[发明专利]压力管道在役焊接烧穿研究的实验装置

说明书

技术领域

本发明属于焊接装置领域，特别是提供了一种用于压力管道在役焊接烧穿研究的实验装置，适用于管道内部有高压介质，进行焊接破坏性实验的装置。

背景技术

为保证长输天然气管线的安全运行，需要对管线腐蚀减薄的部位进行修复，在役焊接修复可以保持管线运行的连续性，对环境无污染，具有巨大的经济效益和社会效益，是先进的焊接修复技术。但是，在役焊接过程中容易出现氢致裂纹和烧穿失稳，其中烧穿失稳是实施在役焊接修复首先要解决的问题，其安全性是实施在役焊接烧穿失稳研究过程中的主要难点。为研究压力管道不同冷却介质环境下，以及不同管道结构因素等对在役焊接烧穿的影响规律，在服役的长输官道上进行在役焊接实验，会对管线造成破坏性影响，而且存在很大的危险性，实验成本相当昂贵，需要在实验室建立相应的实验装置，模拟实际管道进行在役焊接烧穿研究和评价。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于长输油气管道在役焊接烧穿研究和评价的实验装置，采用了和实际管段相同的条件模拟在役焊接真实的应力应变状态，采用专门设计的自动焊接设备、调速控制装置和远程操作方式，增加了在役焊接实验的安全性，这套实验装置降低了实验成本，减小了实验风险，能在实验室内快速便捷地对不同介质因素，管道结构因素和焊接工艺条件下的烧穿进行评价和系统研究。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

压力管道在役焊接烧穿研究的实验装置由盛介质装置(1)、固定封头(2)、阀门(3)、高压法兰(4)、实验管道(5)、自动焊接设备(6)、压力表(7)、减速装置(8)、电动机(9)、支撑架(10)、轴承(11)、阀门(12)、连接管路(13)和高压泵(14)组成；实验管道(5)连接在固定封头(2)上，由电动机(9)和减速装置(8)带着转动调速；高压泵(14)通过连接管路(13)对实验管道(5)进行注压。

管线在役焊接修复过程中，由于第一道焊缝得到的熔深和HAZ较大，最容易出现焊接烧穿，本实验装置通过在管壁直接单道堆焊进行在役焊接烧穿研究。采用高压法兰连接，既能保证实验装置的气密性，又便于装卸焊接管道，以研究不同材质、管径和壁厚的管道。通过高压泵向承压装置注入所需的介质，由压力表监测内部的压力，从而实现模拟不同介质性质和介质压力的在役焊接烧穿条件。通过电动机和减速装置带动承压管转动，能保证管道焊接位置始终处于平焊位置，再配合自动焊接设备，能实现自动控制在役焊接模拟实验过程。

本发明的优点是：可以在不同介质种类和压力的条件下，实现在不同材质、直径和壁厚的压力管道上进行在役焊接烧穿模拟实验研究，该装置能极大的模拟在役焊接烧穿的影响因素和管道的真实应力状态，提高了实验结果的准确性，采用自动控制设备模拟在役焊接烧穿实验，过程安全，操作方便。

附图说明

图1是在役焊接模拟实验装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步描述：

图1为上述技术特点提供的管道在役焊接烧穿实验装置。先将实验管道5端部焊上高压法兰4，如果实验管道5的管径和固定封头2的管径不同，则首先需要在实验管道5端部焊上变径管，然后焊上高压法兰4，连接到固定封头2上。打开阀门3和12，通过高压泵14将实验介质泵入实验管道5，待内部空气排净后，关上阀门3，观测压力表7，当压力表7指示内部为所需压力时，关上阀门12，撤走连接管路13，静置一段时间，如果内部压力不变化，说明实验装置的气密性良好，调整好内部压力以待焊接。调整自动焊接设备6到实验管道5到待焊位置，开通电动机9，通过减速装置8将实验管道的转速调整到合适的值，到人员撤离实验现场，通过远程控制自动焊接设备在实验管道5外壁直接堆焊，该装置能模拟实际在役焊接时内部介质压力作用和介质的冷却。当一道焊缝焊完，焊接接头冷却到室温后，调整自动焊接设备6的位置，更换实验参数，在实验管道5上继续进行实验。一段实验管段，能够获得多个在役焊接参数，直至管道发生烧穿后，将实验管道5卸下，继续后续的组织观察和性能测试。