430可与ulog联网。在实施方案中，用户、工作人员、管理人员、工程师、部门、公司、专家、工人、客户以及多个其他各方可联网到ulog。每个作业点14430包括焊接工人14414(如图144所示)、指引技工14434和焊接工程师14436等操作的焊接台14410。每个作业点14430被配置来通过专用通信线或通信信道14440或通过因特网14442与云服务器14432通信。云服务器14432可被系统管理人员14438和工程师14439访问。可提供与云服务器通信的存储装置14433以用于存储焊接数据。

图150是根据本公开的实施方案的通过通信信道或通信线14458多个焊接台14410与技术管理人员(指引技工14452、检验员14454、工程师14456等)操作的中间计算装置14450通信的示意图。例如，每个焊接台14410可与中间计算装置14450中的一个或多个通信。类似地，每个中间计算装置14450被配置来与焊接台14410中的一个或多个通信。中间计算装置14450进而被配置来通过因特网14442与云服务器14432通信。ulog程序的部分被配置来在云服务器14432上运行，ulog的其他部分被配置来在中间计算装置14450上运行，并且又一些部分被配置来在焊接台计算机/服务器14416上实现。ulog的每个部分或组件与其他部分或组件协同操作以提供整体系统的无缝管理。在实施方案中，ulog可任选地具有差异化全球性网络能力和传播网络能力。在另一个实施方案中，所有能力完全被整合；并且在又一实施方案中，所有能力可以是无差异性的。

图151是根据本公开的实施方案的通过无线(例如，wifi)通信信道14426至无线通信网络14424多个焊接台14412与(工程师、质量和技术终端操作的)中间计算机系统14450通信的示意图。中间计算机系统可以是用于实现数据输入、处理、传送、输入、输出和其他功能的任何类型的计算装置，包括平板电脑、电话、智能电话、pda和/或其他无线装置。中间计算机运行ulog程序，并且可被工程师、质量控制、用户、监管技工和其他来操作。在实施方案中，中间计算机14450处运行的ulog配合位于每个焊接台14410处的焊接台计算机14416提供数据、处理数据和传送数据或信息。

图152是根据本公开的实施方案的通过进入无线通信网络14424的无线(例如，wifi)通信信道14426多个焊接台14410与中间计算机系统14450通信的示意图。图152示出扩展网络配置。中间计算机系统14450具有无线能力，诸如wifi或蜂窝(3g、4g等)，从而允许它与焊接台14410中的任一个无线通信。中间计算机14450可以是可连接无线网络14424中任何位置的任何类型的移动无线装置，诸如智能电话、平板电脑或pda。在实施方案中，ulog程序或系统可使用网格网络，从而通过网格无线(例如，wifi)网络14424来处理数据。例如，焊接台14410的焊接台服务器14416可通过网格无线网络14424与ulog装置14450通信，并且可连接网格网络14424内的任何地方。在实施方案中，可在扩展网络配置中使用网格联网。

图153是根据本公开的实施方案的多个焊接台14410与多个中间计算机系统14450(工程师14456、检验员14454、指引技工14452等操作)(其进而与云服务器14432通信)通信的示意图。图153示出整体网络配置的数据流示意图。在实施方案中，整体网络配置可以是全球性网络配置。整体网络配置可被管理人员、工程师、检验员、技工、指引技工、焊接工程师、焊接工人和焊接台以及其他使用。在实施方案中，ulog整体网络配置可任选地具有全球性网络能力和扩展网络能力差异化的数据流。在另一个实施方案中，所有能力完全被整合而无差异性。例如，与图150所示的配置类似，每个焊接台14410可与中间计算装置14450中的一个或多个通信。每个中间计算装置14450被配置来与焊接台14410中的一个或多个通信。中间计算装置14450进而被配置来通过因特网14442与云服务器14432通信。ulog程序的部分被配置来在云服务器14432上运行，ulog的其他部分被配置来在中间计算装置14450上运行，并且又一些部分被配置来在焊接台计算机/服务器14416上实现。ulog程序或系统的每个部分或组件与其他部分或组件协同操作以提供整体系统的无缝管理。在实施方案中，ulog可任选地具有差异化全球性网络能力和传播网络能力。在另一个实施方案中，所有能力完全被整合；并且在又一实施方案中，所有能力可以是无差异性的。

图154示出根据本公开的实施方案的在焊接台14410处、在中间计算机系统14450处或在云服务器14432处由计算机系统实现的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的“主屏幕”14460的示例性图形用户界面(“gui”)。在实施方案中，ulog提供用于数据检索、数据分析、数据分析法、数据挖掘、数据记录和报告的多种特征。gui14460包括多个图标14461至14468。激活(例如通过鼠标单击或通过手指触摸)时的每个图标打开应用。例如，图标14461与应用管理相关联，所述应用管理被配置来被管理人员操作以用于设置ulog的管理性特征。图标14462与被配置用于输入焊接参数的焊接参数相关联。图标14463与功能“日志”相关联。图标14464与功能“报告”相关联。图标14465与功能“作业设置”相关联。图标14466与功能“分析法”相关联。图标14468与将数据上传和保存在云上(即，将数据保存在云服务器14432或存储装置14433上)相关联。因此，如可理解的，ulog通用记录功能可包括但不限于处理有关如下内容的数据和信息：管理、焊接参数、日志、记录、报告、作业设置、检验、质量控制、涂覆、管道处理、用户和/或管理诊断、分析法以及用于本地处理和/或基于云的手段进行处理的数据。

本公开的范围涵盖实现所公开的管线焊接和构造支持的方法和手段，并且涵盖用于产生和使用任何软件、应用、计算机可执行代码、编程、逻辑序列、或其他形式的电子或自动化手段以实现和/或使用本文的方法的任何制造品、产品、手段和方法。此类产品、制造品和手段包括例如但不限于，在诸如磁盘的固定介质上提供、或在物理存储器中提供、或在存储棒中提供、或作为软件应用产品提供、或作为数字下载提供的应用提供、或由其他装置提供的软件应用产品。本申请显性地涵盖能够被使用、实现、安装或以其他方式激活以便使用、实现和/或实施本文所公开的方法的任何软件产品或等效产品的已安装、未安装、已编译和未编译版本。除其常规和惯例意义之外，引述“计算机可读程序代码手段”意图广义地被理解为涵盖可被采用来制造、使用、销售、实施、实现、参与、产生、运行或操作本文所公开的方法的任何种类和类型的计算机可读程序代码、可执行代码、软件即服务、web服务、云服务或基于云的过程、嵌入式应用、在诸如磁盘的固定介质上或在物理存储器中或在闪存存储器中或在存储棒中或作为软件应用产品或作为数字下载提供的应用、或可编程硬件上编程的、或其他装置提供的软件应用产品。本申请应在此方面广义地理解而不限于提供或使用、实现和/或实施本文所公开的计算机可读程序代码产品、手段和/或方法的任何递送装置或任何产品形式。在实施方案中，本文的所有方法可作为可用于实现本文所公开的任一、一些或全部结果、计算和/或数值方法的软件产品、软件应用、计算机可读程序代码手段或任何其他制造品或装置来产生并提供给用户。

在实施方案中，用户可在本地或在云中设置作业。在基于云的示例中，用户可使用和/或继承来自云的作业相关信息以便被用户的装置和或机器检索或被推送到用户的装置和或机器(例如，与焊接机器14412相关联的计算机14416)。在云上或通过云设置作业可激活装置14416以从云继承作业相关信息以便推送到装置和/或机器14416。在另一个实施方案中，ulog提供单点数据完整性维护。机器至云(m2c)和云至机器(c2m)数据存储和检索也是ucloud提供的功能。

在实施方案中，可使用集中式位置，在所述集中式位置中，可由ulog自动地输入、处理和维护或检索作业客户端的细节。ulog还可将分布式方法用于数据管理和处理。ulog可创建和连接待部署在具有分配的用户特权级别的正确授权管理的作业上的作业具体参数文件。此作业相关信息可被分配的用户继承并推送到与焊接机器14412相关联的计算机14416(云到机器；“c2m”)。对作业相关信息所做的改变从与焊接机器14412相关联的计算机14416收集，并且同步(同步化)回(机器至云；“m2c”)云(即，云服务器14432)。云服务器14432提供其中ulog处理一些或全部数据的单点。

ulog可处理、记录、分析和使用来自以下类型设备中的一种、多种或全部的数据：焊接机器、弯管设备、管道处理设备、端部制备设备、夹具、铺垫和/或破碎设备、双联接设备和/或系统、称重设备和/或系统、传送设备和/或系统、铺管(1aybarge)设备和构造/管理系统。ulog还可以是企业资源规划(erp)系统或与erp系统一起工作。

ulog可使用和/或处理来自以下类型的焊接设备中的任一种或多种的数据。此类焊接设备可以是例如但不限于：手动焊接设备、自动焊接设备、外部焊接机器、内部焊接机器、单焊炬焊机、双焊炬焊机、多焊炬焊机、高产能焊接系统、检验系统、内部检验系统、外部检验系统。

ulog可使用和/或处理以下类型的弯管设备中的任一种或多种的数据：弯管机器、楔形芯轴、液压楔形芯轴、插塞芯轴、液压插塞芯轴、气动芯轴、气动楔形芯轴。ulog可使用和/或处理来自以下类型的管道处理设备中的任一种或多种的数据：设备(crc-evans公司，休斯敦，德州)、车辆、构造车辆和适于产生用于使用或处理的数据的设备。ulog可使用和/或处理来自以下类型的设备中的任一种或多种的数据：弯曲套件和冲模、角度测量设备和装置、压缩机、支架、吊架和/支撑件、消磁设备、轮胎、轮子、以及履带轮。

ulog可使用和/或处理来自以下类型的设备中的任一种或多种的数据：用于增大管道斜面上的平台的端部制备台、用于管道对齐和外部焊接的对准台、用于施加外部焊接盖面的盖面填充台、用于施加内部焊接的内部焊接台、具有柴油发电机和焊接整流器的供电拖车或容器、用于台间传递管道的管道滑道和支撑件、内部气动对准夹具和管道对口机器、亚弧焊接机器以及处理设备。

ulog还可使用和/或处理来自以下类型的设备中的任一种或多种的数据：铺管设备、管道处理、双联接、联合涂覆设备、涂覆设备、岸上设备、海上设备、深水设备、浅水设备、辊单元、输送机、管道传递设备、支撑框架、支撑单元、辊模块、纵向输送机辊模块、管道吊升机、管道支撑件、辊型管道支撑件(psa和psf)、管道传递托架、ptc-v管道传递托架、艉管支撑件、可调高度管道支撑件、spsa辊型艉管支撑件、tpsa轨式管道支撑件、横向输送机、步进梁型输送机以及tv-c-w横向输送机。

ulog可使用和/或处理来自以下类型的过程和方法中的任一种或多种的数据：焊接、管道焊接、管线焊接、涂覆、联合涂覆、现场联合涂覆、检验、质量保证、无创性测试、热处理、管理、海上管理、岸上管理、管理的服务、焊接支持、卷线轴基地管理以及微合金化。

在实施方案中，ulog可用于从云和从移动装置部署每日作业统计。可从移动平台和/或在云上或通过其他方式进行pqr和/或wps和/或每日报告的创建。在云和移动装置上分析所收集的数据向控制系统提供反馈以改善质量和缺陷预测。在实施方案中，ulog提供整合的管道联接标记，与数据日志同步。ulog还可使用数据日志的单点捕获、提供机器设置信息并且处理软件修正。

ulog还可执行机器状态的自动报错、在作业记录上对作业位置自动地标记时间戳、以及执行对于给定项目同步地捕获来自所有用户的作业相关参数更改注释。另外，ulog还可生成从单点向客户的项目相关的统一报告。

图155示出根据本公开的实施方案的显示一个焊接台处的电压对时间的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的“现场日志”屏幕的示例性gui。在实施方案中，ulog执行从所有管道焊接处理、涂覆相关机器进行数据的集中式数据捕获，以及执行与此类机器和活动相关的每种类型数据的集中式数据捕获。可生成焊接、涂覆和检验的当前现场活动摘要。在表中报告各种参数，所述参数包括：事件编号、时间戳、区域标识、焊接装置或焊接系统的倾斜度、焊接装置的行进速度、施加于焊线的引线伏特或电压、施加于焊线的引线安培(a)或电流、引线速度或焊线的速度等。例如，可以表和/或曲线图形式报告包括引导焊线速度(即，焊线的速度)和焊接装置的速度(行进速度)的各种参数以及其他参数。此外，施加于焊线的电压也可显示在表中和/或显示为曲线图对照时间。

任选地，ulog可支持对pqr/wps文档的电子签名。任选地，ulog可处理系统参数版本控制和回退。在实施方案中，ulog还具有用于从云和/或移动装置部署每日作业统计的功能。对于非限制性实施例，ulog可执行数据管理，并且可为用户提供有关给定时间段内(例如，每小时、一天内、一周内等)完成的焊接的数量的报告，并且可报告给定时间段内(例如，每小时、一天内...)所使用的耗材(例如，焊接材料)的量或其他测量。ulog还可产生作业和错误报告。

在实施方案中，ulog可将电子邮件和/或sms(文本消息)或其他通知发送到适当的监管机构。ulog还可用于财务功能、记账审计、时间记录以及其他管理任务。例如，ulog可以及时方式为客户提供发票。在实施方案中，可基于焊接的数量或基于耗材的使用和/或浪费来生成发票。ulog提供评定系统，并且支持管线焊接项目的高效发票开据和记账。

ulog还可用于自动地再供应关于项目的材料和/或设备和/或其他资源或库存。本文所公开的ulog的许多并且变化的功能可减少构造过程中的作业中断、停工时间、浪费和其他负面情况发生。

图156示出根据本公开的实施方案的显示包括焊接事件类型、时间、区域、焊接行进速度(焊接系统的行进速度)、引线行进速度(焊线速度)的焊接数据参数的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的“获取日志”屏幕的示例性gui。图156示出在表上报告的各种参数，所述参数包括：焊接标识或类型编号、事件编号、时间戳、区域标识、焊接装置或焊接系统的倾斜度、焊接装置的行进速度、施加于焊线的引线伏特或电压、施加于焊线的引线安培(a)或电流、以及引线速度(焊线的速度)。在实施方案中，ulog可在作业记录上对作业位置自动地标记时间戳。在其他实施例中，可对数据日志标记时间戳并且可反映时区，如图156所绘的表所示。可从gps同步和/或基于呈现和/或推送到ulog的数据同步时间戳，使得日志反映它们被捕获的时区。

图157示出根据本公开的实施方案的显示包括焊接时间、焊接台标识编号、焊弧电压等的各种焊接参数的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的摘要报告屏幕的示例性gui。在实施方案中，ulog可创建和/或生成从移动平台和在云上全部完成的pqr和/或wps和/或摘要报告和/或每日报告。pqr、wps、摘要和每日报告可以人工方式产生或自动地生成。ulog可按计划、临时地或同时地生成这些类型的报告中的一种、多种或全部。ulog提供处理通用和一致性数据的益处。可使用相同收集的数据在相同或不同的位置和/或输出装置处生成报告。

可在ulog上建立报告的规则，并且所述报告的规则可以是可配置的。在实施方案中，可在云上同步给定项目的关键数据。ulog支持项目评定活页夹的创建，所述项目评定活页夹将在经批准附有电子签名的评定过程结束时发送给用户和/或用户的客户端和/或其他接收方。ulog减少了创建这些报告和批准的文档的时间和费用。

图158示出根据本公开的实施方案的显示各种的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的“将数据保存在日志上”屏幕的示例性gui。ulog提供无限本质的数据存储服务。管线构造业是全球性的，并且其项目可以是在地理上分散的。另外，管线构造可能在恶劣环境和气候下进行。ulog允许存储和保护来自用户和/或设备可能所在的任何地方的数据。还可将数据同步或以其他方式进行处理。例如，可将数据从作业、日志、焊接台、焊接参数、报告和作业位置保存到云。在实施方案中，除技术和/或管理数据之外，还可保存位置数据。

图159示出根据本公开的实施方案的显示用于选择所执行的分析类型(例如，趋势、移动平均值)的两个图标的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的“分析法”屏幕的示例性gui。在实施方案中，ulog分析法可处理和提供数据趋势、移动平均值和/或用户需要的任何类型的数据处理。在实施方案中，ulog可具有管线数据云记录、报告和分析系统。例如，可对所收集的数据实施分析法以向控制系统提供反馈，以改善焊接和/或构造设备、活动和操作的质量和缺陷预测。在实施方案中，可通过云和/或一个或多个移动装置来收集数据。在实施方案中，ulog支持对于给定项目同步地捕获来自所有用户的作业相关参数改变注释。在另一个实施方案中，ulog可监测、分析和报告当前现场活动，并且提供焊接、涂覆和检验活动的现场摘要数据和摘要报告。ulog系统可执行系统参数版本控制和回滚。ulog系统还可实现数据日志、机器设置信息和软件修正的单点捕获。在又一实施方案中，整合的管道联接标记可实现并且与数据日志同步。

图160示出根据本公开的实施方案的显示用于选择待执行的功能(例如，获取焊接参数(wp)、设置焊接参数(wp)、查看焊接参数wp...)的类型的两个各种机构的基于云的通用数据记录(ulog)的应用的“焊接参数”屏幕的示例性gui。在实施方案中，ulog基于云的记录可执行以下活动和/或过程中的任一个：获取焊接参数、设置焊接参数、查看和处理焊接参数注释、查看和处理焊接参数传递、以及回滚焊接参数。在实施方案中，ulog可包含以下中的任一个、多个或全部：管线英里报酬功能、管道英里功能、ulog功能、m2c功能和c2m功能。

如果大部分焊线消耗之前，焊接工人太快更换卷线轴，则焊接工人或焊接技工可能浪费焊线。此外，如果卷线轴在焊接过程中用完线，则焊接过程可能中断，从而导致停工时间和缺陷修复。本实施方案中解决这些问题的一个方法是，依赖于线馈送电动机速度以确定引线速度，并且因此确定在某段时间中消耗的焊线的长度。然而，此方法可能由于线在线馈送电动机轮上的滑移或不正确的起始重量而带入误差。因此，基于电动机速度确定线的长度可能不是准确的。此外，不正确的起始重量可能导致用户相信卷线轴中有足够线用于执行焊接(例如，如果初始或起始重量被高估)，而实际上卷线轴中剩余的线的量不足以完成焊接。为了处理此不足，在电动机牵拉焊线的同时，使用装置实时地测量线卷线轴的重量。通过测量卷线轴的重量，用户或焊接工人可在开始焊接之前确定卷线轴中是否剩余足够的线来完成焊接。因此，线的重量可在所有时间得以确定，这样基本上消除由于卷线轴滑移或未知起始重量引起的不确定性。此外，可将重量与引线馈送速度进行比较，以确定线是否在预设的速度下馈送。

图161a示意性地描绘根据本公开的实施方案的被配置来承载焊线的卷线轴14480的示例。图161b示意性地描绘根据本公开的实施方案的被配置来测量卷线轴14480的重量的轮毂换能器14482的侧向视图。图161c描绘根据本公开的实施方案的示出在卷线轴14480安装在轮毂14482上时测量重量应变的换能器元件或应变传感器/应变仪14484的定位的轮毂换能器的另一个侧向视图。如图161b所示，当卷线轴安装在轮毂14482上时，卷线轴的重量将在轮毂14482的轴14482a上施加力，这进而在侧向轮毂14482b上施加应变。在侧向轮毂14482b上提供应变传感器14484，以感测卷线轴的重量所施加的应变。可用于测量应变的应变传感器的示例是压电元件。应变传感器14484将应变力转换为所测得的电压。因此，通过测量电压，可确定卷线轴14482的重量。在实施方案中，温度传感器(未示出)可提供在轮毂中并且被定位来捕获轮毂的温度，以便对于宽温度范围，对应变传感器测量实施校正。

图162示意性地描绘根据本公开的实施方案的其中电动机组装件14490牵拉安装到轮毂14482的卷线轴14480中的焊线14486以用于将线14482馈送到焊接装置(未示出)的布置。焊线14486被电动机组装件14490牵拉。在实施方案中，电动机组装件(用于确定引线速度)的转速可通过传感器14492测量。在实施方案中，电动机组装件使用具有足够转速的电动机(由传感器14492测得的每分钟转数或rpm)来实现线向焊接装置的期望馈送速度。在另一个实施方案中，电动机组装件的旋转可根据由传感器14492测得的期望焊线馈送(引线速度)速度来改变。电动机组装件14490被配置来将焊线14486供应或馈送到焊接装置14500以焊接工件144101(例如，管道等)。焊接装置14500的速度由速度传感器14502来测量。速度传感器14502还被配置来测量焊接的各种参数或焊接数据。

图164a和图164b描绘根据本公开的实施方案的电动机组装件14490的放大侧向剖视图。如图所示，电动机组装件包括电动机14491和馈送轮14493。电动机14491啮合馈送轮14493以使馈送轮14493旋转。电动机组装件14490还包括压送辊14495，所述压送辊14495与馈送轮14493接触。张力弹簧14497被提供来将压送辊14495朝向馈送轮14493偏置。引线14486插入在馈送轮14493与压送辊14495之间。因此，压送辊14495推送线14486，以使线14486与馈送轮14493接触。因此，馈送轮14493和压送辊14495的如图164b中的箭头所示的旋转在理论上将转换为线14486的线性移动，如箭头所示。在实施方案中，在馈送轮14493上提供轮齿，以便通过摩擦挂住线14486并且迫使线14486移动。然而，可能出现线14486未完全被馈送轮14493挂住的情况。在这种情况下，线14486可能滑移，因为虽然馈送轮14493旋转，但是馈送轮14493的此旋转未转换为线14486的精确线性移动。例如，当馈送轮14493上的轮齿磨损(从而未提供挂住线14486的足够摩擦)时或当压送辊14495磨损(从而未在线14486上施加足够的压力或力以便将线14486贴紧馈送轮14493推送)时，或当张力弹簧14497丧失其预负荷(从而导致压送辊14495不在线14486上施加足够的压力或力)时，或当固定馈送轮14493的螺母14499松脱(从而导致馈送轮未挂住线14486)时或其任何组合时，可能发生这种情况。如图164a所示，电动机组装件14490包括转速传感器14492，所述转速传感器14492被配置并布置来测量电动机14491的转速。提供输出端14498以用于将数据输入到电动机组装件14490中并且从电动机组装件14490输出数据，所述数据包括电动机14491的速度。来自输出端14498的数据被发送到与焊接台14410相关联的计算机14416。

图165是根据本公开的实施方案的描绘系统的各种组件互连的焊接系统配置的图。如图165所示，电动机组装件14490的转速由转速传感器(rpm传感器)14492来测量。此外，焊线卷线轴14480的重量由轮毂换能器14482中的重量传感器14484来测量。焊接装置14500的速度由速度传感器14502来测量。由转速传感器14492、重量传感器14483和速度传感器14502所测得的所有参数或数据被输入到在焊接台14410处的计算机14416中。在实施方案中，计算机14416可由中间计算机14450管理。中间计算机14450可以是无线装置，诸如平板电脑、移动装置、智能电话、膝上型电脑等。因此，中间计算机14450可访问计算机14416处的数据，所述数据包括来自rpm传感器14492、重量传感器14484和速度传感器14502的数据。中间计算机14450还与云服务器14432通信(例如，无线地)，在所述云服务器14432中可存储和/或进一步处理来自计算机14416的数据。在本公开的实施方案中，不使用中间计算机。在这种情况下，计算机14416直接地连接到(例如，无线地)云服务器14432。

如以上段落中所陈述的，在一些实施方案中，由于潜在的滑移，电动机组装件的速度(例如，馈送轮14493的速度)的测量可能不足以单独地提供焊接机器或系统所使用或消耗的焊线的准确量。实际上，即使馈送轮14493的旋转得以准确地测量，所述轮的旋转理论上将转换为移动，并因此转换为某个长度。然而，由于滑移，线未移动，并且因此基于轮的旋转或转速所确定的长度不对应于实际线长度。因此，还可测量焊线卷线轴的重量。在实施方案中，新的且未使用的线卷线轴的重量是约15kg(15000克)。在实施方案中，线卷线轴的重量以超过15000克约100克的精度，即大约0.7％的精度来测量。因此，重量提供确定卷线轴中剩余的焊线的量的相对较好的测量方法。在实施方案中，周期性地捕获或测量卷线轴的重量，并且在每次卷线轴旋转停止时，将其附带时间戳来记录并传送到ulog。诸如嗡鸣器或灯光闪烁等的指示器可向焊接工人指示是时间重填装另一个卷线轴。此外，在一个实施方案中，焊接机器可在此情况下不进行焊接操作。指示器可指示不能完成完整焊接的重量阈值。

在实施方案中，还提供rf模块以读取卷线轴序列号、卷线轴的制造重量、卷线轴类型、项目名称、以及卷线轴上安装的rf标签上馈送的任何细节。此数据可通过ulog与任何附加的必要细节在云上传递。如果再使用旧卷线轴，则系统将序列号与已经使用的卷线轴的数据库进行比较，并且从云中提取上次可用的重量，并将其与新重量读数比较，然后才开始工作。嗡鸣器或指示灯在系统上是可用的，以向操作人员指示rf标签上的细节已被读取并且通过can被传送。使用rf系统将消除追踪已使用的卷线轴的数量、其序列号以及进一步标识使用这些卷线轴所在的工作台所需要的任何人工记账工作。如果交付了错误成分/直径的焊线，则系统可从rf标签属性识别出此情况，从而向操作人员提示此偏差。如果系统完全是人工的，则这可能非常地难以察觉。

在实施方案中，可计算时间t1处测得的重量w1与稍后时间t2处测得的重量w2之间的差dw。重量差dw(其中dw＝w1-w2)对应于在焊接过程中消耗的线的重量。可将此重量差dw与理论重量tw进行比较。可使用电动机的转速r或线的线性速度s(线性速度s取决于转速r)来获得理论重量tw。可使用以下等式(1)来计算理论重量tw。

tw＝(t2-t1)×s×(线直径)2×(线材料的密度)×π/4(1)

假设，如果没有滑移，则理论重量tw应等于所测得的重量dw。在另一方面，如果在时间t1与时间t2之间的过程中发生滑移，则理论重量tw将大于所测得的重量dw，在这种情况下，理论重量tw与所测得的重量dw之间的比r大于1(r＝tw/dw＞1)，并且/或者理论重量tw与所测得的dw之间的差δ大于零(δ＝tw-dw＞0)。因此，如果在某个时间段或某个测量次数之后，注意到所测得的重量与理论/计算的重量之间的差仍存在，则可调整或补偿电动机组装件14490的速度，以便使计算/理论的重量基本上等于所测得的重量。因此，将所测得的重量与理论重量(根据线馈送速度确定的)进行比较，以确定线是否在预设的馈送速度下馈送。在一个实施方案中，此确定可在焊接工人侧本地实现或通过使用在云服务器14432处的ulog系统来实现。

图163是描绘根据本公开的实施方案的将所测得的重量和基于线馈送速度确定的理论重量进行比较的过程的流程图。如可从以上段落理解的，所述过程开始于s10处在第一时间(t1)处测量线卷线轴的第一重量w1。所述过程还包括在s12处，从时间t1起逝去某个时间之后(t2＞t1)，在第二时间t2处测量卷线轴的第二重量w2。所述过程还包括在s14处，计算第一测得的重量w1与在时间t2处第二测得的重量之间的差。所述过程包括在s16处，基于线馈送速度来计算理论重量。在s18处，将基于线馈送速度的理论重量与所计算的重量差进行比较，并且如果在s18处理论重量大于或小于所计算的重量差，则在s20处调整牵拉线的电动机组装件的速度。调整电动机组装件的速度之后，在另一个时间增量之后，重复所述过程。如果理论重量与所计算的重量差相同，则也在另一个时间增量之后，重复所述过程而不调整电动机组装件的速度。在多个时间增量处重复此过程，以便监测和/或校正电动机组装件14490的任何潜在滑移。

此过程可由与焊接台14410相关联的计算机14416处的ulog系统本地实现，或由在云服务器14432处的ulog系统实现，或由在以上段落中描述的中间计算机14450处的ulog系统来实现。

在实施方案中，可能希望监测在不同焊接台14410处的线的使用，以评估焊接系统的整体效率。例如，这将允许基于先前的知识预测性地指示大项目上所需要的卷线轴的量。例如，可将卷线轴的使用上传到ulog系统以被云服务器14432存储和处理。例如，焊接台14410中的每个可使用先前描述的网络配置将卷线轴的使用数据上传到ulog系统至云服务器，并且基于线卷线轴量的历史使用和使用机器学习算法(mla)，ulog系统可预测线卷线轴的平均未来使用(或焊线的量)。例如，基于某些焊接参数上的使用模式，ulog系统可确定不能完成完整焊接所处的阈值。因此，ulog系统可使用指示器(例如，嗡鸣器、闪烁灯等)向操作人员警示卷线轴中的线已耗尽，并且基于使用机器学习算法确定的理论阈值警示不能完成完整焊接。例如，运行ulog的云服务器14432可被配置来向多个焊接台计算机14416中的一个或多个提供反馈，以基于使用机器学习算法确定的理论阈值向焊接工人警示不能完成完整焊接。

在另一个实施方案中，当基于焊线馈送速度(由传感器14492测量)确定的理论重量与所测得的重量之间存在差异(w2-w1)，其中w2和w1由重量传感器14484测量时，并不调整电动机组装件14490的速度，而是可调整焊接装置14500的速度(或行进速度)以匹配从所测得的重量w2-w1获得的速度v。

如可从以上段落理解的，提供有一种包括多个焊接台14410的焊接系统。每个焊接台14410包括焊接台计算机14416和与焊接台计算机14416通信的焊接系统14412。每个焊接台14410包括一个或多个传感器14492、14502，所述一个或多个传感器14492、14502被配置来测量包括引线速度数据(由速度传感器14492测量)的焊接数据，如例如图162所描绘的。所述系统还包括多个无线装置14450，所述多个无线装置14450与焊接台计算机中的一个或多个通信以接收包括所测得的引线速度数据的焊接数据。所述系统还包括与无线装置14450通信的云服务器14432，所述云服务器14432被配置来处理包括引线速度数据的焊接数据，并且被配置来确定给定时间段内多个焊接台14410所使用的可消耗焊接材料的量。云服务器14432被配置来将已使用的可消耗焊线的量传送到无线装置中的一个或多个。

在实施方案中，焊接数据还包括焊接系统的行进速度数据。在实施方案中，无线装置14450被配置来还接收焊接系统的行进速度数据。在实施方案中，云服务器14432还被配置来处理行进速度数据。

如可从以上段落理解的，还提供有一种具有焊接台的焊接系统，所述焊接台包括焊接台计算机和与焊接台计算机通信的焊接系统。焊接系统包括焊接材料供应14480、焊接装置14500和将焊接供应材料14480中的焊接材料14486移动到焊接装置的焊接供应电动机组装件14490。焊接系统还包括称重装置14482和传感器14492，所述称重装置14482与焊接台计算机14416操作性地连接，并且被配置来测量焊接材料供应14480的重量并将焊接材料供应14480的重量以重量数据的形式传送到焊接台计算机14416，所述传感器14492与焊接供应电动机组装件14490和焊接台计算机14416操作性地连接，以便将焊接供应电动机组装件14490的速度以速度数据的形式传送到焊接台计算机14416。焊接台计算机14416操作性地连接到焊接供应电动机组装件14490，并且被配置来基于重量数据控制电动机组装件14490的速度。

如可从以上段落理解的，提供有一种包括多个焊接台14410的焊接系统，每个焊接台14410包括焊接台计算机14416和与焊接台计算机14416通信的焊接系统14500，每个焊接台14410包括一个或多个传感器14492，所述一个或多个传感器14492被配置来测量包括引线速度数据的焊接数据。焊接系统还包括多个无线装置14450，所述多个无线装置14450与焊接台计算机14416中的一个或多个通信以接收包括所测得的引线速度数据的焊接数据。每个焊接台计算机14416被配置来为与其通信的焊接系统14500处理包括引线速度数据的焊接数据。焊接台计算机14416还被配置来确定给定时间段内焊接系统14500所使用的可消耗焊接材料的量，并且基于其生成消耗数据。

在实施方案中，每个焊接台14410还包括用于使引线在引线速度下移动的电动机14490，其中引线速度数据基于电动机14490的速度确定，每个焊接台14410还包括感测可消耗材料的重量耗尽的重量传感器14484。重量传感器14484向焊接台计算机14416提供输出信号。焊接台计算机14416利用输出信号来确定消耗数据。在实施方案中，焊接台计算机14416利用消耗数据来控制电动机14490的速度。在实施方案中，所述系统还包括云服务器14432，以用于接收消耗数据连同引线速度数据来使消耗数据与引线速度数据相关。

图166示出可与广泛种类的测试和检验设备、手段、过程和方法一起使用的系统概述。在图166的一般性示例中，管线16610可在业主公司16670的要求下通过环形焊接部将多个管段连接在一起来构建。此构造可由业主公司16670、第三方或其他方来进行。在构造过程期间，可实施无创性测试和检验以确保管线不在质量控制参数内在其指定服务中故障。为了支持此目标，例如，可通过一种或多种测试手段、过程或方法(诸如超声测试或射线摄影术测试)检验和测试一个或多个焊接部(诸如环形焊接部)。

例如现场焊接工人16650可将测试装置(诸如成像装置16620)放置在管线上邻近每个环形焊接部。测试装置(其可以是成像装置)可收集有关环形焊接部的内部结构的数据以用于分析。此数据可以是检验员或其他人员进行分析所期望的或任何计算机处理所需要的任何类型的数据。例如，如果使用超声测试方法或射线摄影术测试方法或两者，则可将一个或多个信号传输到管线和/或焊接部(诸如环形焊接部)，并且可通过一个或多个计算机和/或一个或多个人收集、处理和分析响应于此类信号的数据和信息。

在实施方案中，对信号的响应可被接收、处理、数字化、压缩、传输、并且传送(16625)到单独的装置或接收器(或者所述装置和接收器可与生成信号和/或接收响应的测试装置分开；并且所述装置和接收器可远程定位或定位在远程设施16630处)。在本文中，从测试单元接收数据并且是单独的或可与测试单元分开的装置、设施或计算机指代为“远程实体”。远程实体广义地涵盖可接收、使用、感知、处理或转换来自测试单元的任何数据的任何装置、设施或人员或其他。此术语的范围宽度可从存储器装置(诸如存储器棒)到分布式控制系统、基于云的处理器、蜂窝电话、智能电话、计算机、数字处理器、接收器、能力、企业范围的控制系统、或远程设施或远程中央处理设施、或其他装置、人员或位置。在实施方案中，远程实体可以是远程设施，所述远程设施可以是计算、处理和监测中心。远程实体(诸如远程设施)可以是联网的、无线联网的、基于云的、基于混合云的、或位于物理设施处或与人员、公司、能力、用途、实体或其他相关联。在实施方案中，远程实体可由任何所期望的人员、客户、公司、组织、检验员、第三方、操作人员、工人或其他所有和/或控制。

在实施方案中，远程实体(诸如远程设施)可使用计算机来处理测试和/或检验数据(诸如压缩数据)，以确定存在于焊接部和/或管道中的任何缺陷的大小、形状、位置和取向。可将测试数据和/或检验数据或分析结果传送(16635)到检验专家16640，所述检验专家16640可检查数据或确认分析结果，或以其他方式使用提供给检验专家16640的数据的全部或一部分。在本文中，“测试数据”和“无创性测试数据”同义地被使用。例如，可将结果或检验专家确认的结果传送(16645)到现场工人16650。这支持修复缺陷或管理焊接部和管线的缺陷修复过程。任选地，可将确认的结果传送到质量保证检验员16660和业主公司16670。

本文所用的技术、过程、手段和方法可延伸到并且用于管道测试和检验。在此所公开的设备、过程和装置具有延伸远超过焊接的用途范围。

图167示出可与广泛种类的测试方法中的任一种并且与许多类型的设备一起使用的系统的实施方案。如图167所示，在实施方案中，可检验一个或多个环形焊接部。可检验将管线167100固定在一起的环形焊接部167110，之后可将管线投入服务。一个现场人员167500或多个现场人员167500可沿着具有环形焊接部167110中的一个或多个的管线行进。他们可在每个环形焊接部处停止并且使用成像设备167200来拍摄环形焊接部167110中的一个或多个的相应内部结构的图像。待检验的环形焊接部167500的数量的范围可从1到非常大的数字(诸如5百万)。

检验数据和图像可被生成、处理、记录、检测、数字化、压缩并且就地传输或传输到远程定位的设施(诸如远程定位的中央设施167300)。在远程定位的中央设施167300处，计算机167310可处理检验数据和图像(其可以是数字图像或其他数据图像或数据组)，以确定存在于所测试的焊接部中的任何缺陷的大小、形状、取向和位置。计算机还可通过使用计算机可执行逻辑执行计算机可执行代码来识别哪些缺陷足够显著和/或足够大而对管线完整性具有显著影响。如果通过计算机处理识别到缺陷，则可将一个或多个缺陷传送到检验专家167400，所述检验专家167400可确认计算机识别的缺陷的存在和显著性。

可替代地，检验员可直接查看检验数据并且根据检验员的训练和经验得出结论。任选地，检验员的结论可通过计算机处理来确认。

确认结果(无论是计算机生成的还是人类生成的)然后可通过计算机手段或以电话的方式传送到现场工人167500，使得可修复焊接部。还可将检验结果发送到质量保证检验员167600、拥有管线的公司167700或其他感兴趣的或预定方。

在实施方案中，管线167100可在业主公司167700的要求下通过环形焊接部167110将多个管段167120a、167120b连接在一起来构建。为了确保管线不在服务中故障，建筑商或其他人期望通过无创性手段检验环形焊接部。这些手段可包括磁粉检验、染色渗透检验、超声测试和x射线摄影术。超声测试和x射线摄影术均是数据密集型成像方法。

评估测试和/或检验数据的分析工作需要一个或多个训练有素的技工167400、167520和专业成像设备167200。可使用的成像设备可具有发射极167210、接收器167220、和模数(a/d)转换器167230。一个或多个现场工人167520可通过支撑卡车167530或其他车辆将成像设备167200沿着管线运输到焊接部。

成像设备可以是任何有用的类型，诸如超声类型或射线摄影术类型。

在区段连接处，现场工人可将成像设备放置在管线上或管线附近邻近环形焊接部167110。现场工人可激活成像设备。发射极部分可将信号(167215)发送到管段和/或环形焊接部中。所述信号在超声测试的情况下可以是超声声波脉冲，或者在x射线摄影术的情况下可以是x射线辐射。

在超声测试的情况下，超声脉冲可从环形焊接部167110的密度改变的边界反射。金属与空气之间的边界给予最强的反射。反射的脉冲可通过接收器检测。接收器可测量反射脉冲(167222)的强度并且可产生与反射脉冲的强度成比例的电子信号。在实施方案中，发射极和接收器可具有多个元件。任选地，可选择性地激活发射极元件以使超声脉冲靶向特定位置。

在x射线摄影术的情况下，x射线的强度被管段和环形焊接部中的材料衰减。接收器可测量穿过材料(167224)的辐射的强度。

在实施方案中，成像设备可安装到电动机驱动的托架，所述电动机驱动的托架可在恒定速率下沿着环形焊接部移动。a/d转换器可使来自接收器的信号(167226)数字化，并且可压缩数字化数据。可将压缩的成像数据和托架位置(167235)传送到在远程实体(诸如远程设施167300)处的计算机167310。所述传送可通过缆线、物理介质的运输、无线、网络、云、无线电传输或其他进行。

在图167的非限制性示例中，在远程设施167300处，计算机167310可分析数据(167235)。可在一个或多个步骤中执行分析。例如，计算引擎167320可识别可指示环形焊接部167110中存在异常的信号(167222、167224)。可将异常信号(167325)传送到ai引擎167330。ai引擎可以是运行计算机可执行代码、关系逻辑和/或人工智能编程的计算机。ai引擎可确定导致异常信号(167325)的缺陷(167335)的大小、形状、取向和位置。ai引擎可使用基于规则的逻辑执行计算机可执行程序代码来确定哪些缺陷对于管线的完整性是显著的并且必须被修复，哪些是不显著的。计算机167310可将描述零个或多个缺陷的数据(167335)发送到检验技工167400、质量保证检验员167600、业主公司167700、以及现场人员167500、或其他。

在实施方案中，检验技工可在数据(167335)传送到质量保证检验员、业主公司、现场人员、或其他之前选择复审(167215)所述数据(167335)。检验技工还可将缺陷的识别从显著改变为非显著或从非显著改变为显著，或者以其他方式修改或注释通过计算机或以其他方式产生的任何结果。可将与显著缺陷相关联的缺陷数据(167335)传送到现场人员167500。可将所述数据传输到一个或多个现场工人167520。一个或多个现场工人可在用于通过修复焊接工人167510或其他修复的焊接部和/或管线(167525)上标记显著缺陷的位置和大小。可替代地，可将所述数据直接传输到修复焊接工人167510或其他。

图168示出超声测试实施方案。如图168所示，在实施方案中，可通过超声测试检验一个或多个环形焊接部。可检验将管线168100固定在一起的环形焊接部168110，之后可将管线投入服务。一个现场人员168500或多个现场人员168500可沿着具有环形焊接部168110中的一个或多个的管线行进。他们可在每个环形焊接部处停止并且使用超声测试设备168200来拍摄焊接部的内部结构的图像。这些图像可被数字化、压缩并且传输到远程设施(诸如远程定位的中央设施168300)。在远程定位的中央设施处，计算机168310可处理检验数据(诸如超声数据、图像数据或图像)，以确定存在于所测试的焊接部中的任何缺陷的大小、形状、取向和位置。所检验的环形焊接部168110的数量的范围可从168到非常大的数字(诸如5百万)。

计算机还可通过使用计算机可执行逻辑执行计算机可执行代码来识别哪些缺陷足够显著和/或足够大而对管线完整性具有显著影响。如果通过计算机处理识别到缺陷，则可将一个或多个缺陷传送到检验专家168400，所述检验专家168400可以是超声测试专家，可确认计算机识别的缺陷的存在和显著性。

可替代地，检验员可直接查看检验数据并且根据检验员的训练和经验得出结论。任选地，检验员的结论可通过计算机处理来确认。

确认结果(无论是计算机生成的还是人类生成的)然后可通过计算机手段或以电话的方式传送到现场人员168500，使得可修复焊接部。还可将检验结果发送到质量保证检验员168600、拥有管线的公司168700或其他感兴趣的或预定方。

在图168的实施方案中，管线168100在业主公司168700的要求下通过环形焊接部168110将多个管段168120a、168120b连接在一起来构建。为了确保管线不在服务中故障，期望通过无创性手段检验环形焊接部。这些手段可包括磁粉检验、染色渗透检验、超声测试和x射线摄影术。超声测试是数据密集型成像方法。它需要一个或多个训练有素的技工168400、168520和专业成像设备168200。

成像设备可具有发射极168210、接收器168220、和a/d转换器168230。一个或多个现场工人168520可通过支撑卡车168530或其他车辆沿着管线运输成像设备168200。现场工人可将成像设备放置在管线上邻近环形焊接部168110，在待测试的环形焊接部处。现场工人可激活成像设备。发射极部分可将超声脉冲(168215)发送到管段和环形焊接部中。脉冲可在1hz到20,000hz的速率下被发送。超声声波的频率可从0.5mhz变化到23mhz。超声脉冲可从环形焊接部168110中或管道中的密度改变的边界反射。金属与空气之间的边界给予最强的反射。反射的脉冲可通过接收器检测。接收器测量反射脉冲(168222)的强度并且产生与所述强度成比例的电子信号。发射极和接收器可具有多个元件。可选择性地激活发射极元件以使超声脉冲靶向特定位置。

成像设备安装到电动机驱动的托架，所述电动机驱动的托架可在恒定速率下沿着环形焊接部移动。a/d转换器可使来自接收器的信号(168226)数字化，并且可压缩数字化数据。可将压缩的成像数据和托架位置(168235)传送到远程实体(诸如可任选地在远程设施168300处的计算机168310)。所述传送可通过缆线、物理介质的运输、无线、网络、云、无线电传输或其他进行。

在图168的实施方案中，在远程设施168300处，计算机168310可分析数据(168235)。可在多个步骤中进行分析。计算引擎168320可识别可指示环形焊接部168110中存在异常的信号(168222)。将异常信号(168325)传送到ai引擎168330。ai引擎可确定导致异常信号(168325)的缺陷(168335)的大小、形状、取向和位置。ai引擎可确定哪些缺陷对于管线的完整性是显著的并且必须被修复。计算机168310将描述零个或多个缺陷的数据(168335)发送到检验技工168400、质量保证检验员168600、业主公司168700、现场人员168500、或其他。

任选地，检验技工可直接接收数据并且实施除ai以外的分析。任选地，在此情形下，检验技工可使用ai检查或确认检验技工的结果。

任选地，检验技工可在数据(168335)传送到质量保证检验员、业主公司和/或现场人员、或其他之前选择复审(168405)所述数据(168335)。检验技工还可将缺陷的识别从显著改变为非显著或从非显著改变为显著。

可将与显著缺陷相关联的缺陷数据(168335)传送到现场人员168500。可将所述数据传输到一个或多个现场工人168520。一个或多个现场工人可在用于通过修复焊接工人168510随后修复的管线(168525)上标记显著缺陷的位置和大小。可替代地，可将所述数据直接传输到修复焊接工人168510。

图169示出射线摄影术测试实施方案。如图169所示，在实施方案中，可通过射线摄影术测试检验一个或多个环形焊接部。可检验将管线169100固定在一起的环形焊接部169110，之后可将管线投入服务。一个现场人员169500或多个现场人员169500可沿着具有环形焊接部169110中的一个或多个的管线行进。他们可在每个环形焊接部169110处停止并且使用x射线设备169200来采集数据和/或拍摄每个环形焊接部169110的内部结构的图像。

检验数据和/或图像可被数字化、压缩并且传输到远程设施(诸如远程定位的中央设施169300)。在远程定位的中央设施处，计算机169310可处理检验数据(诸如超声数据、图像数据或图像)，以确定存在于所测试的焊接部中的任何缺陷的大小、形状、取向和位置。所检验的环形焊接部169110的数量的范围可从1到非常大的数字(诸如5百万)。

计算机还可通过使用计算机可执行逻辑执行计算机可执行代码来识别哪些缺陷足够显著和/或足够大而对管线完整性具有显著影响。如果通过计算机处理识别到缺陷，则可将一个或多个缺陷传送到检验专家169400，所述检验专家169400可以是射线摄影术测试专家，其可确认计算机识别的缺陷的存在和显著性。

可替代地，检验员可直接查看检验数据并且根据检验员的经验得出结论。任选地，检验员的结论可通过计算机处理来确认。

确认结果(无论是计算机生成的还是人类生成的)然后可通过计算机手段或以电话的方式传送到现场工人169500，使得可修复焊接部。还可将检验结果发送到质量保证检验员169600、拥有管线的公司169700或其他感兴趣的或预定方。

在实施方案中，如图169所示，管线169100可在业主公司169700的要求下通过环形焊接部169110将多个管段169120a、169120b连接在一起来构建。为了确保管线不在服务中故障，期望通过无创性手段检验环形焊接部。这些手段可包括磁粉检验、染色渗透检验、超声测试和x射线摄影术。超声测试和x射线摄影术均是数据密集型成像方法。它们需要一个或多个训练有素的技工169400、169520和专业成像设备169200。成像设备可由发射极169210、接收器169220、和a/d转换器169230组成。一个或多个现场工人169520可通过支撑卡车169530沿着管线运输成像设备169200。在每个区段连接处，现场工人可将成像设备放置在管线上或管线附近邻近环形焊接部169110。现场工人可激活成像设备。发射极部分可将x射线辐射(169215)发送到管段和环形焊接部中。x射线的强度可被管段和环形焊接部中的材料衰减。接收器可测量穿过材料(169224)的辐射的强度。

成像设备可安装到电动机驱动的托架，所述电动机驱动的托架可在恒定速率下沿着环形焊接部移动。a/d转换器可使来自接收器的信号169226数字化，并且可压缩数字化数据。可将压缩的成像数据和托架位置(169235)传送到在远程设施169300处的计算机169310。所述传送可通过缆线、物理介质的运输或无线电传输进行。

在图169所示的示例中，在远程设施169300处，计算机169310可分析数据(169235)。可在多个步骤中执行分析。计算引擎169320可识别可指示环形焊接部169110中存在异常的信号(169224)。可将异常信号(169325)传送到ai引擎169330。ai引擎可确定导致异常信号(169325)的缺陷(169335)的大小、形状、取向和位置。ai引擎可确定哪些缺陷对于管线的完整性是显著的并且必须被修复。任选地，这些步骤可由检验技工基于测试和/或检验数据在具有或不具有ai支持的情况下来实施。

在图169的实施方案中，计算机169310可将描述零个或多个缺陷的数据(169335)发送到检验技工169400、质量保证检验员169600、业主公司169700、以及现场人员169500、或其他。检验技工可在数据(169335)传送到质量保证检验员、业主公司和/或现场人员之前选择复审(169405)所述数据(169335)。检验技工还可将缺陷的识别从显著改变为非显著或从非显著改变为显著。

可将与显著缺陷相关联的缺陷数据(169335)传送到现场人员169500。

可将所述数据传输到一个或多个现场工人169520。一个或多个现场工人可在用于通过修复焊接工人169510随后修复的管线(169525)上标记显著缺陷的位置和大小。可替代地，可将所述数据直接传输到修复焊接工人169510。

在一个实施方案中，计算机系统可包括第一装置，所述第一装置具有处理管线构造数据的处理器，其中第一装置将管线构造数据传送到基于云的存储器，并且管线构造数据由基于云的处理器处理。

在一个实施方案中，管线构造数据包括焊接数据、管道处理数据、涂覆数据、检验数据、或其他数据。

在一个实施方案中，第一装置包括焊接台的设备、管线焊接扩展操作的设备、自动焊接工具、视觉焊接用系统、检验系统、或其他装置。

在一个实施方案中，可将第一数据从第一装置传送到第二装置，其中第一数据包括有关管线构造的数据。第一数据可由基于云的网络装置处理。

在一个实施方案中，第一数据(从第一装置传送到第二装置)可包括焊接数据、管道处理数据、涂覆数据、检验数据、管理数据、或其他数据。

在一个实施方案中，用于焊接支持的计算机程序产品可包括：计算机可读程序代码装置，其向计算机存储器提供焊接数据；计算机可读程序代码装置，其向存储器提供来自包括管线数据的数据组的数据；以及计算机可读程序代码装置，其处理焊接数据和管线数据以提供记录输出。

在一个实施方案中，用于焊接支持的计算机程序产品可包括通过焊接支持程序代码处理焊接数据的基于规则的逻辑的程序可执行代码、通过检验程序代码处理焊接数据的基于规则的逻辑的程序可执行代码、用于通过管理程序代码或质量控制程序代码处理焊接数据的基于规则的逻辑的程序可执行代码、或其他程序可执行代码。

在一个实施方案中，焊接用系统可包括多个焊接台，每个焊接台包括焊接台计算机和与焊接台计算机通信的焊接系统，其中每个焊接台包括一个或多个传感器，并且所述一个或多个传感器被配置来测量包括引线速度数据的焊接数据。焊接用系统可包括：多个无线装置，其与焊接台计算机中的一个或多个通信以接收包括所测得的引线速度数据的焊接数据；以及云服务器，其与无线装置通信。云服务器被配置来处理包括引线速度数据的焊接数据，并且被配置来确定给定时间段内多个焊接台所使用的可消耗焊接材料的量。云服务器被配置来将所使用的可消耗焊接材料的量传送到无线装置中的一个或多个。

在一个实施方案中，焊接用系统可包括轨道式焊机。例如，轨道式焊机可包括顺时针(cw)和逆时针(ccw)焊接用系统。

在一个实施方案中，所测得的焊接数据还可包括焊接系统的行进速度数据。在一个实施方案中，多个无线装置被配置来还接收焊接系统的行进速度数据。在一个实施方案中，云服务器还被配置来处理行进速度数据。

在一个实施方案中，如果焊接系统中的电流较高，则焊接台计算机指示焊接系统减慢焊接系统的速度或控制焊接系统中的焊炬的位置。

在一个实施方案中，焊接用系统可包括焊接台。焊接台可包括焊接台计算机和与焊接台计算机通信的焊接系统。焊接系统可包括焊接材料供应、焊接装置和将焊接材料移动到焊机装置的焊接供应电动机组装件。在一个实施方案中，焊接用系统还可包括：称重装置，其与焊接台计算机操作性地连接，并且被配置来测量焊接材料供应的重量并将焊接材料供应的重量以重量数据的形式传送到焊接台计算机；以及传感器，其与焊接供应电动机组装件和焊接台计算机操作性地连接，以便将焊接供应电动机组装件的速度以速度数据的形式传送到焊接台计算机。焊接台计算机操作性地连接到焊接供应电动机组装件，并且被配置来基于重量数据控制电动机组装件的速度。

在一个实施方案中，焊接装置可包括轨道式焊接机器。在一个实施方案中，焊接材料供应包括被配置来承载焊线的卷线轴。在一个实施方案中，称重装置包括轮毂换能器，其中轮毂换能器被配置来承载卷线轴。在一个实施方案中，称重装置包括安装在轮毂换能器的轮毂上的应变传感器。在一个实施方案中，应变传感器被配置并布置来感测由卷线轴的重量施加的应变。在一个实施方案中，电动机组装件包括电动机和操作性地连接到电动机的馈送轮。在一个实施方案中，电动机组装件包括压送辊，所述压送辊被配置来推送焊线以使焊线与馈送轮接触，使得馈送轮的旋转导致线的移动。在一个实施方案中，馈送轮被配置来旋转地啮合线以使线移动。

在一个实施方案中，焊接台计算机被配置来测量在第一时间处所测得的焊接材料供应的重量与在第一时间之后的第二时间处所测得的焊接材料供应的重量之间的重量差，所述重量差对应于在第一时间与第二时间之间所消耗的焊接材料的所测得的重量。在一个实施方案中，焊接台计算机被配置来基于焊接供应电动机组装件的旋转速度计算所消耗的焊接材料的理论重量。在一个实施方案中，焊接台计算机被配置来计算焊接材料的所测得的重量与所消耗的焊接材料的理论重量之间的差或比或两者。在一个实施方案中，焊接台计算机被配置来将焊接材料的所测得的重量与所消耗的焊接材料的理论重量进行比较，并且如果存在差异，则焊接台计算机指示滑移发生并且控制电动机组装件的速度以调整电动机组装件的旋转速度。在一个实施方案中，焊接台计算机被配置来在多个时间增量处重复焊接材料的所测得的重量与所消耗的焊接材料的理论重量之间的比较。

在一个实施方案中，焊接用系统可包括与焊接台计算机通信的云服务器，其中云服务器被配置来处理从焊接台计算机接收的焊接供应电动机组装件的速度和焊接材料供应的重量，以存储关于焊接材料使用的历史数据。

在一个实施方案中，云服务器还被配置来处理从与多个焊接台相关联的多个焊接台计算机接收的焊接供应电动机组装件的速度和焊接材料供应的重量，以存储关于在多个焊接台中的每个处的焊接材料使用的历史数据。在一个实施方案中，云服务器被配置来基于历史数据并且使用机器学习算法预测焊接材料的平均未来使用。在一个实施方案中，云服务器被配置来基于使用模式和历史数据确定完成完整焊接所需要的焊接材料的阈值。在一个实施方案中，云服务器被配置来向多个焊接台计算机中的一个或多个提供反馈，以基于使用机器学习算法确定的理论阈值向焊接工人警示不能完成完整焊接。

在一个实施方案中，焊接台计算机被配置来控制焊接装置的速度，以调整焊接装置的速度来匹配根据焊接材料供应的所测得的重量获得的速度。

在一个实施方案中，焊接材料供应在第一时间处的第一重量可使用重量测量装置测量。焊接材料供应的第二重量可使用重量测量装置在第一时间之后的第二时间处测量。第一重量与第二重量之间所测得的重量的差可使用计算机计算，其中所测得的重量的差对应于所测得的已使用的焊接材料。已使用的焊接材料的理论重量使用计算机基于将焊接材料馈送到焊接装置的电动机组装件的速度计算。已使用的焊接材料的理论重量可通过计算机与已使用的焊接材料的所测得的重量进行比较。电动机组装件的速度可通过计算机调整，以便校正电动机组装件的滑移。

在一个实施方案中，可重复第一重量的测量、第二重量的测量、对应于所测得的已使用的焊接材料的重量差的计算、已使用的焊接材料的理论重量的计算、在多个时间增量处的已使用的焊接材料的理论重量与已使用的焊接材料的所测得的重量的比较、以及当发生电动机组装件的滑移时调整电动机组装件的速度。

在一个实施方案中，焊接用系统可包括多个焊接台，其中每个焊接台包括焊接台计算机和与焊接台计算机通信的焊接系统，每个焊接台包括一个或多个传感器，并且所述一个或多个传感器被配置来测量包括引线速度数据的焊接数据。焊接用系统还可包括多个无线装置，所述多个无线装置与焊接台计算机中的一个或多个通信以接收包括所测得的引线速度数据的焊接数据。每个焊接台计算机被配置来为与其通信的焊接系统处理包括引线速度数据的焊接数据，并且焊接台计算机被配置来确定给定时间段内焊接系统所使用的可消耗焊接材料的量并且基于其生成消耗数据。

在一个实施方案中，焊接用系统的每个焊接台可包括用于使引线在引线速度下移动的电动机，其中引线速度数据基于电动机的速度确定，每个焊接台还包括感测可消耗材料的重量耗尽的重量传感器，所述重量传感器向焊接台计算机提供输出信号，并且焊接台计算机利用输出信号确定消耗数据。在一个实施方案中，焊接台计算机利用消耗数据来控制电动机的速度。

在一个实施方案中，焊接用系统可包括云服务器，以用于接收消耗数据连同引线速度数据来使消耗数据与引线速度数据相关。

在一个实施方案中，用于管线测试的系统可包括测试装置，所述测试装置适于生成有关焊接部的至少一部分的无创性测试数据。测试装置可将无创性测试数据传送到适于接收无创性测试数据的第二装置。测试装置可适于远离分析无创性测试数据的装置进行操作。

在一个实施方案中，测试装置适于传输用于无线通信的无创性测试数据。在一个实施方案中，测试装置适于将无创性测试数据传输到并非永久性地连接到测试装置的记录介质。在一个实施方案中，测试装置适于将无创性测试数据传输到外部数字记录装置。

在一个实施方案中，用于无创性管线测试的系统可包括：成像设备，其适于生成有关焊接管道的一部分的无创性测试数据；以及远程处理装置，其适于接收并处理有关焊接管道的所述部分的检验数据。

在一个实施方案中，远程处理装置适于分析管道数据。在一个实施方案中，远程处理装置适于分析焊接数据。在一个实施方案中，远程处理装置适于执行计算机可执行代码以根据无创性测试数据识别显著焊接部缺陷。

在一个实施方案中，远程处理装置适于执行算法的计算机可执行代码以根据无创性测试数据识别显著焊接部缺陷。在一个实施方案中，远程处理装置适于执行人工智能的计算机可执行代码以根据无创性测试数据识别显著焊接部缺陷。在一个实施方案中，远程处理装置适于执行基于规则的逻辑的计算机可执行代码以根据无创性测试数据识别显著焊接部缺陷。

在一个实施方案中，无创性测试数据可包括以下数据中的一个或多个：导致无创性测试数据中的异常的任何缺陷的位置、大小、取向、形状和显著性。在一个实施方案中，无创性测试数据可在没有人类计算或分析干预的情况下来分析。在一个实施方案中，无创性测试数据可部分地通过计算机分析并且部分地通过人类工作来分析。

在一个实施方案中，无创性管线测试的方法可包括：提供成像设备；生成无创性测试数据；提供用于提供无创性测试数据以用于分析的装置；以及提供无创性测试数据以用于在远离管道的测试部分和邻近管道的测试部分的设备的位置处进行分析。

在一个实施方案中，所述方法还可包括提供无创性测试数据以用于在远离管道的测试部分和支撑车辆的位置处进行分析。在一个实施方案中，所述方法还可包括提供以用于在远离测试部分和邻近邻近管道的测试部分或测试位置的任何计算机的位置处进行分析。

在一个实施方案中，所述方法还可包括在基本上远离收集数据的位置的位置处处理数字ndt数据。在一个实施方案中，所述方法还可包括通过无线数据传输将ndt数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置。在一个实施方案中，所述方法还可包括通过物理介质的运输将ndt数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置。在一个实施方案中，所述方法还可包括通过数据传输缆线将ndt数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置。在一个实施方案中，所述方法还可包括通过方法的组合将ndt数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置。

在一个实施方案中，所述方法还可包括将在基本上远程的位置处进行的分析的结果传送到收集数据的位置。在一个实施方案中，所述方法还可包括将在基本上远程的位置处进行的分析的结果传送到在另一个基本上远程的位置处的专家。

在一个实施方案中，所述方法还可包括分析数字自动化超声测试数据。在一个实施方案中，所述方法还可包括通过无线数据传输将自动化超声测试数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置；并且在基本上远离收集数据的位置的位置处处理数字自动化超声测试数据。在一个实施方案中，所述方法还可包括通过物理介质的运输将自动化超声测试数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置。

在一个实施方案中，所述方法还可包括通过数据传输缆线将自动化超声测试数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置。在一个实施方案中，所述方法还可包括通过方法的组合将自动化超声测试数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置。在一个实施方案中，所述方法还可包括使用计算机算法来根据自动化超声测试数据识别显著焊接部缺陷。

在一个实施方案中，所述方法还可包括在基本上远离收集数据的位置的位置处处理数字射线摄影术数据。在一个实施方案中，所述方法还可包括通过无线数据传输将数字射线摄影术数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置。在一个实施方案中，所述方法还可包括通过物理介质的运输将数字射线摄影术数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置。在一个实施方案中，所述方法还可包括通过数据传输缆线将数字射线摄影术数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置。

在一个实施方案中，所述方法还可包括通过方法的组合将数字射线摄影术数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置。在一个实施方案中，所述方法还可包括使用计算机算法来根据数字射线摄影术数据识别显著焊接部缺陷。

在一个实施方案中，用于管线构造的系统可包括用于实时记录焊接数据的系统，其中焊接数据被提供用于通过计算机化的装置和/或通过主题专家进行分析。在一个实施方案中，焊接数据包括焊接数据、管道处理数据、涂覆数据、检验数据、管理数据、或其他数据。在一个实施方案中，所述系统还可包括用于将所有可用的焊接数据集合到具有有关每个相关焊接部的所有数据或适于通过计算机化的装置和/或主题专家进行分析的单个数据组中的系统。

在一个实施方案中，所述系统还可包括机器可读代码，所述机器可读代码执行基于规则的程序逻辑，以识别关于焊接部的不同数据之间的相关性并且识别此焊接部中的缺陷。在一个实施方案中，所述系统还可包括机器可读代码，所述机器可读代码执行基于规则的程序逻辑，以识别关于不同焊接部的相同数据与这些焊接部中的缺陷的存在或不存在之间的相关性。

在一个实施方案中，用于将管道的两个区段对齐并且焊接在一起的系统可包括用于向两个区段的面接缝施加焊接的焊接机构。焊接机构可包括进行关节运动的焊炬、用于读取面接缝的轮廓的激光传感器、以及用于从激光传感器接收信息信号以控制焊炬的位置和/或取向的电子控制器。所述系统还可包括用于调控区段中的至少一个的纵向轴线相对于另一个的取向的对齐机构。焊接机构还可包括：托架，其用于使焊接机构的位置在管道中固定；和焊接部分，其能够相对于支撑部分在管道内旋转。焊炬和激光传感器可由焊接部分可旋转地支撑，使得在焊接的过程中焊炬沿着面接缝跟随激光传感器。

在一个实施方案中，焊接机构还可包括用于光学地感测面接缝的摄像机。在一个实施方案中，焊炬头部在焊炬上的关节式移动可包括以下中的一个：朝向和远离面接缝的径向平移移动、在区段的纵向轴线方向上的平移移动、相对于焊接机构绕平行于管段纵向轴线的轴线的枢转移动、以及相对于焊头绕垂直于管段纵向轴线的轴线的枢转移动。

在一个实施方案中，对齐机构通过与至少一个区段的外部接触来调控至少一个区段的取向。在一个实施方案中，电子控制器从激光传感器接收信号来导向对齐机构，以基于预定对齐参数调整管段的相对位置。

在一个实施方案中，焊接机构在两个区段的面接缝的内部内并且相对于所述内部旋转，使得焊炬跟随激光传感器，并且激光传感器向电子控制器提供连续面接缝轮廓数据，所述电子控制器进而连续地导向焊炬的定位。

在一个实施方案中，摄像机沿着焊接接缝路径跟随焊炬，并且摄像机向操作台显示器发送信号以允许操作人员检验焊接部的一部分的图像。

在一个实施方案中，将管道的两个区段对齐并且焊接在一起的方法可包括：将第一管段放置在对齐装置上；将具有激光器和焊接焊炬的内部焊接机器插入到第一管段中；将第二管段与第一管段和内部焊接机器大体上对齐；夹持第一管段和第二管段的外部部分以调整内部焊接机器的轴向位置，以便大体上与第一管段和第二管段的面接缝对准；基于来自内部焊机的信号，通过对齐装置调整第一管段和第二管段的相对对齐；开始根部焊接周期，在所述根部焊接周期中，激光器扫描面接缝，焊炬跟随激光器，并且使用来自激光器的输出控制进行关节运动的焊炬的位置，其中控制焊炬相对于面接缝的位置和取向来产生质量焊接；从激光器确定面接缝轮廓；释放对齐装置并且将内部焊接机器从开口管段端部去除；以及在外部对齐机构上重新定位下一个顺序管段以准备焊接下一个接缝。

在一个实施方案中，所述方法还可包括：提供旋转机构，激光器和焊炬在所述旋转机构上旋转以通过激光传感器执行对面接缝的初始扫描；并且从旋转激光器生成信号以在焊接开始之前通过对齐装置导向第一管道和第二管道的对齐。

在一个实施方案中，用于管线焊接的内部热交换器(ihex)可包括：驱动系统，其被配置来将ihex移动到在至少一个管道部分内的在与另一个管道部分的焊接接缝位置附近的位置中；冷却部分，其包括被配置来选择性地冷却至少一个管道部分的一个或多个内部表面部分的冷却结构；以及控制器，其与冷却结构通信并且被配置来当ihex在至少一个管道部分内的所述位置处时激活冷却部分。

在一个实施方案中，ihex还可包括连接构件，所述连接构件被配置来将ihex固定到内部接头夹具。在一个实施方案中，驱动系统可包括至少一个辊，所述至少一个辊由通过控制器控制的电动机激活，并且被配置来使ihex在至少一个管道部分内在正向和反向方向上移动。在一个实施方案中，驱动系统可包括缆线和绞盘系统，其中绞盘被配置用于锚固在至少一个管道部分的外部的位置处，并且缆线在绞盘与包括控制器和冷却部分的ihex的支撑结构之间延伸。

在一个实施方案中，控制器还与远程控制装置通信，以便通过远程控制装置促进冷却部分的选择性激活。在一个实施方案中，冷却部分包括：至少一个喷嘴，其被配置来朝向至少一个管道部分的内壁表面部分喷涂冷却剂；以及冷却剂供应源，其被配置来向至少一个喷嘴递送冷却剂。

在一个实施方案中，ihex还可包括框架，所述框架包括具有冷却剂供应源的第一部分、具有冷却部分的中间部分、以及具有控制器的第三部分。在一个实施方案中，冷却剂供应源可包括冷却剂泵，所述冷却剂泵远离冷却部分定位，使得当冷却部分设置在至少一个管道部分内时冷却剂泵位于至少一个管道部分外部，并且冷却剂泵通过至少一个流体导管连接到至少一个喷嘴。在一个实施方案中，至少一个喷嘴包括布置在多个行中的多个喷嘴，并且所述行围绕冷却部分的中央支撑构件的周边布置。

在一个实施方案中，冷却部分包括多个翅片构件，所述多个翅片构件从冷却部分的中央支撑构件径向向外延伸并且围绕所述中央支撑构件的周边间隔。在一个实施方案中，至少一个翅片构件包括延伸通过翅片构件的至少一个通道，并且冷却部分还包括至少一个风扇，所述至少一个风扇可由控制器控制并且与至少一个翅片构件邻近并且对齐，以便导向空气流动通过至少一个翅片构件的至少一个通道。

在一个实施方案中，至少一个翅片构件包括具有入口和出口的中空壳体，并且冷却部分还包括循环冷却剂流动回路，以使冷却剂选择性地流动通过至少一个翅片构件的中空壳体。

在一个实施方案中，ihex可包括一个或多个温度传感器，所述一个或多个温度传感器沿着ihex设置在一个或多个位置处并且与控制器通信。一个或多个温度传感器测量至少一个管道部分内的一个或多个位置处的温度并且将所测得的温度信息提供到控制器，并且控制器被配置来基于所测得的温度信息选择性地控制冷却部分的激活和操作。

本文所公开的技术解决如何通过使用可靠并且技术上完善的设备和方法来测试、检验和确保管线系统中成千上万个焊接部的质量的重要技术问题。在实施方案中，用于管线测试的系统可具有适于生成有关焊接部的至少一部分或整个焊接部的无创性测试数据(“ndt”)的测试装置。测试装置可将无创性测试数据传送到适于接收无创性测试数据的第二装置。测试装置可适于远离分析无创性测试数据的装置进行操作。用于管线测试的系统可具有适于传输用于无线通信的无创性测试数据的测试装置。用于管线测试的系统可具有适于将无创性测试数据传输到并非永久性地连接到测试装置的记录介质的测试装置。用于管线测试的系统可具有适于将无创性测试数据传输到外部数字记录装置的测试装置。用于无创性管线测试的系统可具有：成像设备，其适于生成有关焊接管道的一部分的无创性测试数据；远程处理装置，其适于接收并处理有关焊接管道的所述部分的检验数据。用于无创性管线测试的系统可具有适于分析管道数据的远程处理装置。用于无创性管线测试的系统可具有适于分析焊接数据的远程处理装置。用于无创性管线测试的系统可具有适于执行计算机可执行代码以根据无创性测试数据识别显著焊接部缺陷的远程处理装置。用于无创性管线测试的系统可具有适于执行算法的计算机可执行代码以根据无创性测试数据识别显著焊接部缺陷的远程处理装置。用于无创性管线测试的系统可具有适于执行人工智能的计算机可执行代码以根据无创性测试数据识别显著焊接部缺陷的远程处理装置。用于无创性管线测试的系统可具有适于执行基于规则的逻辑的计算机可执行代码以根据无创性测试数据识别一个或多个显著焊接部缺陷的远程处理装置。所识别的焊接部缺陷可具有不同的类型，诸如堵塞、缺失材料、材料性质、脆性、密度、厚度、空气气泡、气体气泡、以及其他。用于无创性管线测试的系统可具有诸如以下数据中的一个或多个的无创性测试数据：导致扫描中的异常的任何缺陷的位置、大小、取向、形状和显著性。用于无创性管线测试的系统可具有无创性测试数据，所述无创性测试数据可通过系统自动地并且在没有人类计算或人类分析干预的情况下来分析。在实施方案中，无创性管线测试的方法可具有以下步骤：提供成像设备；生成无创性测试数据；提供用于提供无创性测试数据以用于分析的装置；以及提供无创性测试数据以用于在远离管道的测试部分和邻近管道的测试部分的设备的位置处进行分析。用于无创性管线测试的方法可具有提供无创性测试数据以用于在远离管道的测试部分和支撑车辆的位置处进行分析的步骤。用于无创性管线测试的方法可具有提供无创性测试数据以用于在远离测试部分和邻近管道的测试部分或测试位置的任何计算机的位置处进行分析的步骤。无创性管线测试的方法可具有在基本上远离收集数据的位置的位置处处理数字ndt数据的步骤。无创性管线测试的方法可具有通过无线数据传输将ndt数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置的步骤。无创性管线测试的方法可具有通过物理介质的运输将ndt数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置的步骤。无创性管线测试的方法可具有通过数据传输缆线将ndt数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置的步骤。无创性管线测试的方法可具有通过方法的组合将ndt数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置的步骤。无创性管线测试的方法可具有以下步骤：将在基本上远程的位置处进行的分析的结果传送到收集数据的位置。无创性管线测试的方法可具有将在基本上远程的位置处进行的分析的结果传送到在另一个基本上远程的位置处的专家的步骤。无创性管线测试的方法可具有分析数字自动化超声测试数据(也称为数字“aut”数据)的步骤。无创性管线测试的方法可具有在基本上远离收集数据的位置的位置处处理数字自动化超声测试数据的步骤。无创性管线测试的方法可具有通过无线数据传输在基本上远离收集数据的位置的位置处处理数字自动化超声测试数据的步骤。无创性管线测试的方法可具有通过无线数据传输将自动化超声测试数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置的步骤。无创性管线测试的方法可具有通过物理介质的运输将自动化超声测试数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置的步骤。无创性管线测试的方法可具有通过数据传输缆线将自动化超声测试数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置的步骤。无创性管线测试的方法可具有通过方法的组合将自动化超声测试数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置的步骤。无创性管线测试的方法可具有使用计算机算法来根据自动化超声测试数据识别显著焊接部缺陷的步骤。无创性管线测试的方法可具有在基本上远离收集数据的位置的位置处处理数字射线摄影术数据的步骤。无创性管线测试的方法可具有通过无线数据传输将数字射线摄影术数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置的步骤。无创性管线测试的方法可具有通过物理介质的运输将数字射线摄影术数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置的步骤。无创性管线测试的方法可具有通过数据传输缆线将数字射线摄影术数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置的步骤。无创性管线测试的方法可具有通过方法的组合将数字射线摄影术数据传送到基本上远离收集数据的位置的位置的步骤。无创性管线测试的方法可具有使用计算机算法来根据数字射线摄影术数据识别显著焊接部缺陷的步骤。在实施方案中，本文所公开的通用云记录系统(“ulog”)可具有计算机系统，所述计算机系统包括具有处理管线构造数据的处理器的第一装置，所述第一装置可将管线构造数据传送到基于云的存储器。管线构造数据可由基于云的处理器来处理。ulog可处理任一种或多种管线构造数据，例如但不限于：焊接数据、管道处理数据、涂覆数据和检验数据。ulog可处理来自以下装置和/或设备中的任一个或多个的数据：焊接台、管线焊接扩展操作、焊接工具、自动焊接工具、手动焊接工具、视觉焊接用系统、单焊炬自动焊机或焊接机器、双焊炬自动焊机或焊接机器、外部焊机或焊接机器、内部焊机或焊接机器、检验系统、智能电话、蜂窝电话、个人数据助理(pda)、膝上型电脑、平板电脑、计算机、数字装置、无线装置以及由焊接工人、技工、工人、检验员、涂层施加者和/或管理人员使用的设备。ulog可使用在计算机上执行的数据管理的方法，所述方法包括以下步骤：将来自第一装置的第一数据传送到第二装置，所述第一数据是有关管线构造的数据；以及通过基于云的网络装置处理第一数据。可由第一装置传送和/或由第二装置处理和/或由ulog的网络处理的数据可以是以下中的任一种或多种：焊接数据、管道处理数据、涂覆数据、焊接数据、检验数据、热处理数据以及管理数据或其他管线相关构造和/或管理数据。在实施方案中，通过ulog进行的数据管理的方法可包括通过网络装置处理第一数据和/或数据的另外的方法步骤，所述网络装置可以是有线网络装置或无线网络装置。在另一个实施方案中，通过ulog进行的数据管理的方法可包括通过网络装置处理第一数据和/或数据的另外的方法步骤，所述网络装置是无线网络装置、电信装置或wifi装置。在又一实施方案中，通过ulog进行的数据管理的方法可包括通过网络装置处理第一数据的另外的方法步骤，所述网络装置是基于云的网络装置。在实施方案中，ulog可以是用于焊接支持的计算机程序产品，所述计算机程序产品具有：计算机可读程序代码装置，其向计算机存储器提供焊接数据；计算机可读程序代码装置，其向存储器提供来自包括管线数据的数据组的数据；以及计算机可读程序代码装置，其处理焊接数据和管线数据以提供记录输出和/或由执行程序逻辑和/或分析法产生的输出。在实施方案中，用于焊接支持的计算机程序产品还可具有通过焊接支持程序代码处理焊接数据的基于规则的逻辑的程序可执行代码。在另一个实施方案中，用于焊接支持的计算机程序产品还可具有通过检验程序代码处理焊接数据的基于规则的逻辑的程序可执行代码。在又一实施方案中，用于焊接支持的计算机程序产品还可具有通过管理程序代码或质量控制程序代码处理焊接数据的基于规则的逻辑的程序可执行代码。用于管线构造的系统可具有用于实时记录焊接数据的系统。焊接数据被提供用于通过计算机化的装置和/或通过主题专家进行分析。用于管线构造的系统可使用焊接数据，所述焊接数据具有焊接焊炬、管道处理数据、涂覆数据、检验数据、以及管理数据中的一个或多个。用于管线构造的系统还可具有用于将所有可用的焊接数据集合到具有有关每个相关焊接部的所有数据或适于通过计算机化的装置和/或主题专家进行分析的单个数据组中的系统。用于管线构造的系统还可具有机器可读代码，所述机器可读代码执行基于规则的程序逻辑，以识别关于焊接部的不同数据之间的相关性并且识别此焊接部中的缺陷。用于管线构造的系统还可具有机器可读代码，所述机器可读代码执行基于规则的程序逻辑，以识别关于不同焊接部的相同数据之间的相关性。

在实施方案中，本文所公开的通用云记录系统(“ulog”)可具有计算机系统，所述计算机系统包括具有处理管线构造数据的处理器的第一装置，所述第一装置可将管线构造数据传送到基于云的存储器。管线构造数据可由基于云的处理器来处理。ulog可处理任一种或多种管线构造数据，例如但不限于：焊接数据、管道处理数据、涂覆数据和检验数据。ulog可处理来自以下装置和/或设备中的任一个或多个的数据：焊接台、管线焊接扩展操作、焊接工具、自动焊接工具、手动焊接工具、视觉焊接用系统、单焊炬自动焊机或焊接机器、双焊炬自动焊机或焊接机器、外部焊机或焊接机器、内部焊机或焊接机器、检验系统、智能电话、蜂窝电话、个人数据助理(pda)、膝上型电脑、平板电脑、计算机、数字装置、无线装置以及由焊接工人、技工、工人、检验员、涂层施加者和/或管理人员使用的设备。

ulog可使用在计算机上执行的数据管理的方法，所述方法包括以下步骤：将来自第一装置的第一数据传送到第二装置，所述第一数据是有关管线构造的数据；以及通过基于云的网络装置处理第一数据。可由第一装置传送和/或由第二装置处理和/或由ulog的网络处理的数据可以是以下中的任一种或多种：焊接数据、管道处理数据、涂覆数据、焊接数据、检验数据、热处理数据以及管理数据或其他管线相关构造和/或管理数据。在实施方案中，通过ulog进行的数据管理的方法可包括通过可以是有线网络装置或无线网络装置的网络装置处理第一数据和/或数据的另外的方法步骤。在另一个实施方案中，通过ulog进行的数据管理的方法可包括通过是无线网络装置、电信装置或wifi装置的网络装置处理第一数据和/或数据的另外的方法步骤。在又一实施方案中，通过ulog进行的数据管理的方法可包括通过是基于云的网络装置的网络装置处理第一数据的另外的方法步骤。在实施方案中，ulog可以是用于焊接支持的计算机程序产品，所述计算机程序产品具有：计算机可读程序代码装置，其向计算机存储器提供焊接数据；计算机可读程序代码装置，其向存储器提供来自包括管线数据的数据组的数据；以及计算机可读程序代码装置，其处理焊接数据和管线数据以提供记录输出和/或由执行程序逻辑和/或分析法产生的输出。

在实施方案中，用于焊接支持的计算机程序产品还可具有通过焊接支持程序代码处理焊接数据的基于规则的逻辑的程序可执行代码。在另一个实施方案中，用于焊接支持的计算机程序产品还可具有通过检验程序代码处理焊接数据的基于规则的逻辑的程序可执行代码。在又一实施方案中，用于焊接支持的计算机程序产品还可具有通过管理程序代码或质量控制程序代码处理焊接数据的基于规则的逻辑的程序可执行代码。本专利申请在其若干方面和实施方案中解决以上所讨论的问题，并且显著地提升了焊接技术、管道处理、涂覆、管线构造、构造、管理和检验技术。

尽管已经出于说明的目的详细描述了本专利申请，但是应理解，此细节仅出于说明的目的，并且本专利申请并不限于所公开的实施方案，相反，本专利申请意图覆盖在所附权利要求书的精神和范围内的修改和等效布置。此外，应理解，本专利申请预期在可能的范围内，任何实施方案的一个或多个特征可与任何其他实施方案的一个或多个特征相组合。