李作慧

摘要：对于管道施工，由于管道直径有限，员工无法进入管道进行焊接和清洁，只能从外部单面焊接。此外，室外工作的管道现场施工，从而严重影响管道焊缝的质量。这可能导致管道内壁有错边、未焊透、大焊瘤等。下面介绍了焊接内大口径管的对口器状态以及结构和功能带铜衬垫气动内，以便在小口徑管开发新的焊接衬垫方式。

关键词：管道;焊接;内对口器;衬垫装置

焊接衬垫是单面焊缝有效双面形状方法。对于单面焊接，焊接可在背面插入陶瓷或衬垫铜质，以封堵焊缝焊缝接缝之间的间隙，限制熔池的形状，焊缝获得良好的质量，并防止出现未焊接焊缝等。在管道焊接过程中，手工焊接衬垫不能在管道内壁，焊前布置和焊后清除而只能使用需要专用装置的实现衬垫。

一、国内管道焊接带衬垫内对口器开发现状

虽然对管道内对口器研究落后，但考虑到国外设备的工作原理，还研制出了较成熟的内对口器带衬垫。例如，石油天然气管研究所和天津大学研究所多年来一直在研究和测试成功研制带铜衬垫直径为φ1 219 mm的气动内对口器，其采用卧式构架结构，主要由膨胀装置、铜衬垫、行走设备、导向和操纵器。对口器用气缸推动胀紧装置，具有单伸出2套气缸，活塞杆从气缸在气体通过推动后部进入口进气，将活塞杆的通过水平运动方向垂直运动更改，胀紧定心从而完成。气缸正面气体进气后，按活塞杆将活塞杆和压块缩回，使两根钢管居中。胀紧装置在双排对口器中间铜衬垫机构是圆周方向，每组铜衬垫胀块顶杆上固定在外排。支撑体在两个导向轴设置，安装一组弹簧和滑动体的铜衬垫。现在，随着径向尺寸的增加，在释放弹簧力的作用下，带动铜衬垫滑动体向导轴的另一方向运动，完成焊缝坡口的堵塞功能。当前胀块下降时，滑动体沿压缩弹簧轴线沿导轴移动铜垫，径向尺寸减小，铜衬垫从管内壁缩回。定位装置的移动装置与胀紧装置连接，与胀紧装置一起构成定位装置的长框架。在移动过程中，两组驱动轮支撑在管壁上，在移动过程中形成一个平衡力系统，从而在移动过程中保持机身的平衡。

二、国外管道焊接带衬垫内对口器现状

目前，对口器通常用于高压管道的焊接中，以确保两个管道在端对端焊接中的一致性，并避免焊接错边。管道焊接对口器有多种类型，从内到外，以及用于直径较小的大口径管道焊接。相应的对口器模式分为手动、气动和液压式三种模式。当两条管道对接在一起时，内外对口器通过管道壁上的气压或者液压驱动打开和支撑，以允许对中。在内对口器其其优点，例如外侧焊接管道和良好的对中，焊接衬垫方便携带，广泛应用于长输管道焊接。能够配合自动焊接设备，内对口器可以携带衬垫焊接主要集中在大直径管道上。目前国外最先进的对口器技术包括CRC-Evans、DMI、MCDERMOTT、HORIZN、CCI和NOREAST、ALLSEAS、STOLT、SAIPEM、VIETZ、PROLINE公司等。带衬垫对口器在这些制造公司的已成功地1 m的直径焊接施工中应用。

三、管道焊接带衬垫内对口器不足之处

带铜衬垫内对口器管道国外生产企业自动焊接装置相应配有，广泛用于长输管道，并出口到中国。许多国家制造商和研究机构还开发了较大的内对口器带衬垫，以建造长输的管道，提供技术保障大型管道的建筑质量。但无论在国内还是国外，都是内对口器带铜衬垫的复杂类型，制造成本较高。将内对口器用到中小型管道可能会大幅增加建筑成本。此外，上面指定的自重较小相对较小，它只能用于大管道，对于中小口径管道无法装入，可以使用简单的外对口器或支架来执行管道对的对口功能。焊接衬垫是内对口器主要功能，其中为中小型口径管道设计了专用的焊接衬垫。

四、新型管道焊接衬垫装置主要结构

介绍了一种新的管道衬垫专用处理方法，对于管道中小口径，已放弃自动行走和支撑对口功能，即电力、液体和气动等复杂机制已去掉。采用结构简单、操作方便的设备对口以及衬垫封堵工艺，由四个组件：有对口头部支撑、头部导推衬垫、中间筒杆、尾部推拉定位部件。头部支撑衬垫装置有六组对口部件，它们安装在120°周围，以确保管道两侧焊缝接坡口对中。

五、管道焊接衬垫装置的操作方法

管道焊接新开发的衬垫放置在预焊管道中，手动操作通过衬垫密封、装配、拆卸和收回。预焊管道的内径与以前使用不同，则只要在管道内径稍有变化时增加或减少用于支架调整的匹配对口部件，然后选择相应的弧形衬垫。如果内径发生重大变更，则必须取代钢球筒和滑动架以适应内径的重大变更。使用衬垫管道焊接具体如下操作：首先拖动设备尾部的推拉柄，然后使用卡弹簧打开卡死端面连接筒，径向退回滑动架是导轨杆装置带动，防止弧形衬垫在插入时碰撞或卡滞。从管道单根的一端插入设备，焊接坡口位于设备头部处，通过将连接筒体移动到设备的尾部对设备头的位置控制。头位置处的六组支撑配合对口部件，以确保两个坡口对中性。调整坡口的距离时，单根管道固定。然后将卡簧片缩回装置末端到连接筒，压缩弹簧装置头部向左回弹，导向杆径向向外移，压下弧形衬垫并密封，对其进行焊接作业。在焊好坡口封堵后，拖动装置端的推拉柄，使用滑块支架将导轨杆退回，连接筒旋转装置端，将未焊接坡口弧形衬垫对齐，然后推拉柄松开，焊接坡口弧形衬垫的顶压封堵，再进行焊接作业。

新开发的管道焊接设备适用于中小口径管道，具有简单、紧凑、轻松适应变化后的管道直径、操作方便和制造成本低的优点。现场焊接实验表明，衬垫操作方便，焊接后焊接质量良好，适用广泛。

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