一种镶嵌式法兰焊接变形控制装置及方法与流程

本发明属于海洋工程，尤其涉及一种镶嵌式法兰焊接变形控制装置及方法。

背景技术：

1、在水下生产系统水下产品施工中，为提高管线的耐腐蚀性能，通常管线设计时采用复合管线x65+clad625,管件全部厂家定做，由于管件内壁要求具有防腐层，所以管件价格昂贵，并且管件加工周期较长，至少3个月才能供货。针对此情况，开发镶嵌式法兰在复合管线中的应用，1个镶嵌式法兰的应用可以节省1个管件材料的购置、2道焊缝的焊接、检测等人工材料费用，提高管线的焊接质量及焊接效率。

2、但是，在复合管线管件组对及焊接施工中，镶嵌式法兰与主管线组对后，焊接工作都集中在管线一侧，并且管线受热、冷却不均匀，焊接变形不易控制，传统方法进行组对焊接时，没有有效的变形控制方法极易造成管线焊接后变形。对施工效率和焊接质量都无法保证，所以镶嵌式的法兰应用的非常少。

3、当前，行业中对镶嵌式法兰焊接变形的控制方法是：第一，制作法兰固定工装，通过与镶嵌式法兰水平固定，来控制法兰的水平和垂直。但是，由于焊接量都在管线一侧，并且焊接量比较大，所以管线变形超出范围。同时，镶嵌式法兰焊接中受重力的影响，镶嵌式法兰下坠，低于管线母材。第二，采用多层多道焊，通过焊接参数调整来调整镶嵌式法兰的水平，但是，这种方法技术要求较高，需要经验丰富的焊工进行焊接控制，焊接的周期也较长。因此，以上两种方式不能满足镶嵌式法兰焊接施工的要求。

4、因此，亟需设计一种镶嵌式法兰焊接变形控制装置及方法，解决以上提到的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种镶嵌式法兰焊接变形控制装置及方法，具备提高管线的焊接质量及焊接效率的优点，解决了背景技术中所提到的问题。

2、为实现上述目的，本发明的一种镶嵌式法兰焊接变形控制装置及方法具体技术方案如下：

3、一种镶嵌式法兰焊接变形控制装置，包括下部弧形板，下部弧形板在控制状态时与管线的内壁贴合，下部弧形板上连接有升降杆，升降杆在控制状态时插接在镶嵌法兰内，升降杆上设有上部弧形板，上部弧形板可相对升降杆滑动，上部弧形板在控制状态时与镶嵌法兰贴合，以通过上部弧形板的滑动调节镶嵌法兰与管线的间隙。

4、进一步，升降杆上开设有螺纹，升降杆通过螺纹螺接有固定螺母，固定螺母与上部弧形板抵接，以在转动固定螺母时上部弧形板相对升降杆滑动。

5、进一步，下部弧形板上开设有第一螺纹槽，升降杆通过螺纹与下部弧形板的螺纹槽螺接固定。

6、进一步，升降杆上固定连接有旋转手柄。

7、进一步，还包括支撑梁，支撑梁上设有支撑架，支撑架可相对支撑梁滑动，支撑架在控制状态时与管线贴合。

8、进一步，支撑梁上开设有第二螺纹槽，支撑梁通过第二螺纹槽螺接有螺杆，螺杆上转动连接有抵杆，抵杆与支撑梁固定连接。

9、进一步，螺杆上固定连接有顶升手柄。

10、进一步，支撑梁上固定连接有液压顶升器，液压顶升器的顶升端在控制状态时，与管线贴合。

11、进一步，支撑梁上固定连接有固定架，固定架用于固定管线的两端。

12、一种镶嵌式法兰焊接变形控制方法，使用镶嵌式法兰焊接变形控制装置，包括以下步骤：

13、s1、将支撑架安装在镶嵌法兰两侧各300mm，随后转动顶升手柄直至支撑架与管线接触，对管线支撑；

14、s2、将升降杆插入镶嵌法兰，在升降杆上安装上部弧形板，且将固定螺母螺接至升降杆上；

15、s3、将下部弧形板放在管线内壁上，且与管线内壁贴合，随后转动升降杆，使升降杆与下部弧形板螺接固定；

16、s4、再次转动固定螺母，直至固定螺母与上部弧形板相抵，上部弧形板与镶嵌法兰相抵；

17、s5、转动固定螺母，直至镶嵌法兰与上部弧形板的连接处高于管线3mm；

18、s6、使用液压顶升器对镶嵌法兰正下部管线向上顶升5mm；

19、s7、通过转动顶升手柄，使得支撑架再次与管线接触，对管线支撑；

20、s8、将固定架安装在管线的两侧端部，固定管线两端；

21、s9、镶嵌法兰焊接时采用多层多道焊接，层间温度控制在150℃，焊接时镶嵌法兰两侧对称焊接，每层不超过4mm。

22、本发明具有以下优点：通过本镶嵌式法兰焊接变形控制装置以及本镶嵌式法兰焊接变形控制方法，可以满足管线管径6寸至10寸，壁厚7.1mm至33.3mm镶嵌法兰与主管线焊接的变形控制，1个镶嵌法兰的应用可以节省1个管件材料的购置、2道焊缝的焊接、检测等人工材料费用，提高管线的焊接质量及焊接效率，解决了之前镶嵌法兰焊接时管线变形无法满足项目技术要求的问题。

技术特征：

1.一种镶嵌式法兰焊接变形控制装置，其特征在于，包括下部弧形板，下部弧形板在控制状态时与管线的内壁贴合，下部弧形板上连接有升降杆，升降杆在控制状态时插接在镶嵌法兰内，升降杆上设有上部弧形板，上部弧形板可相对升降杆滑动，上部弧形板在控制状态时与镶嵌法兰贴合，以通过上部弧形板的滑动调节镶嵌法兰与管线的间隙。

2.根据权利要求1所述的镶嵌式法兰焊接变形控制装置，其特征在于，升降杆上开设有螺纹，升降杆通过螺纹螺接有固定螺母，固定螺母与上部弧形板抵接，以在转动固定螺母时上部弧形板相对升降杆滑动。

3.根据权利要求2所述的镶嵌式法兰焊接变形控制装置，其特征在于，下部弧形板上开设有第一螺纹槽，升降杆通过螺纹与下部弧形板的螺纹槽螺接固定。

4.根据权利要求1所述的镶嵌式法兰焊接变形控制装置，其特征在于，升降杆上固定连接有旋转手柄。

5.根据权利要求1所述的镶嵌式法兰焊接变形控制装置，其特征在于，还包括支撑梁，支撑梁上设有支撑架，支撑架可相对支撑梁滑动，支撑架在控制状态时与管线贴合。

6.根据权利要求5所述的镶嵌式法兰焊接变形控制装置，其特征在于，支撑梁上开设有第二螺纹槽，支撑梁通过第二螺纹槽螺接有螺杆，螺杆上转动连接有抵杆，抵杆与支撑架固定连接。

7.根据权利要求6所述的镶嵌式法兰焊接变形控制装置，其特征在于，螺杆上固定连接有顶升手柄。

8.根据权利要求5所述的镶嵌式法兰焊接变形控制装置，其特征在于，支撑梁上固定连接有液压顶升器，液压顶升器的顶升端在控制状态时，与管线贴合。

9.根据权利要求5所述的镶嵌式法兰焊接变形控制装置，其特征在于，支撑梁上固定连接有固定架，固定架用于固定管线的两端。

10.一种镶嵌式法兰焊接变形控制方法，其特征在于，使用如权利要求1-9所述的镶嵌式法兰焊接变形控制装置，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种镶嵌式法兰焊接变形控制装置及方法，属于海洋工程技术领域，该镶嵌式法兰焊接变形控制装置包括下部弧形板，下部弧形板在控制状态时与管线的内壁贴合，下部弧形板上连接有升降杆，升降杆在控制状态时插接在镶嵌法兰内，升降杆上设有上部弧形板，上部弧形板可相对升降杆滑动，上部弧形板在控制状态时与镶嵌法兰贴合，以通过上部弧形板的滑动调节镶嵌法兰与管线的间隙；还公开了一种镶嵌式法兰焊接变形控制方法。本发明可以满足管线管径6寸至10寸，壁厚7.1mm至33.3mm镶嵌法兰与管线焊接的变形控制，提高管线的焊接质量及焊接效率，解决了之前镶嵌法兰焊接时管线变形无法满足项目技术要求的问题。技术研发人员：仲继彬,颜丙锁,邢攸为,高跃龙,刘然,汤凯音,赵庆杰,周渤,张爱民,唐全昌,谭明峻,呼晓伟,王金吉,张野受保护的技术使用者：海洋石油工程股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5