一种管道焊接背部充气装置的制作方法

本发明属于管线焊接，具体涉及一种管道焊接背部充气装置。

背景技术：

1、在海洋工程、石油化工等行业，奥氏体不锈钢、双相不锈钢、镍基合金、铜镍合金等有色金属管道应用广泛，有色金属管道的焊接要求，需要在管道内侧充惰性气体如ar进行背部保护，以防止焊接过程中焊接接头的氧化。

2、在海洋工程油气钻采平台和lng炼化模块，不锈钢及有色金属合金钢工艺管线的规格和种类较多，管径范围一般在50mm至2500mm，工艺管线一般用于走具有腐蚀性的石油、天然气或相关石油化工的介质。对工艺管线的焊接要求、清洁要求较高，工艺管线的焊接工艺和焊接检验一般执行asme(美国机械工程师协会)标准。不锈钢及有色金属合金钢工艺管线管对管、管对法兰、管对弯头、管对三通、管对管座、管支架的焊接等，焊接方法采用gtaw(钨极气体保护焊)，焊接前需要在管道内侧进行背部充气保护，保护气体类型一般为纯ar，充气的要求需要使用专用测氧仪测量氧含量，氧气浓度需低于0.1％，避免焊接过程中焊接接头的氧化。目前不锈钢及有色金属合金钢工艺管线焊接时，背部充气保护的方法和使用装置为使用海绵和水溶性胶带，根据不同规格的管径，切割匹配的海绵块，将海绵塞入到钢管内焊缝两侧，将氩气通气管通过海绵通入密闭空间，水溶性胶带作为固定辅助，进行不锈钢及有色金属合金钢工艺管线焊接过程充气。

3、目前，在进行不锈钢及有色金属合金钢工艺管线焊接过程中，存在较多问题，如操作过程繁琐，开始焊接前准备工作较多，需要先将密闭空间内的空气全部排出，且充气的时间较长。尤其对于较大管径的工艺管线或管件，充气时间会更长，难以达到充气的氧含量低于0.1％的技术要求且充气量大，施工作业效率太低，还可能导致焊接作业人员窒息等安全事故的发生。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种管道焊接背部充气装置。所述管道焊接背部充气装置能够缩短焊接前充气时间，减少充气量，使充气装置内氧含量更容易低于0.1％，大大提高焊接效率。

2、具体地，本发明提供的一种管道焊接背部充气装置，包括：

3、充气槽，所述充气槽的两端设有封板，用于封闭充气槽的两端；所述充气槽可与坡口处管道的内壁贴合，形成储气空间；

4、具有可伸缩结构的第一支撑件和第二支撑件，所述第二支撑件的两端适于抵接管道内壁，所述第一支撑件连接所述第二支撑件；

5、供气管，一端连接所述第一支撑件，另一端连通所述充气槽，所述供气管设置有供气口。

6、在上述管道焊接背部充气装置中，所述充气槽由内弧槽底板和两个弧状侧板构成，所述弧状侧板抵接管道内壁。

7、在上述管道焊接背部充气装置中，所述充气槽和所述供气管均一一对应设置有两组，所述第一支撑件包括：

8、第一固定杆，所述第一固定杆连接所述第二支撑件；

9、两组第一螺杆，两组所述第一螺杆分别设置在所述第一固定杆的两端并分别连接两组所述供气管。

10、上述管道焊接背部充气装置，还包括活接头，所述第一螺杆远离所述第一固定杆的一端，通过所述活接头与所述供气管相连。

11、在上述管道焊接背部充气装置中，在所述活接头与所述供气口之间设有封管部件；所述封管部件用于封闭两个所述供气管与所述第一支撑件相连的一端。

12、在上述管道焊接背部充气装置中，所述第二支撑件包括第二固定杆和套接于所述第二固定杆两端的两个第二螺杆。

13、在上述管道焊接背部充气装置中，所述第二螺杆远离所述第二固定杆的一端设置有支撑垫。所述支撑垫直接与所述管道的内壁接触，能够扩大有效支撑面积。所述支撑垫为能够与所述管道贴合的弧形垫片，根据所述管道直径的不同，选择能够与所述管道的内壁贴合的弧形垫片，以起到良好支撑受力作用。

14、在上述管道焊接背部充气装置中，所述第一支撑件与所述第二支撑件垂直连接形成十字架，且连接处位于所述第一固定杆和所述第二固定杆的轴向线的中心。所述第二支撑件与所述第一支撑件垂直连接形成十字架，通过调节所述第二支撑件与所述第一支撑件轴向的长度，支撑于所述管道的内部。

15、在上述管道焊接背部充气装置中，所述供气管为y型管，所述y型管的支管与所述充气槽连接，所述y型管的主管与所述第一支撑件相连，所述y型管的主管上设有供气口。

16、在上述管道焊接背部充气装置中，所述充气槽上还设有气体监测器。

17、本发明提供的管道焊接背部充气装置主要用于不锈钢和有色金属合金管道使用gtaw焊接的工艺中。现有工艺中是在距离焊缝至少150mm左右用临时封板封闭管道，让封闭的管道内部充满保护气体，再进行焊接。其充气空间为包含焊缝的一截管道柱体，充气空间大，保护气体需求量大，充气时间长。本发明提供的管道焊接背部充气装置，通过充气槽采用局部保护焊缝的方式，充气槽可仅比焊缝单边宽约30mm，其充气量小、充气时间短。当焊接完两个充气槽保护部分的管道后，旋转该装置，重新固定封口充气槽，再焊接新位置，直至整圈管道焊缝完成。

18、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

19、(1)本发明提供的管道焊接背部充气装置，由充气槽和供气管构成主要充气、储气部分，对焊缝实现局部充气保护；而具有可伸缩结构的第一支撑件和第二支撑件在充气过程中实现支撑、固定作用。该管道焊接背部充气装置中为焊缝提供保护作用的充气槽可仅比焊缝单边宽约30mm，且是局部充气，无需使整个管道内部充满气体，能够大幅度缩小充气空间，降低充气量，减少焊接前充气时间，提高焊接效率；且使充气装置内氧含量更容易达到低于0.1％的要求。

20、(2)本发明提供的管道焊接背部充气装置采用局部保护焊缝的方式，焊接前通过向充气槽内充保护气体，对管道内焊缝进行保护，在管道外面焊接坡口。该过程充气空间较小，无需使整个管道内部充满气体，不仅能减少充气准备工作时间和充气时间，大幅节省惰性气体的使用量，节省充气的费用，提高施工效率，也能避免长时间、整个管道充气可能导致的焊接作业人员窒息等安全事故的发生。

21、下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

技术特征：

1.一种管道焊接背部充气装置，特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种管道焊接背部充气装置，特征在于，所述充气槽(100)由内弧槽底板和两个弧状侧板构成，所述弧状侧板抵接管道内壁。

3.根据权利要求1或2所述的一种管道焊接背部充气装置，特征在于，所述充气槽(100)和所述供气管(400)均一一对应设置有两组，所述第一支撑件(200)包括：

4.根据权利要求3所述的一种管道焊接背部充气装置，特征在于，还包括活接头(230)，所述第一螺杆(220)远离所述第一固定杆(210)的一端，通过所述活接头(230)与所述供气管(400)相连。

5.根据权利要求4所述的一种管道焊接背部充气装置，特征在于，在所述活接头(230)与所述供气口(410)之间设有封管部件；所述封管部件用于封闭两个所述供气管(400)与所述第一支撑件(200)相连的一端。

6.根据权利要求1或2所述的一种管道焊接背部充气装置，特征在于，所述第二支撑件(300)包括第二固定杆(310)和套接于所述第二固定杆(310)两端的两个第二螺杆(320)。

7.根据权利要求6所述的一种管道焊接背部充气装置，特征在于，所述第二螺杆(320)远离所述第二固定杆(310)的一端设置有支撑垫(321)。

8.根据权利要求6所述的一种管道焊接背部充气装置，特征在于，所述第一支撑件(200)与所述第二支撑件(300)垂直连接形成十字架，且连接处位于所述第一固定杆(210)和所述第二固定杆(310)的轴向线的中心。

9.根据权利要求1所述的一种管道焊接背部充气装置，特征在于，所述供气管(400)为y型管，所述y型管的支管与所述充气槽(100)连接，所述y型管的主管与所述第一支撑件(200)相连，所述y型管的主管上设有供气口(410)。

10.根据权利要求1所述的一种管道焊接背部充气装置，特征在于，所述充气槽(100)上还设有气体监测器(120)。

技术总结
本发明属于管线焊接技术领域，公开了一种管道焊接背部充气装置。该管道焊接背部充气装置，包括：充气槽，充气槽的两端设有封板，用于封闭充气槽的两端；充气槽可与坡口处管道的内壁贴合，形成储气空间；具有可伸缩结构的第一支撑件和第二支撑件，第二支撑件的两端适于抵接管道内壁，第一支撑件连接第二支撑件；供气管，一端连接第一支撑件，另一端连通充气槽，供气管设置有供气口。该管道焊接背部充气装置在管道焊接中采用局部充气的方式，无需使整个管道内部充满气体，能够大幅度缩小充气空间，降低充气量，减少焊接前充气时间，提高焊接效率；且使充气装置内氧含量更容易达到低于0.1％的要求。

技术研发人员：卫旭敏,汤世云,叶梦腊,齐健磊,潘峰,王鑫,刘金刚,李宏男,薛恒,李振华,王爽,陈维永
受保护的技术使用者：中海福陆重工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15