[发明专利]用于测量待焊接在一起的两个管件的对准的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量待焊接在一起的两个管件——具体为待焊接在一起以形成用于油或气体的传输的管道的管件——之间的对准的方法和设备。

背景技术

当铺设输油管道时，通常需要将一节管件焊接至管道的端部。管道可以铺设在海里。因为水下管道在铺设过程中以及铺设之后通常都承受循环载荷，产生焊接接头因疲劳载荷而变弱的风险，所以连续的管节之间的焊接接头通常需要具有高质量和完整性。当在管道与新管节之间产生焊接接头时，管件端部的不对准影响产出的焊接质量。因而，两个管件端部精确地焊接在一起是很重要的。因此，所希望的是在焊接过程之前和/或之后测量不对准度。

图1是设置成端部对端部的两个管件10a、10b的部分横截面视图。管件的端部成斜角从而在管件端部之间限定待焊接的接头12。如可在图1中所见，管件10a、10b的两个端部之间存在一定程度的不对准。一个管件10a的内表面14a与另一管件10b的内表面14b沿径向方向隔开了距离d。该距离d通常被简称作“高低差(“high-low”，或“hi-lo”)”，或者称作“高低差值(“high-low value”或“hi-lo value”)”。

该高低差值可能沿着管件的内表面的周边而变化。在本发明的上下文中的高低差值指的是：如果有的话，一个管件端部的内表面上的点与相邻的管件端部的内表面上的相邻点之间沿径向方向的间隔。管件的外表面之间的不对准可能涉及高低差测量，但是在本发明中其本身较不重要并且较少相关性。

由于上文所提及的原因，所希望的是测量管件端部之间的不对准度，并且依据所进行的测量采取适当的措施，以提高管件之间的焊接质量。管件端部之间的不对准度的现有技术的测量方法通常涉及计算或测量高低差值。

WO01/70446公开了用于对待焊接在一起的管件的对准进行监控的设备。该设备安装在管件的外部。可以看出，用于测量管件的对准的设备需要被移开以便允许焊接设备将管件焊接在一起。可以看出，很有可能的是在测量管件的对准之后将管件移至焊接工位。管件因此在焊接之前被移动，这很可能改变它们的相对对准。

WO06/112689也公开了一种用于对待焊接在一起的管件的对准进行监控的设备。在一种实施方式中，通过设置在管件外面的管件操作装置将管件保持成端部对端部的构型。管件被保持成使得它们的端部稍微地间隔开，从而使得管件可以相对于彼此移动而管件端部不相互刮擦。在一种实施方式中，传感装置被插入管件的内部以扫描管件的内表面。一旦管件内部已被扫描，就使管件相对彼此移动以实现目标对准，其中，管件端部彼此接触，为焊接在一起做好准备。

现有技术的上述两个示例都存在如下问题：即，焊接是在管件已经被从执行对准测量的位置移开之后在管件上执行的。因此损及对准测量的相关性和有效性。例如，如果对准测量是在焊接过程之前、在与临焊接前的状态不同的状态下执行，那么对准测量可能存在误差并且不同于焊接之后将要测量的对准。

本发明设法减轻上述问题中的一个或更多个。可替代地或另外地，本发明设法提供一种用于对待焊接在一起的两个管件之间的对准进行测量的改进方法和设备。

发明内容

本发明提供了一种用于对准待焊接在一起的两个管件的内对管器，其中，该内对管器包括高低差测量系统，该高低差测量系统安装在内对管器上并且设置为当通过内对管器将两个管件夹持在一起时进行高低差测量。

因此，该内对管器(或ILUC)可用于将两个管件焊接在一起的方法中，其中，在管件在与执行焊接时它们将要所处的位置完全相同的位置被夹持在一起的时候，高低差测量系统能够获得接头区域中管件的对准度指示。如果管件被认为是在令人满意地彼此对准的情况下被夹持在一起，那么无需例如为了实施焊接而使两个管件相对于彼此移动、或相对于焊接设备、内对管器或高低差测量系统移动。因此，实施高低差测量的状态非常接近于实施管件焊接的状态。但是现有技术的系统采用如下方法：在焊接之后执行对准测量，这可能显露出焊接形成之后的对准问题，可能需要重新焊接。现有技术的其他系统采用如下方法：在与最终状态不同的状态下进行测量，这可能导致测量误差以及关于管件的对准或不对准的错误的判定。本发明的实施方式使得高低差测量能够在紧接管件的焊接之前、在与焊接时的状态非常接近的状态下执行。