氣流沖擊式多功能管內焊瘤清除器的制作方法

專利名稱：氣流沖擊式多功能管內焊瘤清除器的制作方法
專利說明 本實用新型涉及一種沖擊式焊瘤清除器，用于油、氣、石油化工、民用供水管道內的通球、試壓及清除焊瘤。目前，國內幾十年的油氣田開發建設，隨著焊接技術質量要求、工藝要求的不斷提高，對管道進行內防腐、使用水泥沙漿、涂料等，主要目的都是為了延長管材的壽命。多年來，在通球管道上，都是使用鋼球、膠皮球、橡皮發射器進行清管，而在很大程度上忽視了焊瘤的存在。在這種情況下，凡是對建設安裝工程來講，焊瘤的存在成了歷年來的老大難問題。用比鋼管的內徑小4毫米的鋼球進行通球試壓，如遇到焊瘤就會被卡住，風機吹不動，經常會出現卡球現象，鋼球屬于隨遇滾動型，四周都要跑氣，卡球時就要將壓風機停掉，然后用氧氣在管子上端開天窗(即在管線焊口處的上端開個長方形口)，把焊瘤去掉后，將天窗補上再進行試壓；有時幾公里管線要開十幾個天窗，十幾公里或幾十公里管線就要開幾十個或百個天窗。試壓時，它需要作試壓準備，吹掃、通鋼球、穩壓。而用膠皮球試壓的過程是，先將膠皮球用榔頭打入管口內(膠皮球直徑比管子內徑大5-7mm)，然后用壓風機升壓，膠皮球四周雖不漏氣，但只能將管內一部分雜物清理出管口；由于壓風機不斷升壓，把膠皮球硬往前擠，遇到焊瘤雖卡不住，但焊瘤就把膠皮球刮道口；管線長，焊口多，就要給膠皮球上刮無數道口，下一次就不能用了。膠皮清管器的用途與膠皮球相似，也只能把管內的雜物清理掉，缺點與膠皮球同樣。橡皮發射器的用途與膠皮球、膠皮清管器相同，也是從管線這邊裝進去，從那邊吹出來即可。
使用膠皮球、膠皮清管器或橡皮發射器試壓的共同點是，在管道中不會卡住，遇到彎頭都能過去，但遇到焊瘤都有不同程度的損壞，都只能使用一次；試壓時，只要把膠皮球、膠皮清管器或橡皮發射器吹出來為止，就確認該管道試壓合格，穩壓后就能投入使用了，而焊瘤卻留在了焊口的內部，對以后管道的內防腐、通球清蠟或清除雜物造成了很大困難。
管線焊接完畢后，需要作試壓準備，吹掃、通球、穩壓，試壓都是分段試壓(注過公路、過溝、穿越、跨越)不連接；試壓完畢后，才能把過公路、過溝的管線連通，投入使用，焊瘤自然被留在了焊口的內部。現有的CN1030038A公開了一種“內部焊瘤去除裝置”，它是用電動的方法，在焊瘤仍然灼熱和相當軟的時候從焊接在一起的管子端部中除去內部焊瘤的設備，其結構復雜，制作成本高，對于小口徑管線無法適用。本實用新型解決了現有管內試壓工具不能清除管內焊瘤的問題。
本實用新型包括由圓球形轉向頭、連接桿、沖擊塊組成的工件和密封碗，轉向頭通過連接桿與沖擊塊連為一整體，沖擊塊與密封碗通過壓板、螺栓連接起來；沖擊塊為中段凹入的圓柱體，沖擊塊靠近轉向頭的一端為主刀刃端，沖擊塊靠近密封碗的一端為副刀刃端；沖擊塊的主副刀刃端的直徑相同，分別比管內徑小2mm，轉向頭的直徑主副刀刃端的直徑小8-10mm，密封碗的直徑比管內徑大3mm；密封碗邊緣的厚度小于密封碗中間的厚度。
本實用新型的轉向頭在管線內做高速運動時，遇到彎頭時能迅速改變方向，不論兩個彎頭間的距離長短，只要彎頭的彎曲半徑大于四倍管直徑時，都能順利通過。由于密封碗邊緣的厚度小于密封碗中間的厚度，能將工件很輕松的放入管口內，在運動過程中，不會將工件后端托起，使工件平滑的運動，不會做旋轉運動。轉向頭在遇到焊瘤過長或過大時，將會把焊瘤碰彎，而后將工件后端彈起，發出聲響，人站之處就能聽到工件到什么位置了，起到自然定位的作用。工件在管線內作高速運動時，它將焊口內部超標或焊瘤迅速切除、清理并帶出管外。
管線焊接完畢后，即可開溝、下管、將過公路、過溝等任何障礙物的管線全線焊接連通，一次性通球試壓，它能將管道焊口內的焊瘤殘渣、雜物、毛刺等一次性的清理干凈，當焊瘤去掉后，焊瘤的根部也不會出現凹陷，使管道內壁光滑平整。在低壓管道上，壓力為1-2Mpa時，將吹掃、通球、穩壓、全線連通一次性試壓完成；在高壓管道上，以吹掃、通球一次完成，穩壓分步進行，對以后管道做內防腐、通球、清蠟創造了很好的條件，延長了管道的使用壽命。本實用新型可以多次反復使用，在很大程度上節省了人力、物力、經費，結構簡單，集清雜物、除焊瘤、吹掃、通球、穩壓為一體。


圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是管線內焊瘤的分布圖；圖3是本實用新型過直管的工作示意圖；圖4是本實用新型過彎管的工作示意圖。本實用新型包括由圓球形轉向頭1、連接桿2、沖擊塊3組成的工件和密封碗6，轉向頭1通過連接桿2與沖擊塊3連為一整體，沖擊塊3與密封碗6通過壓板7、螺栓8連接起來；沖擊塊3為中段凹入的圓柱體，沖擊塊3靠近轉向頭1的一端為主刀刃端4，沖擊塊3靠近密封碗6的一端為副刀刃端5；沖擊塊3的主副刀刃端的直徑相同，分別比管內徑小2mm，轉向頭1的直徑主副刀刃端的直徑小8-10mm，密封碗6的直徑比管內徑大3mm；密封碗6邊緣的厚度小于密封碗中間的厚度。
轉向頭具備轉向及導引的作用，且在高速運動中通過沖擊塊3的主刀刃端4施加牽引慣性動能的作用，以保證非均面焊瘤沖切時工件的穩定性。當工件在管道中運動時，如遇到焊瘤過長或過大時，轉向頭會把焊瘤碰彎，而后將工件后端彈起，發出聲響定位。
當工件通過管線的每一段時，在焊瘤切除后，可將切下的焊瘤存放于轉向頭、連接桿、沖擊塊端頭所形成的凹入部，沖擊塊端頭能將雜物、土塊推進，有少量的土、泥沙能進入沖擊塊中段的凹入部存放，密封碗把風量完全隔在工件后面，不易將工件撐起來，當風機供風時，密封碗就向外側撐開，達到把工件向前快速推進的目的，最后將管內的雜物、焊瘤全部推出管外。密封碗還可以更換。
沖擊塊3的主刀刃端4用于切除焊瘤物及混入管內的其它雜物，使焊口內部呈光滑面。而沖擊塊3的副刀刃端5用于進一步掃除、擠平主刀刃端沖切遺留的毛刺，使焊口內部更為平整。在試壓過程中，工件在管道中運行時，通過每一個焊口，不管有沒有焊瘤，只要是超高部位，主刀刃端都能將其切成標準的平整度，焊瘤被高速運動的工件切除后，就被向前推進，到不了主刀刃端的后面。
如圖3所示，本實用新型在直管線內作高速運動時，從起始點運動速度由低而高遇到焊瘤或超高部位時，速度則由高而低呈直線下降，直到把焊瘤切除掉，而后又迅速加速至高速運動。每根管子以6米計，焊瘤切除后，管內雜物、沙土可一起帶出管外。
如圖2所示，在管內焊口處的上部為焊瘤密集區，左右兩側的焊瘤一般較少，下部為超標部位，當主刀刃端切除焊瘤后，上焊瘤根部只留有1-1.2毫米的殘留部分，由副刀刃端將其二次切削，達到設計要求。
如圖4所示，當工件在遇到S型彎、U型彎、 型補償器時，轉向頭主要用于彎頭轉彎處使用，在管線內做高速運動時，遇到彎頭時能迅速改變方向，可以向左、向右、向上、向下運動，不論兩個彎頭間的距離長短，只要彎頭的彎曲半徑大于四倍管直徑時，無論有幾個彎頭連接在一起，兩彎頭間的距離長短不限，都能順利通過。沖擊塊中段的凹入部分主要用于保證工件能從彎頭處沿管內壁的凸弧面順利通過，從而減小工作時對彎曲半徑的要求，并為沖擊塊3的副刀刃端5的通過留有余量。沖擊塊能使工件在管內平行滑動。轉彎時，先由轉向頭與彎頭的外弧內壁碰撞向前運動，主刀刃端碰撞不到外弧內壁，對該處無損傷；通過彎頭內弧時，由于有一定的空間位置，沖擊塊中段為凹型面，主刀刃端已過去，彎頭內弧也無損傷。
本實用新型主要用于工業管道、油田建設、氣田建設、注水管道、供水管道。在油田建設中有單井管線和輸油管線，一般單井或輸油管道在焊接完畢后，設計要求進行通球試驗以前，先使用鋼球，后來使用發生器，以清除管內雜物為主。現在本實用新型既能將管內的雜物清理出來，又能將每個焊口處的焊瘤一次性的清除掉。在氣田建設中，單井管線壓力比輸氣管線壓力高，單井壓力為30Mpa-40Mpa之間，屬于高壓范圍，焊接過程是先用氬弧焊打底，電焊填充蓋面，焊瘤是難免的。過去在試驗時只做吹掃，打高壓、穩壓，沒有收、發球裝置。而輸氣管線一般為中壓，壓力為6.4Mpa，焊接方式與單井相同，但設計各站都裝有發、收球裝置，為以后清管內雜物使用，在管線焊接完后，只用發射器將管內雜物清理掉，方能投入運行。要求通球試驗，如把鋼球卡在管線內，就無法找到，以發射器試驗為準，焊瘤始終還留在管內的焊口處，給以后的清管帶來很大的麻煩。而使用本實用新型，就達到了管道暢通，順利清管之目的。在注水、供水管道(包括民用生活水、生活用水管道)中，此類管道在焊接完以后，都要進行吹掃通球穩壓試驗，屬于高壓(注水)25Mpa要穩壓至工件壓力20Mpa，屬于低壓的，穩壓至工件壓力1Mpa。本實用新型無須焊堵頭，為以后管道做內防腐、順利清理奠定了很好的基礎。
使用說明在試壓前，應先將管子支起來15厘米高度，在管頭上焊接一只法蘭，另一只法蘭與壓風機連接，待焊口冷卻后方可將本實用新型放入管口內，用螺栓將其密封，即完成試壓準備。將壓風機啟動，氣包壓力升至規定極限時，將快開閥門迅速開啟即可。隨著管徑的增大，壓風機的數量也要增加。大口徑管道試壓時，應先將本實用新型放入管口內約30厘米處即可，堵板的中孔應提前開好，不得將堵板與管口焊好后再開中孔，以防止把密封碗燒壞。
權利要求1.一種氣流沖擊式多功能管內焊瘤清除器，其特征在于它包括由圓球形轉向頭、連接桿、沖擊塊組成的工件和密封碗，轉向頭通過連接桿與沖擊塊連為一整體，沖擊塊與密封碗通過壓板、螺栓連接起來；沖擊塊為中段凹入的圓柱體，沖擊塊靠近轉向頭的一端為主刀刃端，沖擊塊靠近密封碗的一端為副刀刃端；沖擊塊的主副刀刃端的直徑相同，分別比管內徑小2mm，轉向頭的直徑主副刀刃端的直徑小8-10mm，密封碗的直徑比管內徑大3mm；密封碗邊緣的厚度小于密封碗中間的厚度。
專利摘要本實用新型公開了一種沖擊式焊瘤清除器，它解決了現有管內試壓工具不能清除管內焊瘤的問題。它包括由圓球形轉向頭、連接桿、沖擊塊連為一整體的工件和密封碗，沖擊塊與密封碗通過壓板、螺栓連接起來；沖擊塊為中段凹入的圓柱體，沖擊塊靠近轉向頭的一端為主刀刃端，沖擊塊靠近密封碗的一端為副刀刃端；沖擊塊的主副刀刃端分別比管內徑小2mm，轉向頭的直徑主副刀刃端的直徑小8－10mm，密封碗的直徑比管內徑大3mm；密封碗邊緣的厚度小于密封碗中間的厚度。本實用新型在管線內作高速運動時，將焊口內部超標或焊瘤迅速切除、清理并帶出管外。集清雜物、除焊瘤、吹掃、通球、穩壓為一體。
文檔編號B23K31/10GK2637076SQ0328052
公開日2004年9月1日 申請日期2003年9月11日 優先權日2003年9月11日
發明者卿周全 申請人:卿周全