Защитная камера для сварки под водой

 

Изобретение относится к сварке, а именно к защитным камерам для сварки под водой, например контактной, стыков трубопроводов, и может быть использовано при строительстве и ремонте подводных трубопроводов и других сооружений. Цель изобретения - повышение эксплуатацион-^ 13ной надежности камеры при сварке с избыточным давлением 0,3-0,5 кг/см . Камера состоит из жестких боковых стенок 1 и 2, прижимных шайб 3 и 4, служащих для сжатия термостойких уплотнений 5 и 6 между стенками 1 и 2 и свариваемыми трубами 1 и 8, в которых установленытидроизолирующие заглушки 9. Эластичная оболочка 10 стягивающими кольцами 11 и 12 закреплена на жестких стенках 1 и 2, которые снабжены штуцерами 13 и 14 системы подачи газа. Камера установлена между токоподводящими зажимами 15 и16 сварочной машины. Оболочка 10 выполнена из газоводопроницаемой смачиваемой водой ткани со сквозными капиллярными отверстиями. При сварке избыток газов выходит через капиллярные отверстия, диаметр которых обеспечивает поддержание оптимального избыточного давления в камере 0,3-(Лс0,5 кг/см . 2 ил.lO!ГО ^ О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2!

Ь (21) 4681832/27 (22) 18.04.89 (46) 07.02.92. Бюл. ¹ 5 (71) Институт электросварки им. Е.О. Патона, (72) С,И.Кучук-Яценко, И.Н,Мосендз, Б.И.Ка- . зымов и И.В.Захор (53) 621.791.75.039 (088.8) (56) Патент США № 4437710, кл. 312 — 1, 1984.

Заявка Франции № 2410597, кл. В 63 С 11/44, 1977. (54) ЗАЩИТНАЯ КАМЕРА ДЛЯ СВАРКИ

ПОД ВОДОЙ (57) Изобретение относится к сварке, а именно к защитным камерам для сварки под водой, например контактной, стыков трубопроводов, и может быть использовано при строительстве и ремонте подводных трубопроводов и других сооружений. Цель изобретения — повышение эксплуатацион13

„„. ЖÄÄ 1710246 А1

2 состоит из жестких боковых стенок 1 и 2, прижимных шайб 3 и 4, служащих для сжатия термостойких уплотнений 5 и 6 между стенками 1 и 2 и свариваемыми трубами 7 и

8, в которых установлены гидроизолирующие заглушки 9. Эластичная оболочка 10 стягивающими кольцами 11 и 12 закреплена на жестких стенках 1 и 2, которые снабжены штуцерами 13 и 14 системы подачи газа.

Камера установлена между токоподводящими зажимами 15 и16 сварочной машины, Оболочка 10 выполнена из газоводопроницаемой смачиваемой водой ткани со сквозными капиллярными отверстиями, При сварке избыток газов выходит через капиллярные отверстия, диаметр которых обеспечивает поддержание оптимального избыточного давления в камере 0,30,5 кг/см . 2 ил.

1710246

2 O в 2 75,9 10 Нlм (3...5 ) 104 Нбм

Ъ

= (3,036. .,5.06) 10 м.

Изобретение относится к области сварки, а именно к конструкции защитных камер для сварки под водой, например контактной, стыков трубопроводов, и может быть использовано при строительстве и ремонте подводных трубопроводов и других сооружений, Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности камеры при сварке с избыточным давлением 0,3-,05 кг/см, z

На фиг.1 представлена камера, общий вид; на фиг.2 — узел, I на фиг.1.

Камера включает жесткие боковые стенки 1 и 2, прижимные шайбы 3 и 4, служащие для сжатия термостойких уплотнений 5 и 6 между стенками 1 и 2 и свариваемыми трубами 7 и 8, внутри которых установлены гидроизолирующие заглушки 9.

Эластичная оболочка 10 стягивающими кольцами 11 и 12 закреплена на жестких стенках 1 и 2, которые снабжены штуцерами

13 и 14 системы подачи газа. Камера установлена между токоподводящими зажимами 15 и 16 сварочной машины. Оболочка 10 камеры выполнена из водогазопроницаемой смачиваемой водой ткани с капиллярными сквозными отверстиями диаметром

0,006-0,01 мм, чем обеспечивается поддержание в камере заданного, технологически обоснованного давления 0,3 — 0,5 кг/см при г любой глубине производства работ.

При погружении камеры под воду последняя проникает в.капиллярные скозные отверстия смачиваемой водой ткани, из которой выполнена эластичная оболочка. В смачиваемом водой капилляре под вогнутым мениском появляется дополнительное давление Л P (фиг,2), которое по закону

ЛАПЛАСА пропорционально радиусу кривизны мениска R, Зная коэффициент поверхностного натяжения воды гг и избыточное давление

Л Р»6, которое необходимо создать перед сваркой в камере для гарантированного исключения проникновения в нее воды, мож-, но определить радиус капилляра

Вк, Rg — — - — (для сферической поверхно2п "i P сти мениска R= Ry), при котором избыточное давление в камере уравновешивается дополнительным давлением Л P в капилляре. Опыт контактной стыковой сварки под водой в защитных камерах различных конструкций показал, что величина

Л Р»ь = 0,3-0,5 кг/см, 2

Размер сквозных капиллярных отверстий, пронизывающих газоводопроницаемую ткань, определенный исходя из этих значений Р», составляет

Диаметр отверстий б 2R = 6...10 мкм.

При диаметре сквозных отверстий в ткани менее 6 мкм увеличивается избыточное

10 давление в камере, что технологически нецелесообразно; при значении более 10 мкм наблюдается повышенное поступление влаги внутрь камеры, что приводит к снижению стабильности механических свойств свар15 ных соединений.

Защитная камера работает следующим образом, Перед сваркой жесткие стенки 1 и 2 камеры с помощью прижимных шайб 3 и 4, уплотнений 5 и 6 герметично фиксируют на трубах 7 и 8, в которые предварительно вставлены заглушки 9. Материалом уплотнений 5 и 6 служит шнуровой асбест. Затем на жесткие стенки 1 и 2 устанавливают оболочку 10 из газоводопроницаемой смачиваемой ткани. B качестве материала эластичной оболочки используют эксцельсиор 1 ГОСТ 20023 — 74.

После закрепления эластичной оболочки 10 стягивающими кольцами 11 и 12, подключения камеры через штуцера 13 и

14 к системе подачи газа, зажатия труб 7 и

8 токоподводящими зажимами 15 и 16 сварочной машины производят продувку камеры с помощью системы подачи газа, Вытеснение воды контролируется датчиком наличия воды, установленным в камере (не показан).

В процессе сварки происходит рез40 кое повышение давления в гидроизолированном объеме, создаваемом вокруг стыка, вследствие нагрева газовой среды и испарения металла при оплавлении, Многочисленные эксперименты показали, 45 что давление в камере, в различные периоды оплавления превышает исходное в

2...5 раз. При герметичной эластичной оболочке вся нагрузка по стравливанию избыточного давления (конструкция открытая в нижней части для сварки оплавлением неприемлема вследствие вредного влияния паров воды на качество соединений) ложится на стравливающий клапан, что требует ужесточения требований к его технологическим возможностям и эксплуатационной надежности. При пористой оболочке стравливание газа происходит по всей ее поверхности до тех пор, пока давление в камере не уравнивается с дополнительным давлением ЛР в каждом ка1710246

Составитель Л.Назарова

Техред M. Мсгргентал Корректор Т.Малец

Редактор Е.Папп

Заказ 295 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 пилляре. Таким образом обеспечивается саморегулирование и поддержание давления на заданном уровне без применения специальных устройств, .Кроме этого эластичная пористая оболочка хорошо противостоит обыскриванию в процессе оплавления, Когда искры расплавленного металла попадают на смоченную водой оболочку, происходит охлаждение капли металла. Мгновенно охлажденная капля металла не прилипает к оболочке и не прожигает ее. В процессе сварки эластичная оболочка сохраняет надежность и работоспособность, в камере поддерживается необходимое избыточное давление.

Работа камеры контролируется датчиком наличия воды, а также по записям параметров режима сварки, Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает эксплуатационную надежность камеры при контактной стыковой сварке оплавлением при упрощении конструкции камеры.

Внедрение комплекса для контактной стыковой сварки оплавлением с использо.ванием данной камеры позволяет сократить затраты на проведение ремонта за счет со5 кращения его продолжительности и использования меньшего числа специальных плавсредств, а также позволит увеличить объем перекачки пРодукта в связи с сокращением времени на ликвидацию аварии.

Формула изобретения

Защитная камера для сварки под водой, включающая эластичную оболочку, угглотнения для герметизации места соединения со

15 свариваемыми деталями, и систему созда,ния избыточного давления газа для вытеснения воды из камеры, о т л и ч а ю ща я с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности камеры при сварке с из20 быточным давлением 0,3 — 0,5 кг/см, г эластичная оболочка выполнена из газоводопроницаемой смачиваемой водой ткани с капиллярными сквозными отверстиями диаметром 0,006 — 0,01 мм,