一種海底管道焊接二次電源導(dǎo)電新技術(shù)應(yīng)用

李蘭現(xiàn) 周明佳 郝建紅 張晉龍 許彥雷 周懷杰

摘 要： 本技術(shù)涉及地線連接裝置，尤其涉及一種用于帶保護(hù)層的海底管道焊接作業(yè)中所使用的海底管道焊接地線連接器。一種海底管道焊接地線連接器，包括兩個(gè)相互對應(yīng)的弧形板，兩弧形板的底部內(nèi)壁上相互對應(yīng)各連接有一導(dǎo)電接觸塊，兩弧形板的外壁上相互對應(yīng)各連接有一個(gè)地線連接螺栓，螺栓上安裝一螺母，兩弧形板上端部通過連接結(jié)構(gòu)將兩弧形板連接在一起構(gòu)成一焊接地線連接器。本技術(shù)設(shè)計(jì)能夠牢固地夾緊在海底管道上，保證海管焊接安全、順利的進(jìn)行 ;焊接時(shí)，與海底管道間保持良好的導(dǎo)電性，形成穩(wěn)定的電流，使海底管道焊接的質(zhì)量得到保障 ;其使用壽命長，有效地降低了焊接成本。

關(guān)鍵詞： 提高效率;降低成本;提高質(zhì)量;消除磁場

技術(shù)背景

在海上石油開發(fā)工程中，需要在海底鋪設(shè)海底輸油管道。在海底管道鋪設(shè)前，需要在陸地或鋪管船上對海底管道進(jìn)行焊接接長，海底管道的焊接接長時(shí)，通常是由操作人員分別從海底管道兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行施焊，焊接時(shí)采用直流正接的焊接方式，即 ：焊條與電源正極相連，海底管道為負(fù)極與地線相連，由于海底管道設(shè)有防腐層，其管頭兩端留出長度約為150mm 的裸露金屬本體，以方便鋪設(shè)時(shí)的組對和焊接操作。因此，焊接地線只能與裸露金屬母材相連，且應(yīng)連接在將要施焊端的金屬母材上。在焊接時(shí)，為保障焊接的順利進(jìn)行及獲得良好的焊接質(zhì)量，要求地線與海底管道連接必須牢靠，并且要求地線與海底管道間具有良好的導(dǎo)電性。

傳統(tǒng)的海底管道與焊接地線是采用兩塊磁鐵吸附的形式進(jìn)行連接的，兩塊尺寸為 ：100mm×50mm×40mm，使用這兩塊磁鐵分別將兩條焊接地線壓放、吸附在海底管道的裸露管柱的外壁上，以達(dá)到導(dǎo)電的目的。然后，再由操作人員接通電源對海底管道進(jìn)行焊接工作。

存在問題 ：

1、磁鐵受到電弧所產(chǎn)生磁場及焊接高溫的影響，磁性受到削弱，形成消磁過程，造成其使用壽命極短 （ 只有 10 天 ），磁鐵更換頻繁，更換費(fèi)用高 ;

2、在焊接過程中，磁鐵受到電弧磁場的影響，造成其磁性不均勻，磁鐵和地線容易脫落，造成安全隱患，影響焊接進(jìn)度 ;

3、磁鐵所產(chǎn)生的磁場造成了電弧的磁偏吹現(xiàn)象，影響了焊接質(zhì)量 ;

4、磁鐵易吸附鐵屑，造成其與管壁接觸不實(shí)，使焊接電流不穩(wěn)定，影響了焊接質(zhì)量。

技術(shù)內(nèi)容：

本技術(shù)的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種海底管道焊接地線連接器，其能夠牢固地夾緊在海底管道上，保證海管焊接安全、順利的進(jìn)行 ;焊接時(shí)，與海底管道間保持良好的導(dǎo)電性，形成穩(wěn)定的電流，使海底管道焊接的質(zhì)量得到保障 ;其使用壽命長，有效地降低了焊接成本。

本技術(shù)包括 ：兩個(gè)相互對應(yīng)的弧形板，兩弧形板由鋼管截切而成 1/4 鋼管圓環(huán)，為方便本實(shí)用新型的攜帶、搬運(yùn)方便，左、右兩弧形板截切的弧心角的范圍為 ：90°～ 110°，寬度范圍為 ：20 ～ 80 毫米，厚度范圍為 ：8 ～ 16 毫米 ;為保證其能在對應(yīng)尺寸管道上安裝，截切管柱的外徑應(yīng)比所連接夾緊的管道外徑要稍大，對于小于 6in（ 英寸 ） 的管道，截切管柱的外徑應(yīng)比所連接夾緊的管道外徑大 0.75 ～ 1.5in（ 英寸），對于6～10in（英寸）的管道，截切管柱的外徑應(yīng)比所連接夾緊的管道外徑大1.25～ 2.5in（ 英寸 ）。為使連接器與管道間具有牢固的接觸及良好導(dǎo)電性能，在左、右兩個(gè)相互對應(yīng)的弧形板的底部內(nèi)壁上相互對應(yīng)各焊接有一導(dǎo)電接觸塊，導(dǎo)電接觸塊的材料采用普通碳鋼，兩導(dǎo)電接觸塊與相應(yīng)弧形板既 ：截切 1/4 鋼管圓環(huán)的焊接采用的是銅基釬焊。為使焊接地線能牢固的連接在本實(shí)用新型上，并保證焊接地線與本實(shí)用新型間有良好的導(dǎo)電性能，在左、右部分截切弧形板的外壁上均焊接了一個(gè)連接螺栓，兩連接螺栓上均安裝了一個(gè)連接螺母，兩連接螺栓與相應(yīng)的截切弧形板的焊接采用的是銅基釬焊。左右兩弧形板上端部各焊接有一連接結(jié)構(gòu)，通過兩連接結(jié)構(gòu)將左右兩弧形板連接為一體構(gòu)成一焊接地線連接器。其中，左弧形板上的連接結(jié)構(gòu)主要由擋塊銷軸座板及安裝在銷軸座板上的夾緊結(jié)構(gòu)構(gòu)成，擋塊及銷軸座板并列垂直焊接在左弧形板外壁上端，兩銷軸座板上各設(shè)有一孔，銷軸通過該孔安裝在銷軸座板上。銷軸上通過軸孔配合連接一夾緊結(jié)構(gòu) ;夾緊結(jié)構(gòu)包括 ：夾緊螺柱及夾緊螺母總成夾緊螺柱由螺柱及焊接在螺柱一端的旋轉(zhuǎn)螺母構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)螺母配合套裝在銷軸上 ;夾緊螺母總成主要由夾緊螺母與夾緊螺母連接為一體的小圓筒設(shè)在小圓筒兩端的開孔圓板及圓板和與圓板焊接的鋼絲手柄構(gòu)成 ;夾緊螺柱與夾緊螺母總成是通過螺柱與夾緊螺母的螺紋連接而形成為一個(gè)整體。為保證本實(shí)用新型在海底管道上的安裝夾緊，以及拆卸的順利進(jìn)行，也就是夾緊螺母總成沿夾緊螺柱旋入或旋出的順利進(jìn)行，所選用開孔圓板及小圓筒孔的直徑大于夾緊螺柱的直徑。右弧形板上的連接結(jié)構(gòu)由夾緊連接板及開孔扣板組成，夾緊連接板焊接固定在右弧形板的外壁上端，夾緊連接板上開有 U 型槽，夾緊連接板的一側(cè)焊接一開孔扣板，開孔扣板的開孔扣在左弧形板上的擋塊上，將左右弧形板連接為一體。

所述夾緊結(jié)構(gòu)包括 ：夾緊螺柱及夾緊螺母總成，夾緊螺柱由螺柱及連接在螺柱一端的旋轉(zhuǎn)螺母構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)螺母配合套裝在銷軸上 ;夾緊螺母總成主要由夾緊螺母、與夾緊螺母連接為一體的小圓筒、設(shè)在小圓筒兩端的開孔圓板及圓板和與圓板連接的鋼絲手柄構(gòu)成。所述夾緊連接板上設(shè)有 U 型槽。

本技術(shù)的安裝使用過程為 ：將右弧形板上的開孔扣板扣入左部分的擋塊中，形成本實(shí)用新型的初始連接，將初始連接好的連接器放置在裸露金屬管柱頂部的適當(dāng)位置處 ;再將夾緊螺柱與夾緊螺母總成連接整體繞銷軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入到夾緊螺母擋板的 U 型槽中，向外旋出夾緊螺母總成，當(dāng)導(dǎo)電接觸塊接觸海底管道外壁時(shí)，以適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力旋緊夾緊螺母總成，使連接器牢固的連接在海底管道上 ;最后，將兩焊接地線分別連在左右部分的連接螺栓上，擰緊左右部分的連接螺母完成焊接地線的連接，開通焊接電源，焊工就可以進(jìn)行所需的焊接工作。

技術(shù)效果：

本技術(shù)制造成本低、使用壽命長，不需在頻繁更換，有效地降低了焊接成本 ;能夠牢固地夾緊在海底管道上，不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)、掉落現(xiàn)象，保證海管焊接安全、順利的進(jìn)行 ;焊接時(shí)，與海底管道間保持良好的導(dǎo)電性，形成穩(wěn)定的電流，使海底管道焊接的質(zhì)量得到保障。