用于测量待焊接在一起的两个管件的对准的方法和设备技术

一种内对管器（２０），用于将待焊接在一起的两个管件对准，包括高低差测量系统，该高低差测量系统例如包括激光源（２４）和摄像机系统（２２），激光源（２４）和摄像机系统（２２）安装在内对管器（２０）上并且设置成进行高低差测量（ｄ），指示管件（１０ａ，１０ｂ）的对准度。当通过内对管器（２０）将两个管件夹持在一起时可以进行测量。之后，当管件保持于在上述位置被夹持在一起并且高低差测量系统保持位于管件内部时，将管件焊接在一起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于测量待焊接在一起的两个管件一具体为待焊接在一起以形成用于油或气体的传输的管道的管件一之间的对准的方法和设备。
技术介绍
当铺设输油管道时，通常需要将一节管件焊接至管道的端部。管道可以铺设在海里。因为水下管道在铺设过程中以及铺设之后通常都承受循环载荷，产生焊接接头因疲劳载荷而变弱的风险，所以连续的管节之间的焊接接头通常需要具有高质量和完整性。当在管道与新管节之间产生焊接接头时，管件端部的不对准影响产出的焊接质量。因而，两个管件端部精确地焊接在一起是很重要的。因此，所希望的是在焊接过程之前和/或之后测量不对准度。图1是设置成端部对端部的两个管件10a、10b的部分横截面视图。管件的端部成斜角从而在管件端部之间限定待焊接的接头12。如可在图1中所见，管件10a、IOb的两个端部之间存在一定程度的不对准。一个管件IOa的内表面14a与另一管件IOb的内表面14b 沿径向方向隔开了距离d。该距离d通常被简称作“高低差(“high-low”，或“hi-lo”)”， 或者称作“高低差值("high-low value”或“hi-lo value”)”。该高低差值可能沿着管件的内表面的周边而变化。在本专利技术的上下文中的高低差值指的是如果有的话，一个管件端部的内表面上的点与相邻的管件端部的内表面上的相邻点之间沿径向方向的间隔。管件的外表面之间的不对准可能涉及高低差测量，但是在本专利技术中其本身较不重要并且较少相关性。由于上文所提及的原因，所希望的是测量管件端部之间的不对准度，并且依据所进行的测量采取适当的措施，以提高管件之间的焊接质量。管件端部之间的不对准度的现有技术的测量方法通常涉及计算或测量高低差值。W001/70446公开了用于对待焊接在一起的管件的对准进行监控的设备。该设备安装在管件的外部。可以看出，用于测量管件的对准的设备需要被移开以便允许焊接设备将管件焊接在一起。可以看出，很有可能的是在测量管件的对准之后将管件移至焊接工位。 管件因此在焊接之前被移动，这很可能改变它们的相对对准。W006/112689也公开了一种用于对待焊接在一起的管件的对准进行监控的设备。 在一种实施方式中，通过设置在管件外面的管件操作装置将管件保持成端部对端部的构型。管件被保持成使得它们的端部稍微地间隔开，从而使得管件可以相对于彼此移动而管件端部不相互刮擦。在一种实施方式中，传感装置被插入管件的内部以扫描管件的内表面。 一旦管件内部已被扫描，就使管件相对彼此移动以实现目标对准，其中，管件端部彼此接触，为焊接在一起做好准备。现有技术的上述两个示例都存在如下问题S卩，焊接是在管件已经被从执行对准测量的位置移开之后在管件上执行的。因此损及对准测量的相关性和有效性。例如，如果对准测量是在焊接过程之前、在与临焊接前的状态不同的状态下执行，那么对准测量可能存在误差并且不同于焊接之后将要测量的对准。本专利技术设法减轻上述问题中的一个或更多个。可替代地或另外地，本专利技术设法提供一种用于对待焊接在一起的两个管件之间的对准进行测量的改进方法和设备。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于对准待焊接在一起的两个管件的内对管器，其中，该内对管器包括高低差测量系统，该高低差测量系统安装在内对管器上并且设置为当通过内对管器将两个管件夹持在一起时进行高低差测量。因此，该内对管器(或ILUC)可用于将两个管件焊接在一起的方法中，其中，在管件在与执行焊接时它们将要所处的位置完全相同的位置被夹持在一起的时候，高低差测量系统能够获得接头区域中管件的对准度指示。如果管件被认为是在令人满意地彼此对准的情况下被夹持在一起，那么无需例如为了实施焊接而使两个管件相对于彼此移动、或相对于焊接设备、内对管器或高低差测量系统移动。因此，实施高低差测量的状态非常接近于实施管件焊接的状态。但是现有技术的系统采用如下方法在焊接之后执行对准测量，这可能显露出焊接形成之后的对准问题，可能需要重新焊接。现有技术的其他系统采用如下方法 在与最终状态不同的状态下进行测量，这可能导致测量误差以及关于管件的对准或不对准的错误的判定。本专利技术的实施方式使得高低差测量能够在紧接管件的焊接之前、在与焊接时的状态非常接近的状态下执行。高低差测量系统可以为非接触测量系统例如光学测量系统的形式。光学测量系统可包括摄像机系统。光学测量系统可包括光源。光源可以是设置成在确定待焊接的接头的轮廓时为摄像机系统提供辅助的参考光源。参考光源例如可以是可识别的形状或图案的形式，例如可作为直线由完全平面反射的平面片光。摄像机可以设置成检测被管件的内部反射的参考光图案。高低差测量系统可包括安装在内对管器内部的摄像机。由此可保护摄像机不受焊接过程中产生的灰尘和高温的损害。摄像机可与一个或更多个镜子相关联，以便从摄像机在内对管器内部的位置执行摄像机的功能。高低差测量系统可以沿着内对管器的长度安装在中间。高低差测量系统可以设置成在绕管件周边的多个不同点处测量高低差值。高低差测量系统可以设置成围绕管件的周边基本连续地测量高低差值。在管件的周边上可进行超过100次的测量。高低差测量系统可以安装为沿着接头线移动(例如从而使得高低差测量系统绕管件的轴线转动)。高低差测量系统可以通过局部电源供电。局部电源可与内对管器相关联。内对管器可包括局部电源例如电池。内对管器可另外地或可替代地通过经由脐带式管线传输至内对管器的电能供电。本专利技术还提供例如在将两个管件焊接在一起的方法中测量高低差值的方法。该方法可以包括如下步骤将两个管件夹持成端部对端部的构型以在它们之间限定待焊接的接头。该方法可以包括如下步骤例如在管件被夹持在一起时，通过定位的管件内部的测量系统获得接头区域中的管件的对准度指示。该方法可以包括如下步骤在测量系统保持位于管件内部并且位于接头区域中时，将两个管件焊接在一起。优选地，在获得管件的对准度指示的步骤之前执行将两个管件夹持在一起的步骤。优选地，在将两个管件焊接在一起的步骤之前(优选地在紧接该焊接步骤之前)执行获得管件的对准度指示的步骤夹持的步骤可以包括完成组装的步骤。优选地，在获得管件的对准度指示的步骤开始之前，完成能够实现管件的焊接所必需的所有操作。将两个管件夹持在一起的步骤可以从管件内部执行。可以使用内部夹持系统。 两个管件可以被夹持成端部对端部的构型，并且一个端部接触另一端部，由此限定待焊接的接头。根据本专利技术的任一方面，内部夹持系统可以是内对管器(ILUC)。测量系统可以是高低差测量系统。测量系统可以安装在用于将管件夹持在一起的内对管器上。测量系统可以是根据本专利技术的任一方面的高低差测量系统。获得管件的对准度指示的步骤可以包括绕管件的轴线转动测量系统。在焊接步骤中，测量系统可以定位成紧邻接头。焊接步骤可以包括至少在焊接过程的初始阶段期间、在焊接区域中引入气体例如保护气体。焊接步骤可以完全从管件的外部执行。接头在被焊接时可以不受来自管件内部的支撑。可以不需要铜垫块等。该方法可包括对来自测量系统的在获得管件的对准指示的步骤期间获取的数据进行电子处理的步骤。在这样的数据处理步骤中，可以将所获取的数据与参考数据进行比较。通过这样的数据处理步骤，可以就管件是否被充分良好地对准以便焊接而做出判定——优选为自动地做出判定。参考数据可以仅仅是一标准例如高本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于对准待焊接在一起的两个管件的内对管器，其中，所述内对管器包括高低差测量系统，所述高低差测量系统安装在所述内对管器上并且设置成当通过所述内对管器将两个管件夹持在一起时进行高低差测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯托·莱戈里，
申请(专利权)人：塞彭公司，
类型：发明
国别省市：IT