[实用新型]用于铺管船作业施工的焊接接头快速冷却喷淋装置

说明书

技术领域

本实用新型属海洋工程建造安装技术领域，涉及一种焊接冷却的设备，特别是海上铺管船作业施工过程中，用于焊接接头快速冷却的喷淋装置。

背景技术

随着海洋石油、天然气勘探开发，原油、天然气和水的集输问题成为海上油气田开发研究的重要课题之一。但无论选用何种集输形式，海底管道均是其重要的组成部分，海底管道铺设施工是急需解决的关键技术。

到目前为止，我国海洋石油、天然气勘探开发中，铺设的海底管道大多数是采用铺管船进行铺设的，铺设的管道主要有两种类型：一种是平台之间的海底管道，它是通过管道将井口平台的与原油和天然气输送到集输平台或浮式生产系统；另一种是由海底管道将平台或单点系泊装置的原油和天然气直接输送到陆地的炼油厂或油气处理厂。

铺管船铺设海底管道与其它方法具有抗风浪能力强、广泛的适用性、机动灵活和作业效率高等优点。海底管道铺设过程中，一般以铺管船为核心，其它如：起重船、挖沟船、运管驳船、潜水作业船、供应船、调查船等组成施工船队作为辅助。铺管船上装备各种铺管专用设备，例如：张紧器、管道收/放绞车、管段传送装置、对中装置、支撑滚轮、舷吊、托管架和定位设备等，在船甲板上设有一条铺管流水作业线，在作业线上完成管段对中、焊接、无损检测、阳极安装、节点防腐涂层和节点浇注马蹄脂等工序，每接好一根管段，利用锚绞车向前移船(对于动力定位的铺管船，向前航行一根管段长度)下放管道。

海上铺管船施工作业存在如下特点：①施工投资大。在一般海域中铺设一条中等口径的海洋管道需要一支由铺管船、挖沟船和10余只辅助作业的拖船组成庞大的专业船队。此外，还需要供应材料、设备和燃料的船只等。租用专业船队的费用是海洋管道施工中的主要费用，由于这一费用高昂，致使海洋管道施工费用比陆上同类管道要高2～5倍。②施工质量要求高。不论是在施工期间或投产以后，海洋管道若发生事故，其维修难度比陆上管道大得多。③施工环境多变。海况变化剧烈而迅速，如风浪过大，施工船队难以保持稳定。在这种情况下，往往须将施工管道下放到海底，待风浪过后再恢复施工。④施工组织复杂。海洋管道施工中，管道的预制、船队的配件、燃料和淡水的供应等，都需要依靠岸上的基地；船队位置和移动方向的确定，也是依靠岸上的基地电台给予紧密配合，故海底管道施工具有海陆联合组织施工的特点。有关统计显示，从2007～2011年，国内将有至少2000公里的海底管道需要铺设。因此海洋铺管船作业施工的需求量将会急剧增加，在我国的海洋资源开发中发挥巨大的作用。

铺管船铺设海底管道施工过程中，须采用AUT(自动超声检测)对焊缝质量进行快速无损检测。一般而言，AUT探头的适用工作温度范围为0～50℃，而刚刚完成焊接的焊缝边缘仍具有很高的温度，此时无法直接进行检测。若等待焊缝自然冷却后再施工作业，无疑将增加船队的等待时间，延长施工作业周期，导致海洋投资加大。因此，为保证施工效率、缩短施工周期，减少船队等待时间，需对焊缝进行快速冷却降温。迄今为止，国内外均采用喷淋工艺对焊接接头进行冷却处理，即通过设计合理的喷淋装置，利用冷水喷淋，使焊接接头得到快速冷却，从而保证后续探伤环节的顺利进行。但是，目前国内外所采用的喷淋装置一般存在人工操作随机、盲目、无规律的缺陷，由此导致高温状态下，采用冷水喷淋对焊缝组织进行淬火处理时，极易影响焊缝处金相组织及接头性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可用于海上铺管船作业施工的焊接接头快速冷却喷淋装置，该装置中喷淋流量、喷淋速度以及喷淋范围可调，且可根据施工要求实现人工实时干预，有效缩短焊缝冷却速度，提高施工效率。通过喷淋试验，优化确定喷淋头的出水流量、压力与范围等工艺参数，从而可控制焊缝喷淋冷却速度，使焊缝组织合理，进而保证接头性能达到规范的要求。

本实用新型的技术方案是：用于铺管船作业施工的焊接接头快速冷却喷淋装置，主要包括有喷淋头、出水阀、流量计、出水管、水箱、上水管、水槽、支架和水泵组成。水箱和水槽是焊接的盛水容器，水箱固定在支架的顶部。水箱的进水口上连接有上水管，上水管连接水泵，水泵通过管线连接有阀门并与水槽的出水口连接。其特征在于：在水箱的底部有出水口，出水口连接有阀门，并通过阀门连接有出水管。在出水管的另一端连接有出水阀，出水阀连接喷淋头。喷淋头由喷淋管和手柄组成，手柄有中心孔，手柄与出水阀连接。喷淋管为圆筒形，在喷淋管有上有喷嘴，喷嘴的数量在100～1000个之间，喷嘴并排成行。喷嘴的总截面面积与喷淋管内腔截面面积之比为0.5～1.0。

为了及时了解喷淋头出水量，在出水管上连接有流量计。