[发明专利]用于喷嘴的焊缝检验设备和方法

说明书

共同待决申请的交叉索引

本申请要求享有2004年12月30日提交的、申请号为US60/640093的申请以及2005年3月22日提交的、申请号为US60/663871的申请的优先权，上述申请的全部公开内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于焊缝检验、尤其是用于喷嘴或类似设备上的焊缝检验的设备和方法。

背景技术

在化学或石油化工厂等地方中，经常需要把流体材料从一个地方或从储存室输送到另一个地方。上述材料的输送工具一般包括诸如管道或管子、存储器或反应容器等设备，上述设备通常都由金属制造而成。输送设备的各个部件的接合通常通过把必要的部件焊接在一起而完成。例如，当连接管子的相邻端部时，通常给各端部都提供焊接在各对应的端部的法兰，其然后通过螺栓连接在一起形成密封。可选地，为了形成所需要的管道，管子或其他设备的端部也可以直接焊接在一起。无论哪种情况，将可领会的是，每个焊接接头都必须形成完全的密封以防止运输材料的漏泄。当操作具有潜在危险(即可燃)或有毒性的材料的情况时尤其如此。

出于安全上的考虑，通常需要定期地对用于接合各个设备部件(例如管子、容器、法兰等等)的焊缝的完整性做检验。然而，在试图检验用于把喷嘴连接到管子或者容器上的焊缝的完整性时，遇到了一个特殊的问题。喷嘴通常包括一个短的管道，该管道的一端插入或抵接管子或容器中的开口，而相对一端具有一个法兰。喷嘴的管道部分和管子或容器以及与法兰的之间的连接分别通过焊缝密封。在已知的现有技术中，喷嘴的直径尺寸可以位于小于1英寸到若干英尺的范围内。

现有技术中，已有多种不同的对管子焊缝的完整性进行检验的工具。例如，美国专利No.6131441和5844127(Berube和Carson)(其公开的全部内容在此引入作为参考)教导了焊缝检验工具，其隔离出管子的一个特定区段(例如，一个包括焊缝的区段)并使所述区段受到位于由所述工具和管子内表面所限定的受约束的环形空间内的高压流体的作用。环形空间内的流体压力被监测，借此，任何压力下降都表示焊缝存在漏渗。

美国专利No.5024079(Dufort)教导了一种用于检验带法兰的管子上的焊缝的工具。该工具包括第一部件，该第一部件插入到法兰中，其部分地延伸进入该管子的管段内。该第一部件相对管壁密封。该工具的第二部件配置在该管子的外部，抵接法兰开口地支承。上述两个部件通过一根轴向延伸穿过管子的杆而连接到一起，该杆的直径要远小于管子的直径。如此的布置形成了一个环形空间，在该环形空间中充满了加压流体。但该参考文献并没有教导一种能够用于设置在容器上的喷嘴的工具。此外，由于必须根据被检验管子的直径来确定该工具大小，因此当其用于大直径设备时，该工具的重量决定了它非常难以安装和使用。

美国专利No.6367313(Lybyk)教导了另外一种检验工具或接插头，用于检验管子上焊缝的完整性。该参考文献里的该工具被设计成可以根据不同管子直径而进行调节，但是其仍然包括一种类似上文提及的美国专利5024079中的结构。该参考文献同样没有教导一种能够用于容器喷嘴上的工具，而且也包括如上文中所述的同样的缺点：当应用于大直径管子时，工具的重量增加。

然而，美国专利No.6463791(Berube和Carson)(其公开的全部内容在此引入作为参考)确实教导了一种用于检验用以固定喷嘴的焊缝的设备。如该参考文献的图1所示，该设备包括放置在容器(举例来说)内表面上的第一密封板和固定在喷嘴的外法兰部分的第二密封板。如此，喷嘴处的空间被密封，且加压流体导入其中。一旦该空间被充满，则如上所述地监测压力，任何漏洞都可以被检测出来。虽然该设备提供了一种用于检验喷嘴焊缝的精确和有效的装置，但是该设备的尺寸和重量使其不方便在大型喷嘴上应用。

此外，将可理解的是，检验设备——尤其是那些大尺寸的检验设备——要求至少有两名技术人来对设备进行适当的定位和实施检验。在该情况下，至少需要一位技术人员位于容器内部，处于喷嘴的里面的那一端，还至少需要一位另外的技术人员位于容器外部，处于喷嘴的法兰的那一端。因此，经常需要提供一种在技术人员之间的通讯方法，以正确地共同完成该检验。虽然喷嘴开口本身也是一种通信装置，但是由于正如前面所述的，许多现有技术中的设备完全密封了喷嘴开口，从而阻碍了通过喷嘴开口进行通信。可以理解的是，在可能存在残余的可燃气体等的许多情况下，电子通信装置不能使用。此外，由于密封了大的喷嘴开口，现有技术的设备同样也阻碍了技术人员最快地进入和退出，这可能会形成安全隐患。