本发明专利技术公开了一种奥氏体不锈钢管道焊接内充氩保护装置及方法，该装置包括第一分隔段、第二分隔段和供气结构，第一分隔段和第二分隔段之间通过柔性连接件连接；第一分隔段分割管道，第一分隔段能够带动第二分割段在管道内移动，在移动过程中第二分割段不分割管道；该装置在管道内移动到目标位置，在管道外借助磁力件来使第二分隔段动作封堵管道；封堵管道后第一分隔段和第二分隔段之间的管道即为隔离段，泄漏点位于隔离段上，通过供气结构对隔离段进行充氩置换保护。本发明专利技术装置可以在管道内移动，并借助磁力使第二分隔段动作分隔管道，不受距离限制，适用于远距离管道的分段隔离充氩、检修焊接保护。检修焊接保护。检修焊接保护。
【技术实现步骤摘要】
一种奥氏体不锈钢管道焊接内充氩保护装置及方法
[0001]本专利技术涉及管道内充氩保护装置
，具体涉及一种奥氏体不锈钢管道焊接内充氩保护装置及方法。
技术介绍
[0002]为提高康索夫工艺装置尾气水洗设备及管材耐硫酸腐蚀能力，部分设备及管道采用S31254超级奥氏体不锈钢材质。S31254管道母材及焊材中S、P等元素易与材料中Ni形成低熔共晶物，导致出现焊接裂纹，此外，受施工现场条件制约，部分焊缝碰口点充氩气保护效果不佳，焊接质量不高。上述原因导致在使用过程中常常需要对泄漏管道进行检修焊接。众所周知，由于不锈钢、镍基合金等耐腐蚀高合金金属或双金属复合管道材质中的Cr、Ni等主要合金元素高温时易氧化，因此其焊接时必须采取有效的焊缝背部保护措施，以避免焊缝根部和热影响区过氧化，影响焊接接头力学和耐腐蚀性能。
[0003]就背部充氩气保护而言，目前有整管充气法，即将管道两端封闭，对整个管道充氩气进行保护，这种方式操作简单，但管道越长所需的氩气越多，整体上讲，氩气耗量过大，不经济。鉴于以上原因，人们开始研究管道分段隔离，将泄漏点隔离成一段，成为隔离段，然后只对隔离管段进行充氩保护，这样可以显著减少氩气的耗量，这在CN201810335128.3背面充氩保护的不锈钢管道焊接方法、CN201721681401.3一种充氩保护罩中均有提及，然而这些技术都需要人工经管道的一端开口去辅助充氩保护装置动作，比如用硬质支撑物将保护装置送至目标位置，对保护装置的气囊充压使其分隔管道等，这其实要求焊接点与管口距离较近，对于已经建设成型的装置，管道开口离泄漏点距离不确定，存在距离较长的情况，受支撑杆长度制约，充氩保护装置没法送到远处的目标位置，即现有装置不适应较长管道的充氩保护，这种情况在检修焊接时非常突出。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是现有技术管道内充氩保护装置存在不适应较长管道的充氩保护，充氩保护装置没法送到远处的目标位置的问题。本专利技术目的在于提供一种奥氏体不锈钢管道焊接内充氩保护装置及方法，本专利技术装置可以在管道内移动，并借助磁力使第二分隔段动作分隔管道，第二分隔段的动作由人工在管外辅助使其实现，不受距离限制，适用于远距离管道的分段隔离充氩、检修焊接保护。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种奥氏体不锈钢管道焊接内充氩保护装置，该装置包括第一分隔段、第二分隔段和供气结构，所述第一分隔段和第二分隔段之间间隔一定距离且通过柔性连接件连接；
[0007]所述第一分隔段分割管道，第一分隔段能够带动第二分割段在管道内移动，在移动过程中第二分割段不分割管道；该装置在管道内移动到目标位置，在管道外借助磁力件来使第二分隔段动作封堵管道；封堵管道后所述第一分隔段和第二分隔段之间的管道即为
隔离段，泄漏点位于隔离段上，通过供气结构对所述隔离段进行充氩置换保护；所述第二分隔段动作是由人工在管道外通过磁力辅助使其实现。
[0008]本专利技术管道为S31254超级奥氏体不锈钢材质制成的管道。
[0009]工作原理如下：
[0010]基于目前的充压保护大多整管充气法，即将管道两端封闭，对整个管道充氩气进行保护，这种方式操作简单，但管道越长所需的氩气越多，整体上讲，氩气耗量过大，不经济。个别采用分段隔离法，将泄漏点隔离成一段，成为隔离段，然后只对隔离管段进行充氩保护，这样可以显著减少氩气的耗量，这在CN201810335128.3背面充氩保护的不锈钢管道焊接方法、CN201721681401.3一种充氩保护罩中均有提及，然而这些技术都需要人工经管道的一端开口去辅助充氩保护装置动作，比如用硬质支撑物将保护装置送至目标位置，对保护装置的气囊充压使其分隔管道等，这其实要求焊接点与管口距离较近，不适用于较长的管道。
[0011]因此，本专利技术设计了一种适应于远距离奥氏体不锈钢管道焊接内充氩保护装置，本专利技术装置可以在管道内移动，并借助磁力使第二分隔段动作分隔管道，第二分隔段的动作由人工在管外辅助使其实现，不受距离限制，本专利技术适用于远距离管道的分段隔离充氩、检修焊接保护。
[0012]进一步地，所述第一分隔段采用清管器的形式，其外壁的橡胶皮紧贴管道的管壁，实现封堵气体，而且向管道内充压时，所述第一分隔段的前后端产生压差，这个压差会驱动第一分隔段在管道内移动；
[0013]所述第一分隔段内设有第一磁性件，第一磁性件的形状为球形的、方形、条形均可，直接固定安装的、活动连接也并不做限定；比如，第一磁性件的形状为条形时，按照如下实施：所述第一分隔段在中心轴向开设有通孔，第一磁性件穿过所述通孔且第一磁性件末端设有锁紧件；
[0014]该装置使用时，在管道外设置有第二磁性件，所述第二磁性件与所述第一磁性件配合使用，通过磁力感应实现第一封隔段的位置定位；且通过调整第二磁性件的负荷来调整第一磁性件与第二磁性件之间的磁力，从而将第一分隔段固定在管道中。
[0015]进一步地，所述第二磁性件为电磁铁，所述第一磁性件为铁棍。
[0016]进一步地，所述柔性连接件为绳子或者万向节。
[0017]进一步地，所述第二分隔段包括锥形扩径部和橡胶膨胀圈，所述橡胶膨胀圈套设在所述锥形扩径部外，所述橡胶膨胀圈沿锥形扩径部轴向移动时膨胀贴紧管道，起到分隔作用；
[0018]所述橡胶膨胀圈中内设置第三磁性件，在管道外设置有与所述第三磁性件配合使用的第四磁性件，通过管道外第四磁性件与橡胶膨胀圈中内的第三磁性件之间的磁力来引导橡胶膨胀圈沿锥形扩颈部移动。
[0019]需要注意的是，管道内的第一磁性件、第三磁性件之间是不会相互产生磁力的。
[0020]进一步地，所述橡胶膨胀圈包括两块环形的橡胶圈，两块环形的橡胶圈固定连接强力胶粘合而成；
[0021]两个橡胶圈固定连接的相对面上设置有空槽，所述第三磁性件吻合内置于所述空槽中。
[0022]进一步地，所述锥形扩径部的两端设置限位机构，所述锥形扩径部外径大端设置第一限位机构、所述锥形扩径部外径小端设置第二限位机构。
[0023]进一步地，所述供气结构采用气管外接供气装置对所述隔离段供气；所述气管穿过锥形扩径部后伸至靠近第一分隔段的位置，这样便于对分隔段中的气体进行置换；
[0024]该装置在管道内移动时，第二分隔段拖着气管在管道内移动，当第一分隔段移动到目标位置后直接供气即可，置换合格后通过第四磁性件使第二分隔段动作封堵管道。
[0025]以上技术方案，将充氩保护装置做成二段，分别为第一分隔段和第二分隔段，两段之间间隔一定距离且通过绳子、万向节等柔性连接件连接，便于两者在非直线管道内移动；第一封隔段采用清管器的形式，其外壁的橡胶皮紧贴管壁，可以封堵气体，而且向管道内充压时，第一分隔段的前后端产生压差，这个压差会驱动第一分隔段在管道内移动；为了便于定位第一封隔段的位置，我们在第一分隔段中设置导磁材料，比如铁，利用管道外的磁性材料(比如电磁铁)来感应并定位本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种奥氏体不锈钢管道焊接内充氩保护装置，其特征在于，该装置包括第一分隔段、第二分隔段和供气结构，所述第一分隔段和第二分隔段之间通过柔性连接件连接；所述第一分隔段分割管道，第一分隔段能够带动第二分割段在管道内移动，在移动过程中第二分割段不分割管道；该装置在管道内移动到目标位置，在管道外借助磁力件来使第二分隔段动作封堵管道；封堵管道后所述第一分隔段和第二分隔段之间的管道即为隔离段，泄漏点位于隔离段上，通过供气结构对所述隔离段进行充氩置换保护；所述第二分隔段动作是由人工在管道外通过磁力辅助使其实现。2.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢管道焊接内充氩保护装置，其特征在于，所述第一分隔段采用清管器的形式，其外壁紧贴管道的管壁，实现封堵气体，而且向管道内充压时，所述第一分隔段的前后端产生压差，这个压差驱动第一分隔段在管道内移动；所述第一分隔段内设有第一磁性件，该装置使用时，在管道外设置有第二磁性件，所述第二磁性件与所述第一磁性件配合使用，通过磁力感应实现第一封隔段的位置定位；且通过调整第二磁性件的负荷来调整第一磁性件与第二磁性件之间的磁力，从而将第一分隔段固定在管道中。3.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢管道焊接内充氩保护装置，其特征在于，所述第二分隔段包括锥形扩径部和橡胶膨胀圈，所述橡胶膨胀圈套设在所述锥形扩径部外，所述橡胶膨胀圈沿锥形扩径部轴向移动时膨胀贴紧管道；所述橡胶膨胀圈中内设置第三磁性件，在管道外设置有与所述第三磁性件配合使用的第四磁性件，通过管道外第四磁性件与橡胶膨胀圈中内的第三磁性件之间的磁力来引导橡胶膨胀圈沿锥形扩颈部移动。4.根据权利要求3所述的一种奥氏体不锈钢管道焊接内充氩保护装置，其特征在于，所述橡胶膨胀圈包括两块环形的橡胶圈，两块环形的橡胶圈固定连接；两个橡胶圈固定连接的相对面上设置有空槽，所述第三磁性件吻合内置于所述空槽中。5.根据权利要求3所述的一种奥氏体不锈钢管道焊接内充氩保护装置，其特征在于，所述锥形扩径部的两端设置限位机构，所述锥形扩径部外径大端设置第一限位机构、所述锥形扩径部外径小端设置第二限位机构。6.根据权利要求5所述的一种奥氏体不锈钢管道焊接内充氩保护装置，其特征在于，所述供气结构采用气管外接供气装置对所述隔离段供气；所述气管穿过锥形扩径部后伸至靠近第一分隔段的位置...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗涛，侯开红，卿松，王军，王晓东，郑民，陈洪，陈代双，吴晓琴，杨廷加，蒋学奎，杨智超，薛山，郭建明，金綦庆，罗明平，易容，瞿杨，高进，陈德华，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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