[發明專利]一種無縫鋼管的環縫對接焊方法

有效

• 申請號: 202010966170.0
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112122750B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 程方杰;武少杰;王東坡
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/173;B23K9/028;B23K33/00;B23K101/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

本發明公開一種無縫鋼管的環縫對接焊方法，包括：對待焊接的無縫鋼管焊口進行U型坡口加工；采用自動鎢極惰性氣體保護焊槍進行坡口內壁的自熔焊接，根據焊工遠程觀測或采取焊縫跟蹤以及弧壓跟蹤實時調整焊槍的位姿；采用熔化極氣體保護焊槍在管道外壁的坡口內進行填充和蓋面焊接。可以同時執行所述“內壁自熔打底焊”和所述“外壁坡口填充焊”步驟，也可以當坡口內壁的自熔焊接全部結束后，再進行“外壁坡口填充焊”步驟。

技術領域

本發明涉及一種關于無縫鋼管的環縫對接焊方法，尤其涉及一種深遠海油氣資源開采用鋼懸鏈立管鋪管施工中的環縫對接焊方法。

背景技術

鋼懸鏈立管鋪管技術以其制造工藝相對簡單、成本較低等優點獲得了深水開發的青睞。但復雜的海洋環境和不斷增長的生產需求為深水鋼懸鏈立管的設計和制造提出了更多的挑戰。隨著水深的增加和立管長度的增長，海洋環境更加惡劣，水下渦激震蕩的產生會導致與水流和圓柱體軸線方向互相垂直處的劇烈震動，同時鋼懸鏈立管通過接頭與平臺連接時也會成倍加大交變載荷的作用，長期處于這種狀態的立管會由于運作時間較頻繁致使壽命縮短，進而造成疲勞破壞。單面焊鋼懸鏈立管焊接接頭處由于存在較大的組織、性能不均勻性和接頭輪廓的不連續性等問題往往會成為鋼懸鏈立管的薄弱環節。

為此，需要解決現有鋼懸鏈立管的施工工藝因為內壁成形不良和未焊透缺陷多等導致的返修和割掉重焊等問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種利用鎢極惰性氣體保護焊對管道內壁坡口進行自熔焊接和熔化極氣體保護焊在管道外壁的坡口內進行填充和蓋面焊接的方法。

一種無縫鋼管的環縫對接焊方法，包括：

坡口加工：對待焊接的無縫鋼管焊口進行坡口加工，加工成U型；所述U型坡口設置在管道端部對應的焊接處，所述U型坡口的鈍邊厚度為1.5-4.0mm；

內壁自熔打底焊：采用自動鎢極惰性氣體保護焊槍進行坡口內壁的自熔焊接，所述熔深范圍為1.2-3.0mm；

外壁坡口填充焊：采用熔化極氣體保護焊槍在管道外壁的坡口內進行填充和蓋面焊接。

至此，管道的內外焊接步驟完成。

進一步的，在自熔焊接時，通入的保護氣體選自氬氣、氦氣或者氦氬混合氣。

進一步的，在自熔焊接時，自動鎢極惰性氣體保護焊槍根據焊工遠程觀測或采取焊縫跟蹤以及弧壓跟蹤實時調整位姿，保證內壁焊縫圓滑過渡；

進一步，所述“焊縫跟蹤以及弧壓跟蹤”是指使用工業相機或者線結構光視覺跟蹤所述坡口內壁形貌，同時利用弧壓傳感器監測所述自動鎢極惰性氣體保護焊槍距離所述坡口內壁的高度，當監測到存在U型坡口的窄間隙、錯邊尺寸變化時，將存在的變化反饋給焊工/自動焊系統，修正焊槍位姿，所述修改焊槍位姿進一步指調整焊槍擺動時間/停留時間。

進一步的，同步執行所述“內壁坡口自熔焊”和所述“外壁坡口填充焊”步驟，其中焊接坡口外壁的第一道焊道與坡口內壁的自熔焊接存在2-15cm位移差，且自動鎢極惰性氣體保護焊槍在前，熔化極氣體保護焊槍在后。

可選的，在當坡口內壁的自熔焊接全部結束后，再進行“外壁坡口填充焊”步驟。

進一步的，所述環縫對接焊方法用于深遠海油氣資源開采中的鋼懸鏈立管鋪管施工。

可選的，所述環縫對接焊方法用于石油、天然氣和石化工業中的高質量無縫金屬管結構，包括高強度管路、鋼懸鏈線立管和張力腿。

與現有技術相比，本發明有益效果及顯著進步在于：