基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接方法及設(shè)備技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接方法及設(shè)備，主要針對海洋工程中的海底管道及水下結(jié)構(gòu)物的犧牲陽極的更換及維修。基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接過程可由潛水員或潛水機(jī)器人（ROV）完成作業(yè)。摩擦焊屬于固相連接，其焊接過程受環(huán)境壓力影響相對較小。另外，在水深較深，普通潛水方法無法到達(dá)的情況下，采用ROV作業(yè)可以在幾百米到上千米的水深進(jìn)行焊接。本方法作業(yè)成本相對較低、操作簡單，可獲得質(zhì)量良好的焊接接頭。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接方法及設(shè)備
本專利技術(shù)涉及一種水下焊接方法，特別是涉及一種基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接方法與設(shè)備。
技術(shù)介紹
隨著我國海洋石油工業(yè)的發(fā)展，一些海洋管道及水下結(jié)構(gòu)物的使用年限已經(jīng)較長，需要對其安裝的犧牲陽極進(jìn)行更換或安裝，由于無法將管道或結(jié)構(gòu)物移至岸上或無水條件下進(jìn)行焊接，并且隨著我國水下結(jié)構(gòu)物水深的增加，普通水下焊接方法存在一定困難，因此本專利提出一種基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接方法及設(shè)備，主要針對海洋石油工業(yè)中的海底管道及水下結(jié)構(gòu)物的犧牲陽極的更換及維修。該設(shè)備可由潛水員潛水操作，也可由潛水機(jī)器人(ROV)攜帶作業(yè)。摩擦焊屬于固相連接，焊接接頭質(zhì)量相對于弧焊方法的焊接接頭受有水環(huán)境及環(huán)境壓力影響較小。另外，在水深較深，普通潛水方法無法到達(dá)的情況下，采用ROV作業(yè)可以在幾百米到幾千米的水深進(jìn)行焊接。該方法結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、性能可靠，可實現(xiàn)水下犧牲陽極的安裝及更換，具有較好的實用化與市場應(yīng)用前景。
技術(shù)實現(xiàn)思路
根據(jù)
技術(shù)介紹
所述，本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接方法及設(shè)備，該設(shè)備可由潛水員或ROV進(jìn)行水下作業(yè)，對水下結(jié)構(gòu)物或海底管道的犧牲陽極進(jìn)行更換或安裝。 為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案:一種基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極的水下焊接方法，對水下待焊工件采用摩擦生熱的方式進(jìn)行焊接，采用摩擦螺柱焊的方式直接在水環(huán)境中對水下結(jié)構(gòu)物的犧牲陽極組件進(jìn)行焊接，該方法包括以下步驟:步驟一，在陸上或船舶甲板上將犧牲陽極組件定位安裝到焊接設(shè)備上；步驟二，采用起重設(shè)備將陽極組件及焊接設(shè)備下放并固定在待焊的水下結(jié)構(gòu)物上； 步驟三，對陽極組件進(jìn)行焊接；步驟四，釋放陽極組件并回收焊接設(shè)備。 一種基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設(shè)備，主要由定位鎖緊磁鐵(I)、機(jī)架 (2)、水下液壓熱插模塊(3)、焊接主軸(4)、陽極組件鎖緊機(jī)構(gòu)(5)和陽極組件定位機(jī)構(gòu)(6)組成，其中:犧牲陽極組件(7)通過陽極組件鎖緊機(jī)構(gòu)(5)和陽極組件定位機(jī)構(gòu)(6)置于焊接設(shè)備上，機(jī)架(2)上設(shè)置吊耳，定位鎖緊磁鐵(I)通過水下液壓熱插模塊(3)連接液壓動力管線，通過焊接主軸(4)進(jìn)行焊接作業(yè)，陽極組件鎖緊機(jī)構(gòu)(5)固定或釋放犧牲陽極組件(7)。 由于采用了上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點和效果:(I)本專利技術(shù)的設(shè)備以液壓作為動力，采用帶有動密封的復(fù)合式摩擦焊接主軸頭，可由潛水員或ROV操作完全在水下進(jìn)行作業(yè)； (2)本專利技術(shù)采用水下摩擦螺柱焊技術(shù)進(jìn)行犧牲陽極的焊接，焊接接頭的質(zhì)量受水下壓力環(huán)境影響較小，且焊接前無需對管道防腐層、配重層等進(jìn)行處理，且焊后對其損傷也相對較小，并能獲得較好質(zhì)量的焊接接頭；(3)本專利技術(shù)作業(yè)過程中利用磁鐵吸附在待焊工件上，焊接完成后能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備與工件的快速分離，操作方便快捷。 【附圖說明】 圖la、圖1b為常用犧牲陽極組件的結(jié)構(gòu)形式圖；圖2為摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1_定位鎖緊磁鐵，2-機(jī)架，3-水下液壓熱插模塊，4-焊接主軸，5-陽極組件鎖緊機(jī)構(gòu)，6-陽極組件定位機(jī)構(gòu)，7-犧牲陽極組件。 【具體實施方式】 本專利技術(shù)基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極的水下焊接方法，對水下待焊工件采用摩擦生熱的方式進(jìn)行焊接，采用摩擦螺柱焊的方式直接在水環(huán)境中對水下結(jié)構(gòu)物的犧牲陽極組件進(jìn)行焊接，該方法包括以下步驟:步驟一，在陸上或船舶甲板上將犧牲陽極組件定位安裝到焊接設(shè)備上；步驟二，采用起重設(shè)備將陽極組件及焊接設(shè)備下放并固定在待焊的水下結(jié)構(gòu)物上； 步驟三，對陽極組件進(jìn)行焊接；步驟四，釋放陽極組件并回收焊接設(shè)備。 如圖2所示，本專利技術(shù)的基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設(shè)備，主要由定位鎖緊磁鐵1、機(jī)架2、水下液壓熱插模塊3、焊接主軸4、陽極組件鎖緊機(jī)構(gòu)5和陽極組件定位機(jī)構(gòu)6組成，焊接開始前將犧牲陽極組件7通過陽極組件鎖緊機(jī)構(gòu)5和陽極組件定位機(jī)構(gòu)6準(zhǔn)確安裝置焊接設(shè)備上。起重設(shè)備通過機(jī)架2上的吊耳將焊接設(shè)備下放置待焊水下結(jié)構(gòu)物的相應(yīng)位置后，由潛水員或潛水機(jī)器人(ROV)將定位鎖緊磁鐵I的鎖緊扳手撥置鎖緊狀態(tài)，以完成犧牲陽極組件7焊接裝置的定位與固定。在確保磁鐵吸附牢固后，將液壓動力管線通過水下液壓熱插模塊3連接后即可通過焊接主軸4進(jìn)行焊接作業(yè)。待作業(yè)完成后，由潛水員或潛水機(jī)器人(ROV)對陽極組件鎖緊機(jī)構(gòu)5進(jìn)行操作以釋放犧牲陽極組件7。 本專利技術(shù)的設(shè)備以液壓作為動力，采用帶有動密封結(jié)構(gòu)的復(fù)合式摩擦焊接主軸頭，可由潛水員或ROV操作完全在水下進(jìn)行作業(yè)。作業(yè)過程中利用磁鐵吸附在待焊工件上，焊接完成后能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備與工件的快速分離。作為設(shè)備動力源的液壓泵站可采用陸上常用的普通液壓泵站，放置在船上、陸上或設(shè)備機(jī)架2上。采用ROV作業(yè)時，設(shè)備的液壓系統(tǒng)可采用ROV本身的液壓泵提供高壓油液。焊接主軸4與液壓泵站之間可通過水下液壓熱插模塊3進(jìn)行快速連接與分離。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接方法，采用摩擦螺柱焊的方式直接在水環(huán)境中對水下結(jié)構(gòu)物的犧牲陽極組件進(jìn)行焊接，該方法包括以下步驟：步驟一，在陸上或船舶甲板上將犧牲陽極組件定位安裝到焊接設(shè)備上；步驟二，采用起重設(shè)備將陽極組件及焊接設(shè)備下放并固定在待焊的水下結(jié)構(gòu)物上；步驟三，對陽極組件進(jìn)行焊接；步驟四，釋放陽極組件并回收焊接設(shè)備。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接方法，采用摩擦螺柱焊的方式直接在水環(huán)境中對水下結(jié)構(gòu)物的犧牲陽極組件進(jìn)行焊接，該方法包括以下步驟: 步驟一，在陸上或船舶甲板上將犧牲陽極組件定位安裝到焊接設(shè)備上； 步驟二，采用起重設(shè)備將陽極組件及焊接設(shè)備下放并固定在待焊的水下結(jié)構(gòu)物上； 步驟三，對陽極組件進(jìn)行焊接； 步驟四，釋放陽極組件并回收焊接設(shè)備。2.一種基于摩擦螺柱焊的犧牲陽極水下焊接設(shè)備，主要由定位鎖緊磁鐵(1)、機(jī)架(2)、水下液壓熱插模塊(3)、焊接主軸(4)、陽極組件鎖緊機(jī)構(gòu)(5)和陽極組件定位機(jī)構(gòu)(6)組成，其特征在于:犧牲陽極組件(7)通過陽極組件鎖緊機(jī)構(gòu)(5)和陽極組件定位機(jī)構(gòu)(6)置于焊接設(shè)備上，機(jī)架(2)上設(shè)置吊耳，定位鎖緊磁鐵(1)通過水下液壓熱插模塊(3)連接液壓動力管線，通過焊接...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高輝，焦向東，周燦豐，
申請(專利權(quán))人：北京石油化工學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11