×
09.06.2018
218.016.6050

Способ ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки. Осуществляют обнаружение дефекта методом ультразвукового контроля путем сканирования вдоль линии шва с использованием ультразвуковых преобразователей до обнаружения дефекта. Строят координатную модель дефекта, данные которой используют для построения координатной модели выборки, которую вводят в блок управления. Блок управления осуществляет позиционирование в зоне ремонта оптической лазерной головки, с помощью которой на стадии выборки дефекта выполняют лазерную строжку путем нагрева и расплавления металла лазерным лучом в зоне выборки с последующим удалением расплавленного металла струей сжатого воздуха. Заплавление выборки выполняют воздействием лазерного излучения на присадочный материал, помещенный в полость выборки. Изобретение позволяет выполнить ремонтный шов, имеющий малую ширину, с максимальным сохранением в зоне ремонта геометрии продольного шва. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для ремонта продольных швов труб большого диаметра, изготовленных с применением технологий лазерной, гибридной лазерно-дуговой сварки.

Устранение дефектов сварных швов труб, выполненных с применением технологий лазерной сварки, сопряжено с проблемой выполнения ремонтного шва с максимальным сохранением геометрии продольного шва, имеющего малую ширину (до 2 мм).

Известен способ ремонта сварного шва трубы, при котором осуществляют обнаружение дефекта, выборку дефекта и заплавление выборки («Временная инструкция по технологиям ремонта сваркой дефектов труб и сварных соединений газопроводов», утвержденная ПАО «Газпром», 2005 г.). В известном способе ремонт залегающих внутри шва дефектов происходит путем выборки дефектного участка шлифовальным кругом с последующей заваркой многопроходной сваркой в защитных газах или плавящимся электродом.

Известный способ неприменим для технологий лазерной сварки, при которых ширина сварного шва и зона термического влияния очень малы, и ремонтный шов, выполненный по известному способу, будет намного шире основного шва и будет являться не меньшим концентратором напряжений, чем сам дефект.

Техническая проблема состоит в разработке способа для ремонта дефектов сварных швов, выполненных с использованием технологий лазерной или гибридной лазерно-дуговой сварки.

Техническим результатом является выполнение ремонтного шва, имеющего малую ширину, с максимальным сохранением в зоне ремонта геометрии продольного шва.

Технический результат достигается тем, что в способе ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки, при котором осуществляют обнаружение дефекта, выборку дефекта и заплавление выборки, согласно изобретению для обнаружения дефекта осуществляют ультразвуковой контроль путем сканирования вдоль линии шва с использованием ультразвуковых преобразователей до обнаружения дефекта, при котором строят координатную модель дефекта, данные которой используют для построения координатной модели выборки, которую вводят в блок управления, осуществляющий позиционирование в зоне ремонта оптической лазерной головки, с помощью которой на стадии выборки дефекта выполняют лазерную строжку путем нагрева и расплавления металла лазерным лучом в зоне выборки с последующим удалением расплавленного металла сжатым воздухом, а на стадии заплавления выборки методом лазерной наплавки осуществляют воздействие лазерного излучения на присадочный материал, помещенный в полость выборки.

В качестве присадочного материала используют металлический порошок. Метод ультразвукового контроля обеспечивает высокую точность обнаружения дефекта.

Построение координатной модели дефекта с последующим построением координатной модели выборки, которую вводят в блок управления, осуществляющий позиционирование оборудования в соответствии с построенной моделью выборки, обеспечивает высокую точность наведения оптической лазерной головки на зону ремонта, что приводит к высокоточной выборке металла и высокоточному заплавлению выборки.

Использование метода лазерной строжки позволяет выполнить выборку дефекта малой ширины и требуемой глубины.

Заплавление выборки методом лазерной наплавки позволяет выполнить узкий ремонтный шов с максимальным сохранением геометрии продольного шва.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен участок ремонта шва трубы, вид спереди.

На фиг. 2 - то же, вид сверху.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Труба 1 после наложения всех рабочих швов проходит предварительный ультразвуковой контроль, при котором осуществляют выявление и пометку краской дефектного участка/участков. Далее осуществляют расшифровку отмеченного участка при помощи рентгенотехнологического контроля и подтверждение необходимости проведения ремонта. Ремонтный участок содержит транспортную тележку 2, перемещающуюся по рельсовому пути 3, на которой установлены два робота: высокоточный шестикоординатный робот 4 с прибором 5 ультразвукового контроля TOFD (Time-of-flight diffraction ultrasonics), высокоточный шестикоординатный робот 6 с оптической лазерной головкой 7 и зажимом для съемного сопла 8, подающего сжатый воздух во время операции лазерной строжки, лазер 9, система охлаждения 10 лазера 9 и оптической лазерной головки 7. Также ремонтный участок содержит ремонтную платформу 11, на которой установлен пост управления 12 с блоком управления, выполненный с возможностью перемещения по направляющей 13. Между ремонтной платформой 11 и рельсами 3 установлены подъемно-поворотные ролики 14 и опорные ролики 15, предназначенные для размещения трубы 1. Кроме того, на ремонтной платформе 11 установлен бункер для металлического порошка под наплавку и размещены шланги подвода воды, сжатого воздуха.

Элементы комплекса подключаются и связываются кабелями питания, управления (на чертеже не показаны).

Оператор с поста управления размещает подготовленную к ремонту трубу 1 на опорных роликах 15. Затем с помощью подъемно-поворотных роликов 14 трубу 1 поднимают выше опорных роликов 15 и ориентируют швом на «12 часов».

Оператор перемещает транспортную тележку 2 по рельсам 3 к отмеченному для ремонта участку продольного шва трубы 1. Позиционируется оборудование ультразвукового контроля 5 робота 4. В режиме ультразвукового контроля блок управления передает управляющее воздействие на робота 4 и привод транспортной тележки 2. При этом прибор ультразвукового контроля 5 перемещается, осуществляя сканирование вдоль шва трубы 1 до обнаружения дефекта. После чего осуществляется определение геометрии дефекта, места и глубины его залегания. Результаты контроля преобразуются в координатный вид с построением координатной модели дефекта, на основе которой выстраивают координатную модель выборки, данные о которой передаются в блок управления.

На этапе выборки дефекта на рабочий орган робота 6 посредством зажима устанавливают сопло 8 с подведением к нему сжатого воздуха. В режиме выборки дефекта блок управления передает управляющее воздействие на робота 6 и привод транспортной тележки 2, которая перемещается на необходимое расстояние с обеспечением позиционирования робота 6 напротив участка дефекта, а оптическая лазерная головка 7 позиционируется в начальной точке выборки дефекта в соответствии с координатной моделью выборки. Далее выполняется операция выборки дефекта методом лазерной строжки, при котором осуществляется нагрев и расплавление металла лазерным лучом в зоне выборки с последующим удалением расплавленного металла сжатым воздухом. После окончания процесса выборки сопло 8 сжатого воздуха снимают.

По завершении операции выборки дефекта аналогичным образом блок управления передает управляющее воздействие на привод транспортной тележки 2 для позиционирования робота 6 перед участком дефекта с обеспечением возможности установить оптическую головку в начальной точке для заплавления выборки. Далее осуществляют послойное заплавление выборки путем воздействия лазерного излучения на присадочный материал, помещенный в полость выборки. В качестве присадочного материала предпочтительно используют металлический порошок, который оператор засыпает в полость выборки и уплотняет. После лазерного воздействия металлический порошок расплавляется и превращается в ремонтный проход.

Заплавление включает очистку выборки с использованием оптической лазерной головки 7 робота 6 перед каждым проходом наплавки.

Система охлаждения 10 производит охлаждение элементов оптической лазерной головки 7 и лазера 9.

В процессе заплавления выборки блок управления автоматически осуществляет позиционирование оборудования наплавки.

После заплавления дефекта оператор перемещает транспортную тележку 2 по рельсам 3 к следующему отмеченному для ремонта участку шва трубы 1 (если он имеется), и восстановление дефекта осуществляется аналогичным образом.

По завершении ремонта шва трубы 1 оператор переводит блок управления в режим ультразвукового контроля по методу TOFD. Посредством робота 10 выполняют ультразвуковой контроль отремонтированного участка для подтверждения качества ремонта.

Заявляемый способ обеспечивает точное наведение ремонтного оборудования на зону дефекта шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки, позволяет устранить любой дефект лазерного шва с минимальным объемом выборки, максимальным сохранением геометрии шва.


Способ ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки
Способ ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 45.
29.12.2017
№217.015.f43a

Способ лазерной сварки труб

Изобретение относится к способу лазерной сварки труб большого диаметра, в частности к сварке продольных швов цилиндрической трубной заготовки. Осуществляют наложение технологического шва с наружной стороны трубы и последующее наложение рабочего шва посредством лазерной сварки. Предварительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637034
Дата охранного документа: 29.11.2017
29.12.2017
№217.015.f4c1

Способ изготовления труб сваркой

Изобретение может быть использовано для сварки толстостенных металлоконструкций, собранных между собой встык, в частности, при изготовлении стальных прямошовных труб для магистральных газо- и нефтепроводов с использованием лазерной или гибридной лазерно-дуговой сварки. Кромки трубной заготовки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637039
Дата охранного документа: 29.11.2017
29.12.2017
№217.015.f537

Способ сварки труб методом лазерной сварки

Изобретение относится к способу сварки труб методом лазерной сварки. Осуществляют наложение технологического шва и лазерную сварку стыка кромок, при этом при наложении технологического шва виртуально задают три точки, соответствующие точкам на кромках трубной заготовки и включающие точку на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637038
Дата охранного документа: 29.11.2017
29.12.2017
№217.015.f5f7

Способ гибридной лазерно-дуговой сварки продольного шва трубы

Изобретение относится к способу гибридной лазерно-дуговой сварки продольного шва толстостенных трубных заготовок. Технический результат: повышение качества сварного шва при сварке заготовки стыка кромок как с максимально допустимым зазором, так и излишним зазором. Для сварки используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637035
Дата охранного документа: 29.11.2017
29.12.2017
№217.015.f6bb

Способ ремонта продольного шва трубы, нанесенного методом лазерной сварки

Изобретение относится способу ремонта трубы с продольном швом. Ремонт включает обнаружение дефекта, выборку дефекта и заплавление выборки. Оборудование для обнаружения, выборки дефекта и заплавления выборки устанавливают с возможностью работы через блок управления в единой системе координат....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639182
Дата охранного документа: 20.12.2017
29.12.2017
№217.015.fa9d

Способ подготовки стыка кромок трубной заготовки под лазерную сварку

Изобретение относится к сварочному производству и может быть применимо для производства труб с использованием технологии лазерной сварки. Способ подготовки стыка кромок трубной заготовки под лазерную сварку включает подготовку разделки кромок листа, сборку трубной заготовки, размещение между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640119
Дата охранного документа: 26.12.2017
29.12.2017
№217.015.fb40

Способ сварки продольных швов труб

Изобретение относится к способам сварки продольных швов труб большого диаметра, применяемых преимущественно для строительства магистральных нефтепроводов и газопроводов, а также водоканалов и тепловых сетей. После стыковки кромок трубной заготовки выполняют прихваточный шов дуговой сваркой....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640106
Дата охранного документа: 26.12.2017
29.12.2017
№217.015.fb42

Способ гибридной лазерно-дуговой сварки

Изобретение относится к способу гибридной лазерно-дуговой сварки. Формируют сварочную ванну одновременно электрической дугой и лазерным лучом путем расплавления металла присадочного материала в защитной среде, состоящей из инертного и активного компонентов. В качестве инертного компонента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640105
Дата охранного документа: 26.12.2017
20.01.2018
№218.016.16fa

Способ сварки стыковых соединений

Изобретение относится к способу лазерной или гибридной лазерно-дуговой сварки стыковых соединений толстостенных металлоконструкций, в частности к сварке продольных швов труб большого диаметра, кольцевых швов трубопроводов и трубопроводных изделий. Cварку стыковых соединений осуществляют с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635680
Дата охранного документа: 15.11.2017
20.01.2018
№218.016.1764

Стан для сборки и сварки прямошовных труб

Изобретение относится к трубосварочному производству. Стан содержит эстакаду с направляющими, на которых установлен с возможностью перемещения сварочный мост, несущий сварочное оборудование с первой сварочной головкой, предназначенной для нанесения сварного шва с наружной стороны трубной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635649
Дата охранного документа: 14.11.2017
Показаны записи 1-10 из 52.
10.07.2013
№216.012.5382

Способ изготовления сварных труб большого диаметра

Изобретение относится к производству сварных труб большого диаметра. Осуществляют пошаговую подгибку продольных кромок заготовки одновременно с двух сторон, формовку основной части профиля на прессе шаговой формовки, сборку заготовки и сварку ее кромок технологическим швом на сборочно-сварочном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486981
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.04.2014
№216.012.b1a4

Способ многослойной сварки труб

Изобретение относится к способу сварки труб большого диаметра, в частности к сварке сформованных цилиндрических заготовок для улучшения эксплуатационных характеристик труб и повышения производительности сварки. Техническим результатом изобретения является повышение процесса изготовления труб,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511191
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.07.2014
№216.012.e114

Способ сварки труб большого диаметра лазерной сваркой

Изобретение относится к области производства труб большого диаметра, в частности, к лазерной или лазерно-дуговой сварке сформованной цилиндрической заготовки. Цель изобретения - повышение качества сварки за счет одинакового распределения мощности лазерного луча на обоих свариваемых кромках...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523406
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.11.2014
№216.013.07d2

Способ электрофизической обработки сварных соединений металлических конструкций

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных отраслях промышленности для повышения надежности сварных соединений стальных конструкций и увеличения срока их службы. Способ включает пропускание знакопеременных импульсов электрического тока через шов и зону...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533403
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.12.2014
№216.013.0ea3

Способ изготовления прямошовных труб большого диаметра

Изобретение относится к трубному производству, в частности к способу производства прямошовных, электросварных труб большого диаметра. Способ включает подгибку кромок листа, формовку, сварку, экспандирование. Повышение эффективности операции экспандирования путем создания условий, при которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535164
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.10.2015
№216.013.808b

Способ лазерной сварки труб большого диаметра

Изобретение относится к способу лазерной сварки труб большого диаметра. Перед сваркой продольного шва выполняют прихваточный шов, во время сварки которого с наружной стороны трубы, непосредственно перед зоной сварки упомянутым лазерным датчиком фиксируют через определенное расстояние по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564504
Дата охранного документа: 10.10.2015
25.08.2017
№217.015.996a

Способ сварки труб большого диаметра лазерной и гибридной лазерно-дуговой сваркой

Изобретение относится к способу сварки труб большого диаметра. Выполняют прихваточный шов сварочной горелкой с одновременным слежением за стыком кромок с помощью сканирующего датчика, расположенного перед сварочной горелкой. Непосредственно после сварки прихваточного шва осуществляют нанесение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609609
Дата охранного документа: 02.02.2017
25.08.2017
№217.015.a27f

Способ сварки металлических изделий

Изобретение относится к способу сварки металлических изделий. Сварку осуществляют по меньшей мере двумя электродами с подачей импульсов тока ультразвуковой частоты. Импульсы тока от источников, питающих электроды, подают на разные электроды с разной полярностью и с одинаковой частотой и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607296
Дата охранного документа: 10.01.2017
29.12.2017
№217.015.f43a

Способ лазерной сварки труб

Изобретение относится к способу лазерной сварки труб большого диаметра, в частности к сварке продольных швов цилиндрической трубной заготовки. Осуществляют наложение технологического шва с наружной стороны трубы и последующее наложение рабочего шва посредством лазерной сварки. Предварительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637034
Дата охранного документа: 29.11.2017
29.12.2017
№217.015.f4c1

Способ изготовления труб сваркой

Изобретение может быть использовано для сварки толстостенных металлоконструкций, собранных между собой встык, в частности, при изготовлении стальных прямошовных труб для магистральных газо- и нефтепроводов с использованием лазерной или гибридной лазерно-дуговой сварки. Кромки трубной заготовки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637039
Дата охранного документа: 29.11.2017
+ добавить свой РИД