Внутренняя сварочная машина с лазерной измерительной системой для трубопроводов - RU2015154971A
Код документа: RU2015154971A
Формула
1. Система центровки и сварки друг с другом двух секций трубы, содержащая:
сварочный механизм для выполнения сварочного шва на стыковом соединении двух секций, причем сварочный механизм включает в себя сварочную горелку на шарнирно-сочлененном держателе, лазерный датчик для определения профиля стыкового соединения, и электронный контроллер для приема информационных сигналов с лазерного датчика для управления положением и/или ориентацией сварочной горелки;
центрирующий механизм для управления ориентацией продольной оси по меньшей мере одной из секций относительно другой; и
при этом сварочный механизм дополнительно включает в себя каретку для закрепления положения сварочного механизма в трубе, и сварочный блок, выполненный с возможностью вращения относительно опорной части в трубе;
при этом сварочная горелка и лазерный датчик удерживаются на сварочном блоке с возможностью поворота так, что во время сварки сварочная горелка следует за лазерным датчиком вдоль стыкового соединения.
2. Система по п. 1, в которой, сварочный механизм дополнительно включает в себя видеокамеру для снятия оптической информации стыкового соединения.
3. Система по п. 1, в которой, обусловленное шарнирно-сочлененным соединением перемещение наконечника на сварочной горелке может включать в себя одно из: радиального линейного перемещения в направлении к стыковому соединению и от стыкового соединения, линейного перемещения в направлении продольной оси секций, поворота относительно сварочного механизма вокруг оси, параллельной продольной оси секции трубы, и поворота относительно сварочной головки вокруг оси перпендикулярной продольной оси секции трубы.
4. Система по п. 1, в которой центрирующий механизм управляет ориентацией по меньшей мере одной секции, посредством контакта с наружной поверхностью по меньшей мере одной секции.
5. Система по п. 1, в которой электронный контроллер принимает сигнал с лазерного датчика для направления центрирующего механизма для регулирования относительного положения секций трубы на основе заданных параметров центровки.
6. Система по п. 1, в которой сварочный механизм вращается в пределах и относительно внутренней поверхности стыкового соединения двух секций, при этом сварочная горелка следует за лазерным датчиком, лазерный датчик непрерывно передает данные профиля стыкового соединения на электронный контроллер, который, в свою очередь, непрерывно управляет позиционированием сварочной горелки.
7. Система по п. 2, в которой видеокамера следует за сварочной горелкой вдоль пути сварного соединения, видеокамера передает сигнал на дисплей поста управления, обеспечивая проверку оператором изображения участка сварного шва.
8. Способ центровки и сварки друг с другом двух секций трубы, содержащий этапы:
установки первой секции трубы на центрирующее устройство;
вставки внутренней сварочной машины, имеющей лазер и сварочную горелку, в первую секцию трубы;
общий центровки второй секции трубы с первой секцией трубы и внутренней сварочной машиной;
зажатие наружного участка первой и второй секций трубы для регулирования аксиального положения внутренней сварочной машины в целом для выставления по центральной линии стыкового соединения первой и второй секций трубы;
регулирование относительной центровки первой и второй секций трубы с помощью центрирующего устройства на основе сигнала с внутреннего сварочного аппарата;
начало цикла выполнения корневого сварного шва, при котором лазером осуществляют сканирование стыкового соединения, а сварочная горелка следует за лазером, и выходные данные с лазера используют для управления положением установленной на шарнирно-сочлененном держателе сварочной горелки, при этом положением и ориентацией сварочной горелки по отношению к стыковому соединению управляют для получения сварного шва нужного качества;
определение профиля стыкового соединения по данным с лазера;
высвобождение центрирующего устройства и удаление внутренней сварочной машины через открытый конец секции трубы; и
повторное позиционирование следующей по порядку секции трубы на наружный центрирующий механизм в процессе подготовки к сварке следующего соединения.
9. Способ по п. 8, дополнительно включающий обеспечение поворотного механизма, на котором вращают лазер и сварочную горелку для выполнения начального сканирования стыкового соединения лазерным датчиком; и генерирования сигнала с вращающегося лазера для управления центровкой первой и второй трубы центрирующим устройством перед началом сварки.
