專利名稱：形成和檢測(cè)管道節(jié)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)段形成管道繼而檢測(cè)所形成的管道的完整性 的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在用于在各地點(diǎn)之間輸送流體材料的許多應(yīng)用中普遍使用管道及其他類似導(dǎo)管。 為了確保安全性，通常對(duì)管道實(shí)施完整性檢測(cè)以便識(shí)別出可能泄漏正被輸送的流體的任何 裂縫或其他類似開口。這些裂縫可能是由管道上的有缺陷的焊縫或制管工藝的缺陷所引起 的。在管道用于輸送易燃或有毒物質(zhì)的情形下或者當(dāng)管道在高壓下輸送流體時(shí)，管道完整 性檢測(cè)尤其重要。在檢測(cè)管道的技術(shù)領(lǐng)域中已知多種設(shè)備和方法。在一些已知的方法中，僅向管道 段填充典型的不可壓縮的流體并加壓，同時(shí)監(jiān)測(cè)管道內(nèi)的壓力。任何壓降表明管壁存在泄 漏。這些已知的方法盡管有效但效率低，原因在于這些方法需要對(duì)管道的整個(gè)容積填充并 加壓，這在由于直徑大或長度長而導(dǎo)致管道容積大時(shí)是成問題的?，F(xiàn)有技術(shù)提供了諸如在下述美國專利中有所教導(dǎo)的各種類型的管道檢測(cè)裝置 即，6，463，791 ；6, 131,441 ；以及5，844，127 (所有這些專利與本發(fā)明擁有共同的發(fā)明人)。 盡管這些裝置已證實(shí)可有效地對(duì)管道段實(shí)施檢測(cè)，但仍需要高效檢測(cè)管道節(jié)的設(shè)備。這種 裝置在美國專利No. 4，067，228中有所教導(dǎo)。此篇參考文獻(xiàn)提供了一種具有心軸的設(shè)備，該 心軸被插入管道區(qū)段中從而在內(nèi)側(cè)管壁與心軸的外表面之間形成環(huán)形空間。為了實(shí)施完整 性檢測(cè)，將少量流體注入上述環(huán)形空間中并加壓。盡管提供了高效的檢測(cè)方法，但此篇參考 文獻(xiàn)的設(shè)備非常復(fù)雜且難于從一個(gè)地點(diǎn)移動(dòng)到另一地點(diǎn)。此外，此篇參考文獻(xiàn)沒有提供檢 測(cè)彎曲的管道段的手段。在一些情況下，待檢測(cè)管道可由被焊接在一起的兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)段形成。在這種 情況下，首先在一臺(tái)設(shè)備上典型地通過焊接將管道的各區(qū)段或各段接合在一起，然后將接 合后的管道移動(dòng)到另一設(shè)備處以便進(jìn)行檢測(cè)步驟。應(yīng)該理解這兩步工序?qū)е略O(shè)備成本和時(shí) 間成本增加。因而，需要更高效的檢測(cè)管道段的完整性的設(shè)備。另外，需要對(duì)由兩個(gè)或更多個(gè)區(qū) 段形成的管道進(jìn)行更高效地接合和檢測(cè)。
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在一方面中，本發(fā)明提供一種由兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)段形成管道繼而檢測(cè)所形成管道 的完整性的設(shè)備和方法。在另一方面中，本發(fā)明提供這樣一種設(shè)備，所述設(shè)備包括框架；心軸，其安裝在 所述框架上，并且適于將管道區(qū)段同軸地套在所述心軸上；以及至少兩個(gè)密封裝置，其用于 密封所述管道的端部。所述設(shè)備包括用于接合相鄰管道區(qū)段的端部以形成所述管道的焊接 裝置。所述設(shè)備還包括用于檢測(cè)所述管道的完整性的加壓設(shè)備。因而，在一方面中，本發(fā)明提供一種用于檢測(cè)管道的完整性的設(shè)備，所述管道具有 第一端和第二端，所述第一端具有第一開口，所述第二端具有第二開口，所述管道由兩個(gè)或 更多個(gè)區(qū)段形成，所述設(shè)備包括框架，其具有第一端和第二端；長形的心軸，其具有第一端和第二端，所述心軸的長度至少對(duì)應(yīng)于所述管道的長 度，并且所述心軸的外徑小于所述管道的內(nèi)徑，其中，當(dāng)使用時(shí)，所述心軸適于容納在所述 管道內(nèi)；所述心軸被支撐在所述框架上，并且所述心軸的所述第一端固定于所述框架的所
述弟一 而；所述心軸的所述第一端包括用于密封所述管道的所述第一開口的第一密封裝置， 并且所述心軸的所述第二端包括用于密封所述管道的所述第二開口的第二密封裝置，由 此，當(dāng)使用時(shí)，在所述心軸、所述管道以及所述第一密封裝置和第二密封裝置之間形成大致 環(huán)形空間；所述設(shè)備包括用于向所述環(huán)形空間填充加壓流體或者用于將空氣或所述流體排 出所述環(huán)形空間的一個(gè)或多個(gè)通道以及用于監(jiān)測(cè)所述環(huán)形空間內(nèi)的壓力的裝置；所述設(shè)備還包括用于將形成所述管道的兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)段永久地接合在一起的
直ο在另一方面中，本發(fā)明的所述設(shè)備包括用于使心軸和管道組件繞軸旋轉(zhuǎn)的裝置。在又一方面中，本發(fā)明提供一種形成和檢測(cè)由兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)段組成的管道的方 法，所述方法包括提供固定在框架上的心軸，所述心軸的長度至少等于待形成的管道的長度；同軸地將所述管道區(qū)段套在所述心軸上并且將所述各區(qū)段推壓在一起以形成所 述管道，由此形成心軸和管道組件，所述心軸和管道組件包括位于所述心軸與所述管道之 間的環(huán)形空間；密封所述環(huán)形空間的相對(duì)兩端；焊接所述管道區(qū)段之間的接合處；向所述環(huán)形空間填充加壓流體；以及通過監(jiān)測(cè)在所述環(huán)形空間內(nèi)形成的壓力來檢測(cè)所述管道的完整性。在另一方面中，本發(fā)明的所述方法包括使所述心軸和管道組件繞軸旋轉(zhuǎn)的步驟。


在以下參考附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的這些及其他特征將更
5加明了，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)設(shè)備的側(cè)視圖。圖2是圖1的設(shè)備的俯視圖。圖3是圖1的設(shè)備的第一端的端視圖。圖4是圖1的設(shè)備沿截面A-A的端視圖。圖5是與待檢測(cè)管道組合的圖1的檢測(cè)設(shè)備的側(cè)視圖。圖6是圖5的局部放大側(cè)視圖。圖7是與心軸組合的本發(fā)明的心軸的分解立體圖。圖8是圖7的密封圈的局部立體圖。圖9是本發(fā)明的第二密封裝置的局部側(cè)視圖。圖10是第一密封裝置的實(shí)施例的立體圖。圖11是本發(fā)明另一實(shí)施例的側(cè)視截面圖。圖12是本發(fā)明另一實(shí)施例的分解立體圖。圖13是本發(fā)明另一實(shí)施例的側(cè)視截面圖。圖14是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的檢測(cè)設(shè)備的側(cè)視圖。圖15是示出正裝載管道區(qū)段的圖14的設(shè)備的局部側(cè)視圖。圖16a是示出不帶有心軸的管道的圖14的設(shè)備的截面圖。圖16b是示出管道和心軸的圖14的設(shè)備的截面圖。圖17a是示出管道區(qū)段正裝載到包括外部滑動(dòng)墊的心軸上的圖14的設(shè)備的實(shí)施 例的局部側(cè)視圖。圖17b是裝載管道區(qū)段之后的圖17b的設(shè)備的局部側(cè)視圖。圖18是示出包括外部滑動(dòng)墊的心軸的圖14的設(shè)備的實(shí)施例的側(cè)視圖。圖19是裝載有管道區(qū)段的圖18的設(shè)備的側(cè)視圖。圖20a是示出用于心軸和管道旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)和齒輪箱的圖17a的設(shè)備的局部側(cè)視 圖。圖20b是裝載管道區(qū)段之后的圖20b的設(shè)備的局部側(cè)視圖。圖21是圖20的設(shè)備的立體圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解以下描述并非意在將本 發(fā)明局限于所披露的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說各種變型是顯而易見的。參考圖1至圖4，本發(fā)明的設(shè)備10包括框架12，該框架12具有以平行且沿橫向間 隔開的方式布置的一對(duì)水平支撐件14和16。這對(duì)支撐件通過基底18和支撐平臺(tái)20而連 接，該基底18和支撐平臺(tái)20分別固定在水平支撐件14和16的底部和頂部?？蚣?2還包 括一對(duì)豎直支撐件21和22。支撐件14、16、20和22例如可包括“I”型結(jié)構(gòu)梁。必要時(shí)，基 底18可包括輪子(未示出)或其他便于該設(shè)備移動(dòng)或運(yùn)輸?shù)念愃蒲b置。檢測(cè)設(shè)備10包括大致圓筒狀、優(yōu)選中空的心軸24，該心軸24優(yōu)選具有比被檢測(cè)管 道的長度長的長度。在操作時(shí)，如下所述，將該心軸設(shè)計(jì)為插入被檢測(cè)管道的內(nèi)腔。優(yōu)選地， 該心軸具有比被檢測(cè)管道的直徑稍小的直徑，并且比該管道長度長至少18"；然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮以下描述之后將理解其他間隙是可以的。心軸24的第一端設(shè)置有第一密 封裝置26，在一個(gè)實(shí)施例中該第一密封裝置26包括密封板，如下進(jìn)一步描述。在一個(gè)實(shí)施 例中，例如通過焊接將第一密封裝置26永久地固定到心軸24上。在另一實(shí)施例中，如下進(jìn) 一步描述，密封裝置26可以可松開地安裝到心軸上。第一密封裝置26被撐靠于豎直支撐 件21和22，而在一個(gè)實(shí)施例中第一密封裝置26可以可松開地安裝到豎直支撐件21和22 上。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以將密封裝置26設(shè)置于由支撐件21和22提供的狹縫中，并 且允許密封裝置26在相對(duì)于支撐件21和22的有限的垂直方向上移動(dòng)。鑒于以下描述顯 而易見的是這種垂直運(yùn)動(dòng)起到便于使用該設(shè)備的作用。支撐板20設(shè)置有成對(duì)布置且設(shè)計(jì)成支撐心軸24的多個(gè)支撐滾輪28。如圖4中 所示，支撐滾輪被設(shè)計(jì)成支撐心軸的底部并且互成角度以防止大致圓筒狀的心軸從支撐滾 輪28上滑落。該設(shè)備還可包括多個(gè)調(diào)準(zhǔn)滾輪30，所述多個(gè)調(diào)準(zhǔn)滾輪30也成對(duì)布置且用于 引導(dǎo)和對(duì)準(zhǔn)待檢測(cè)管道，如下將作進(jìn)一步論述。簡(jiǎn)要地，調(diào)準(zhǔn)滾輪設(shè)置在所述心軸的第一端 14以便于通過密封裝置26對(duì)待檢測(cè)管道的一端進(jìn)行密封。顯然所需調(diào)準(zhǔn)滾輪的數(shù)量將根 據(jù)該設(shè)備的具體尺寸而變化，并且支撐滾輪和調(diào)準(zhǔn)滾輪的所需數(shù)量對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而 言將顯而易見。在圖1至圖4所示的實(shí)例中，該設(shè)備包括六對(duì)支撐滾輪28和三對(duì)調(diào)準(zhǔn)滾輪 30。在這些圖所示出的實(shí)例中，調(diào)準(zhǔn)滾輪以兩個(gè)方向設(shè)置，其中兩對(duì)調(diào)準(zhǔn)滾輪設(shè)置為鄰近于 各對(duì)支撐滾輪以便引導(dǎo)和支撐被檢測(cè)的管道的端部，同時(shí)一對(duì)調(diào)準(zhǔn)滾輪設(shè)置在心軸直徑的 相對(duì)側(cè)以便引導(dǎo)或?qū)?zhǔn)該管道端部。可根據(jù)需要設(shè)置另外的調(diào)準(zhǔn)滾輪。在圖1至圖4中，以32表示待檢測(cè)管道。如圖所示，管道32被支撐在吊車或吊索 34或其他類似機(jī)構(gòu)上。在圖中所示的實(shí)例中，該吊索僅包括用于支撐管道的一條或多條帶 子36，這些帶子與諸如起重機(jī)等升降機(jī)構(gòu)連接。應(yīng)該理解吊車或吊索的目的在于提升和/ 或支撐管道32，并且可以同等使用多種機(jī)構(gòu)。如圖1和圖2所示，在使用時(shí)，使管道32與心軸24軸向?qū)?zhǔn)。如上所指出，心軸 24的尺寸設(shè)置為能夠配合在管道32的內(nèi)腔中。在一個(gè)實(shí)例中，對(duì)于直徑為54英寸的管道 而言，心軸的直徑優(yōu)選為50英寸。沿著箭頭所示的方向?qū)⒐艿?2推進(jìn)套在心軸24上。對(duì) 此在圖5和圖6中有進(jìn)一步說明。如圖5所示，隨著管道32朝向心軸24移動(dòng)，心軸被稍微 抬升并且管道32在心軸與支撐滾輪28之間滑行。在一個(gè)實(shí)施例中，心軸設(shè)置有多個(gè)滑動(dòng) 墊38以便于心軸24插入管道32中?；瑒?dòng)墊38可由將會(huì)降低插入步驟中心軸24與管道 32之間摩擦的任何材料(即摩擦系數(shù)低的材料)制成。在一方面中，此類材料可包括諸如 以商品名Teflon 出售的四氟乙烯材料。在一優(yōu)選實(shí)施例中，如圖6所示，滑動(dòng)墊38可設(shè) 置有楔子40以進(jìn)一步便于管道32在心軸24與支撐滾輪28之間的滑行。在以上論述中，涉及使管道32移動(dòng)套在心軸24上。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解在 使管道32保持在相對(duì)固定的位置同時(shí)使心軸24滑入管道32中可以達(dá)到同樣的效果。此 外，心軸和管道也可以共同朝向彼此移動(dòng)。管道32和心軸24被合到一起直至管道32的第一端接觸第一密封裝置26為止。 如上所提及，第一密封裝置優(yōu)選可相對(duì)于框架12的支撐件21和22具有一些垂直間隙。圖7示出了插入待檢測(cè)管道32之后的本發(fā)明的心軸24。也顯示了如前所述的第 一密封裝置26。如上所提及，在一個(gè)實(shí)施例中，密封裝置26包括直徑比被檢測(cè)管道32的直 徑大的板42。該板42設(shè)置有環(huán)形凹槽44，環(huán)形凹槽44的尺寸設(shè)置為被管道32的第一端
746覆蓋。將諸如“0”型圈等彈性密封件48設(shè)置在凹槽44內(nèi)以便與管道32的第一端46形 成密封。應(yīng)該理解在施力將密封板42與管道端46合在一起時(shí)將形成該密封板與管道端之 間的密封。該步驟在以下有進(jìn)一步論述。盡管根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一密封裝置包 括實(shí)心密封板，但應(yīng)該理解也可使用環(huán)形盤，將結(jié)合圖10對(duì)此做進(jìn)一步描述。這種環(huán)形盤 也將包括如上所述的彈性密封件48。圖7還顯示了與第一端46相對(duì)的管道32的第二端。如上所提及，并且如圖7所 示，在一個(gè)實(shí)施例中，心軸24的尺寸設(shè)置為比被檢測(cè)管道32長。這種布置提供了足夠的心 軸表面用以將第二密封裝置50固定到心軸24上繼而固定到管道32上。第二密封裝置50 包括密封圈52、壓緊板54以及施力環(huán)56，這些部件分別按順序從管道32的第二端在軸向 上遠(yuǎn)離管道32依次排列。密封圈52、壓緊板54以及施力環(huán)56分別大致為環(huán)狀體，并且分 別以共軸的方式套在心軸24上。如圖7所示并且在圖8和圖9中更詳細(xì)地示出，密封圈52由具有第一管道密封槽 58和第二心軸密封槽60的環(huán)圈構(gòu)成。該管道密封槽58設(shè)計(jì)為類似于上述凹槽44，并且是 尺寸與管道32的第二端的直徑相匹配的大致環(huán)形槽。該管道密封槽設(shè)置有諸如“0”型圈 等彈性密封件62，并且當(dāng)施力將管道密封槽與管道32的第二端合在一起時(shí)該管道密封槽 與管道32的第二端之間形成密封。如圖9中更清晰所示，心軸密封槽60由密封圈52上的 斜切邊構(gòu)成。該心軸密封槽60設(shè)置在環(huán)形密封圈52的內(nèi)徑側(cè)并且位于靠近管道32側(cè)的 相反側(cè)。諸如“0”型圈或其他類似材料等的彈性密封件64設(shè)置在心軸密封槽60內(nèi)并且用 于在密封圈與心軸24的外周之間提供密封。如圖9所示，通過朝向密封圈52推壓壓緊板 54形成這種密封，由此這種推壓使得彈性密封件64發(fā)生變形并且使得密封件64緊繞在心 軸24的外周上。在將某些部件推壓在一起時(shí)，實(shí)現(xiàn)以上所述的各種密封。如現(xiàn)在將描述的，通過一 個(gè)推壓步驟可以實(shí)現(xiàn)所有的密封。具體而言，在一個(gè)實(shí)施例中，并且如圖8和圖9所示，施 力環(huán)56設(shè)置有常規(guī)可獲得的沿周向間隔的多個(gè)液壓頭或液壓頂66。如下將進(jìn)一步論述，液 壓頂66用于對(duì)壓緊板54施加壓力。本領(lǐng)域技術(shù)人員參考本公開內(nèi)容后會(huì)公認(rèn)本發(fā)明中的 液壓頂66可被提供所需力的各種機(jī)械裝置替代。液壓頂66設(shè)置在施力環(huán)56的面向待檢 測(cè)管道32的表面上。最后，多個(gè)“液壓頂止動(dòng)件”68設(shè)置在心軸24的外周上并且用于靠緊 施力環(huán)56。在一個(gè)實(shí)施例中，止動(dòng)件68包括螺栓，該螺栓設(shè)置為穿過心軸上的沿周向間隔 的孔口 70。止動(dòng)件68可包括延伸穿過孔口 70的螺紋部72，由此使用與止動(dòng)件68的螺紋 部相配套的螺母74將螺栓固定到心軸24上。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以采用 液壓頂止動(dòng)件的各種替代物并且可以選擇用于將止動(dòng)件固定在心軸上的其他各種手段。例 如，在另一實(shí)施例中，止動(dòng)件68可包括插入孔口 70中的錨固件。如圖9中更清晰所示，心軸24可設(shè)置有數(shù)列孔口 70以適應(yīng)管道32的各種長度， 每列孔口沿著心軸位于不同的軸向位置。在使用時(shí)，管道32首先套在心軸24上滑行并朝向第一密封裝置26移動(dòng)。使靠近 第一密封裝置26的管道的第一端與密封板42接觸，更具體而言，使管道32的第一端完全 對(duì)準(zhǔn)密封件48。接下來，第二密封裝置50滑過與第一密封裝置26相對(duì)的心軸的第二端。通過首先滑動(dòng)密封圈52，接著滑動(dòng)壓緊環(huán)54最后滑動(dòng)施力環(huán)56來安裝第二密封 裝置50。布置密封圈52以確保彈性密封件62接觸管道32的端部。使第二密封裝置50朝
8向管道移動(dòng)，最后將止動(dòng)件68設(shè)置在心軸上適當(dāng)列的孔口 70處。應(yīng)該理解，在一個(gè)實(shí)施例 中，可以在插入止動(dòng)件68之前對(duì)第二密封裝置50施加一定力以便對(duì)設(shè)備“預(yù)先加載”。一 旦安裝上止動(dòng)件68，必要時(shí)將止動(dòng)件固定在心軸上，液壓頂66就起作用。液壓頂66用于沿軸向朝管道32的第二端對(duì)壓緊環(huán)54和密封圈52施力。止動(dòng)件 68防止施力環(huán)56遠(yuǎn)離管道32發(fā)生軸向移動(dòng)。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，由于朝向固定 于心軸24上的第一密封裝置26對(duì)管道32的第一端施力，因此由液壓頂66施加的力導(dǎo)致 密封裝置26和密封裝置50均被壓緊向管道32的兩端。由于密封件48、60和62的存在， 這進(jìn)而導(dǎo)致在以下部分之間形成密封a)管道32的第一端與第一密封裝置26之間；b)管 道的第二端與第二密封裝置50之間；以及c)心軸24與第二密封裝置50之間。這些密封 的結(jié)果是形成由心軸24的外表面、管道32的內(nèi)表面以及第一密封裝置26和第二密封裝置 50限制的環(huán)形密封的空間。在圖9中以76局部顯示了該環(huán)形空間。一旦通過安裝兩個(gè)密封裝置26和50而形成密封的環(huán)形空間76，就可開始對(duì)管道 進(jìn)行完整性檢測(cè)。該檢測(cè)包括下述步驟向環(huán)形空間76填充通常為不可壓縮流體的流體， 并且對(duì)該流體加壓同時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)形空間76內(nèi)的壓力。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解該檢測(cè)方法。為了對(duì)環(huán)形空間76進(jìn)行填充，本發(fā)明的設(shè)備需要一種對(duì)環(huán)形空間進(jìn)行填充和排 出或排放的裝置。圖10示出了如何進(jìn)行這種填充的一個(gè)實(shí)施例，其中以與上述相同的附圖 標(biāo)記表示相同的圖形但為了清楚對(duì)附圖標(biāo)記添加字母“a”。圖10以26a顯示第一密封裝置 的另一實(shí)施例。在本實(shí)施例中，第一密封裝置包括環(huán)形盤42a代替如上所述的板42。該盤 42a設(shè)置有延伸穿過盤42a的至少一個(gè)孔口 78。通道80從孔口 78伸出，并且通道80通過 孔口 78與一旦將設(shè)備與待檢測(cè)管道裝配在一起即形成的環(huán)形空間76流體連通。利用諸如 軟管或類似裝置等任何已知的裝置將通道80連接于流體供應(yīng)源(未示出)。應(yīng)該理解在密 封裝置26a上可設(shè)置任何數(shù)量的通道或孔口。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，具有至少一個(gè)填充 通道和一個(gè)排放通道有助于對(duì)環(huán)形空間76填充和排放。還應(yīng)該理解優(yōu)選一個(gè)通道在豎直 方向上高于另一通道以進(jìn)一步有助于環(huán)形空間的填充和排放。本發(fā)明并不限于填充/排放 通道的任何數(shù)量和位置。還應(yīng)理解的是盡管圖10示出了第一密封裝置包括環(huán)形盤的實(shí)施 例，但通道80也可設(shè)置在(前圖中的)板42上。圖11示出了填充/排放系統(tǒng)的另一實(shí)施例，其中通道82設(shè)置在心軸24上。在本 實(shí)施例中，通道82設(shè)有一孔口 84通入在心軸24、管道32以及密封裝置(為了清楚僅示出 一個(gè)密封裝置)之間形成的環(huán)形空間76。如圖11所示，在另一實(shí)施例中，通道80和通道 82兩者可設(shè)置在同一設(shè)備上。如上所提及，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選一個(gè)通道例如通 道80在豎直方向上高于另一個(gè)通道82以有助于填充和排放過程。如上所述，在所述設(shè)備上還設(shè)置有壓力表(未示出)以便能夠監(jiān)測(cè)環(huán)形空間76內(nèi) 的壓力。在一個(gè)實(shí)施例中，可以設(shè)置另一通道79，壓力表81永久地安裝在該通道79上。在 另一實(shí)施例中，如本領(lǐng)域所公知加壓流體源可設(shè)置有壓力表。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解可在 本發(fā)明中使用監(jiān)測(cè)環(huán)形空間中壓力的任何裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解本發(fā)明中的設(shè)備可適于檢測(cè)任何直徑或長度的管道。例 如，該設(shè)備可用于直徑大于3英寸的管道和長度為1英尺到100英尺的管道。管道長度的 上限不必受限，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解任何較長的長度將造成本發(fā)明中的設(shè)備非常龐大 而笨重。此外，管道的長度大將由于增加的重量而需要增加的起重力，盡管檢測(cè)過程可以實(shí)
9施但使得該過程難以操控。正如本文所述，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)之一在于能夠使用最少量的檢測(cè) 流體實(shí)施管道檢測(cè)。因而，為了充分實(shí)現(xiàn)這種優(yōu)勢(shì)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解心軸的尺寸應(yīng)接 近以使心軸的直徑接近于被檢測(cè)管道的直徑。在一個(gè)實(shí)例中，如果被檢測(cè)管道的直徑為54 英寸，則心軸的直徑優(yōu)選為50英寸。應(yīng)該理解任何尺寸仍允許本發(fā)明的設(shè)備可操作。在一個(gè)實(shí)施例中，第二密封裝置50可以可取下地安裝在設(shè)備的框架12上。在圖 2中示出了這一方面，其中第二密封裝置50顯示為可選地安裝在擺臂51上。擺臂51進(jìn)而 安裝到基座53上，該基座53可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在框架12上。在本實(shí)施例中，當(dāng)需要第二密封 裝置50時(shí)，如上所述只需將第二密封裝置擺入位置并安裝。可選地，如上所述第二密封裝 置50可以單獨(dú)設(shè)置進(jìn)而固定。在以上描述中，涉及在結(jié)構(gòu)上不同于第二密封裝置50的第一密封裝置26或26a。 然而，應(yīng)該理解可以在被檢測(cè)管道32的兩端使用第二密封裝置50。此外，以上描述涉及大致沿水平方向使用的本發(fā)明的設(shè)備。然而，應(yīng)該理解該設(shè)備 也可以沿任何方向布置，例如沿豎直方向布置，并且起到同等的作用。例如，參考圖1，第一 密封裝置26可以形成為該設(shè)備的基底，并且待檢測(cè)管道32套在沿豎直方向延伸的心軸上 滑行。這種沿豎直方向的布置對(duì)于較大直徑的管道而言可能低效。在圖12中示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中為了清楚，相同的元件通過加后綴 “b”來表示。在圖12中，待檢測(cè)管道32b不是直線狀而包括彎曲部。這種管道例如可包括 肘管、三通管(“T”pieCe)、分叉管("Y"piece)等。在這種情況下心軸24b必須也包括 彎曲部。應(yīng)該理解在一些情況下，管道32b的彎曲部太尖銳以至于不能使同樣形狀的心軸 24b插入其中。然而，在可以實(shí)現(xiàn)這種插入的情況下，如圖12所示，心軸24b可以設(shè)置有如 上所述的第一和第二密封裝置。在圖12的實(shí)施例中，注意到心軸24b將設(shè)置有兩個(gè)相同的 密封裝置50b并且每個(gè)密封裝置與上述第二密封裝置50具有相似的構(gòu)造。應(yīng)該理解設(shè)置 在心軸24b上的密封裝置之一可以如同以上所述的第一密封裝置26和26a —樣被永久固 定。應(yīng)該理解以上描述著重于具有恒定直徑的管道32。然而，在一些情況下，待檢測(cè) 管道段可能在每一端具有不同的內(nèi)徑。在這種情況下，用在所述設(shè)備中的心軸24的尺寸將 依管道的最小直徑而定。進(jìn)而第一和第二密封裝置的尺寸將依與其相關(guān)聯(lián)的管道的各端而定。圖13示出了本發(fā)明的又一實(shí)施例，其中與上述元件相似但不相同的元件以相同 的附圖標(biāo)記表示，但為了清楚添加了字母“C”。在本實(shí)施例中心軸24設(shè)置有永久安裝的法 蘭88。如本領(lǐng)域所公知，法蘭88可包括大致環(huán)形盤，在環(huán)形盤具有大致中心孔，心軸24的 一端可插入該中心孔。法蘭88可以借助于焊縫90或本領(lǐng)域所公知的其他手段安裝到心軸 24上。法蘭88包括至少一對(duì)且優(yōu)選為多個(gè)螺栓孔，螺栓92穿過螺栓孔伸出。第一密封裝 置可包括環(huán)形盤或板42c，其包括一組互補(bǔ)的孔口以容納螺栓92。與螺栓92配套的螺母94 設(shè)置成將環(huán)形盤42c緊固到法蘭88上。應(yīng)該理解螺栓92可以永久地安裝到盤42c和/或 法蘭88上，由此要求螺栓92僅一端需要螺母94。在本實(shí)施例中，可根據(jù)需要更換本發(fā)明的 心軸24而不更換第一密封裝置。應(yīng)該理解此功能使本發(fā)明的設(shè)備可迅速適于被檢測(cè)管道 32的任何直徑。在圖13的實(shí)施例中，排放/填充通道80和82示為類似于圖11中的排放 /填充通道。
圖14至圖21示出了本發(fā)明的其他方面，其中與上述相似的設(shè)備適于檢測(cè)由連接 在一起的多段管段組成的管道節(jié)。如本領(lǐng)域所公知的，實(shí)現(xiàn)這種連接的通常形式為焊接。在 一方面中，如以下進(jìn)一步所論述，該設(shè)備還適于輔助管道段的焊接，從而可以依次且以省時(shí) 的方式實(shí)施焊接和檢測(cè)步驟。圖14和圖15示出了本發(fā)明的一方面，其中待檢測(cè)管道100由五個(gè)區(qū)段102、104、 106,108以及110組成。盡管示出了五個(gè)區(qū)段，但應(yīng)該理解管道100可以由任何數(shù)量的區(qū)段 形成并且該區(qū)段可以具有任何期望的長度。例如，在一方面中，每個(gè)區(qū)段可以長二十英尺， 由此得到長度為一百英尺的管道。顯然，這僅是一個(gè)實(shí)例，可以采用區(qū)段數(shù)量和區(qū)段長度的 眾多其他組合。如圖15所示并且按照與上述相似的方式，將各個(gè)管道區(qū)段套在心軸112上。為了 與之適應(yīng)，應(yīng)該理解心軸112的尺寸將設(shè)置為具有比管道區(qū)段的內(nèi)徑小的外徑。此外，心軸 112可以設(shè)置為單一單元或者可以由組裝在一起的多段組成。后一種形式為優(yōu)選以使得心 軸可適于管道的任何尺寸或長度。也就是說，通過由可互換的段形成心軸，可以容易地調(diào)節(jié) 心軸的整體長度。作為實(shí)例，圖15示出了在兩心軸段之間的交界處形成的接縫114。這種 接縫例如可包括將相鄰兩心軸段連接在一起的環(huán)形焊縫。盡管優(yōu)選這種焊接，但可以使用 各種其他連接方法。從本文的論述顯而易見，優(yōu)選將心軸段之間的接縫密封以便允許實(shí)施 檢測(cè)程序。因而，在一個(gè)實(shí)施例中，接縫114可包括彈性密封件，一旦施力將心軸段合在一 起，該彈性密封件就在相鄰心軸段之間形成所需的密封。應(yīng)該理解，僅僅要求在心軸與管道 之間形成環(huán)形空間由此可以實(shí)施管道檢測(cè)方法。因而，可以采用各種可行的密封方法來對(duì) 心軸段之間的接縫114進(jìn)行密封。各心軸段的長度可以選擇性地對(duì)應(yīng)于各管道區(qū)段的長度。這樣允許心軸的整體長 度可以容易地與管道100的長度吻合。然而，應(yīng)該理解確定心軸長度的方式?jīng)]有要求。此 外，應(yīng)該理解本發(fā)明的設(shè)備可以使用不同直徑的心軸段，由此允許適應(yīng)管道區(qū)段的各種直徑。如同前述設(shè)備一樣，心軸112和裝載后的管道100被支撐在框架116上，該框架 116具有大致豎直定向的端部118和水平主體部分120。如同以上所述的框架一樣，圖14 至圖20所示的框架116可以具有任何設(shè)計(jì)來達(dá)到本文所述的目的。簡(jiǎn)要地，豎直端部118 用于支撐以上所論述的第一密封裝置。框架116的水平部分120用于支撐心軸112和裝載 后的管道100。為了適應(yīng)于管道和心軸的各種長度，也可以對(duì)框架進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，其中框 架112的水平部分120由一段或多段組成。如圖14所示，在一個(gè)實(shí)施例中框架112可以包 括五個(gè)水平段121、122、123、124、125。如同心軸112的各段一樣，此結(jié)構(gòu)布置允許框架116 包括與管道區(qū)段的長度相對(duì)應(yīng)的各段。這樣，一旦選定管道區(qū)段的數(shù)量，通過與各段的數(shù)量 相匹配就可容易地確定心軸112和框架116的長度。然而，應(yīng)該理解此取向僅是一個(gè)實(shí)施 例，并且并不要求心軸或框架需要被模塊化或者心軸或框架的各段長度必須與管道區(qū)段的 長度相吻合。在一個(gè)實(shí)施例中，框架114可以具有與上述框架相似的結(jié)構(gòu)。例如，如圖14至圖 16所示，框架114的水平部分120可包括通過一個(gè)或多個(gè)頂板和底板彼此連接的相對(duì)的長 形的且沿水平方向布置的結(jié)構(gòu)件126和128。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖16所示，水平部分120 分別包括頂板130和底板132兩者。在一方面中，結(jié)構(gòu)件126和128可包括公知的“I”型
11梁。盡管示出并描述了框架114的一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明可以使用各種其他的布置或取 向。如上所述，在優(yōu)選實(shí)施例中，將心軸112的各段焊接或以其他方式密封地連接在 一起。然而，可以僅使用托架134或其他任何類似裝置將框架114的水平部分120的各段 121 125連接。如圖14和圖15所示，托架可包括栓接到結(jié)構(gòu)件126和128的相鄰部分上 的凸緣。在另一實(shí)施例中，可以將上述相鄰部分焊接在一起。如同前述實(shí)施例一樣，支撐心軸112和管道100的框架114設(shè)置有大致沿著水平 部分120的長度的多個(gè)支撐滾輪136。如圖16a和16b所示，各支撐滾輪136優(yōu)選包括固 定在殼體140內(nèi)的球型滾輪138，該殼體140進(jìn)而與框架114的水平部分120的上部連接。 下面論述優(yōu)選使用球型滾輪的理由。如圖所示，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，支撐滾輪136設(shè)置成 四個(gè)為一組且互成角度以便容納心軸112和管道100的彎曲表面。例如，如圖16a和圖16b 所示，一組四個(gè)支撐滾輪布置成外側(cè)滾輪的高度稍高于兩內(nèi)側(cè)滾輪的高度。應(yīng)該理解盡管 圖16a和圖16b示出了所呈現(xiàn)的滾輪四個(gè)為一組，但在一些情況下一組可僅需兩個(gè)滾輪。這 將出現(xiàn)在例如檢測(cè)小直徑管的情況下。在其他實(shí)施例中，可以使?jié)L輪的布置和高度可調(diào)節(jié) 以便適應(yīng)管道和/或心軸的各種尺寸。如圖15所示，首先借助于與前述類似的吊車34將各個(gè)管道區(qū)段(諸如所示出的 區(qū)段102)與心軸112大致沿軸向?qū)?zhǔn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，吊車34可包括用于調(diào)動(dòng)管 道區(qū)段并且將該區(qū)段裝套在心軸上的任何類型的設(shè)備。例如，吊車可包括起重機(jī)等，或者可 與起重機(jī)等連接。一旦如圖15所示就位，管道區(qū)段就套在心軸112上滑行。在此過程中， 通過管道區(qū)段102使心軸112脫離滾輪136同時(shí)滾輪136輔助管道區(qū)段102套在心軸112 上沿軸向的滑行。如圖17a所示，心軸112的外表面優(yōu)選設(shè)置有多個(gè)滑動(dòng)墊142以便輔助管道區(qū)段 通過心軸外表面，同時(shí)輔助心軸在管道內(nèi)腔中的定位以防止心軸的下表面抵靠管道。前一 功能用于將管道表面和心軸表面在相對(duì)于彼此移動(dòng)時(shí)兩者之間的摩擦降到最低程度。就 此而言，滑動(dòng)墊142優(yōu)選可由摩擦系數(shù)低的材料制成。如上所述，優(yōu)選滑動(dòng)墊142由諸如 Teflon 等四氟乙烯材料制成或涂覆有這種材料。關(guān)于滑動(dòng)墊142的心軸定位功能，如本 文所指出的，對(duì)管道100的檢測(cè)步驟使用一旦管道就位時(shí)在心軸與管道之間形成的環(huán)形空 間。照這樣，心軸將需要被抬升以防止心軸與管道表面之間的連續(xù)接觸。盡管圖17a示出 了使用滑動(dòng)墊142，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解可以使用其他任何類似的裝置。例如，可以用 設(shè)置在心軸外表面上的輪子或滾輪或者其他任何類似裝置來替代滑動(dòng)墊142。例如，可以 用容納在各殼體中的球型滾輪來替代滑動(dòng)墊142，其中所述殼體安裝在心軸表面上。另外， 圖17a示出了遍及心軸的整個(gè)表面設(shè)置滑動(dòng)墊142。這種布置用于在插入步驟過程中引導(dǎo) 管道。然而，如前所述，滑動(dòng)墊142 (或者其同等作用的輪子或滾輪等)可僅設(shè)置在心軸112 的下表面上。圖17b示出了在裝載管道區(qū)段之后的圖17a的心軸。如圖所示，管道100的端部 由區(qū)段108和110組成。同樣如圖17a和圖17b所示，當(dāng)未裝載管道區(qū)段時(shí)，支撐滾輪136 用于支撐心軸112，在裝載管道區(qū)段之后，支撐滾輪136也支撐管道100。圖18示出了顯示優(yōu)選實(shí)施例的本發(fā)明的完整心軸112，其中滑動(dòng)墊142設(shè)置在心 軸的外表面上。圖18還示出了第一管道區(qū)段102正裝套在心軸上。如圖所示，第一區(qū)段
12102與心軸的后端144對(duì)準(zhǔn)并且滑過整個(gè)長度直至第一區(qū)段102到達(dá)心軸前端146為止。 圖19示出了在裝載到心軸112上之后的完整管道100 (包括全部區(qū)段102 110)。如上所 述，管道100被支撐在支撐滾輪136上。再次參考圖16a和圖16b，示出了在支撐滾輪136上處于安裝位置的一段管道100 的橫截面。圖16a示出了不帶有心軸的管道，而圖16b示出了心軸和管道的組合。圖16b 也示出了可設(shè)置在心軸上的滑動(dòng)墊142。如圖所示，在一個(gè)實(shí)施例中，將心軸112和滑動(dòng)墊 142的尺寸設(shè)置為提供管道100的內(nèi)表面與滑動(dòng)墊142之間的接觸。如上所述，圖16a和圖 16b示出了支撐滾輪136為球型的本發(fā)明的實(shí)施例。同樣如上所述，由于允許轉(zhuǎn)球138沿 各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，因此這種球型滾輪就調(diào)動(dòng)心軸112和/或管道100這方面而言可提供多種 優(yōu)勢(shì)。然而，應(yīng)該理解本發(fā)明不限于這種類型的支撐滾輪，并且可以使用各種替代的支撐裝 置。例如，在一個(gè)實(shí)施例中可以用輪子(圖中未示出)替代球型滾輪?？梢砸灶愃朴谀_輪 的方式樞軸地布置這種輪子?？蛇x地，可將輪子定位成在與心軸的縱向軸線平行的平面內(nèi) 轉(zhuǎn)動(dòng)。這種布置將允許管道100套在心軸112上滑行但通常不允許管道100繞著自身軸線 旋轉(zhuǎn)。然而，如下所述，此布置也適用于本發(fā)明。圖20a、圖20b以及圖21示出了包括框架114的大致豎直部分116的設(shè)備前端 146。如圖所示并且如根據(jù)前述實(shí)施例所述，心軸112鄰近于設(shè)備前端146的端部包括端板 148。端板148設(shè)置為覆蓋心軸的該端部的蓋體并且設(shè)置成具有也足以覆蓋管道開口的直 徑。如前一樣，端板148優(yōu)選設(shè)置有用于密封管道端部的裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，端板148 設(shè)置有大致圓形凹槽(圖20a、圖20b以及圖21中未示出)，該圓形凹槽與被檢測(cè)管道的直 徑相對(duì)應(yīng)并且適于將管道的端部容納在凹槽中。該凹槽設(shè)置有彈性密封材料以便在將管道 推入凹槽中時(shí)在板148與管道的端部之間形成密封。以上已結(jié)合本文所包含的其他附圖描 述了這種密封布置且本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)此應(yīng)該理解。在一個(gè)實(shí)施例中端板148永久地安裝 在心軸112的端部上或以其他方式固定到心軸112的端部上。如同前述實(shí)施例一樣，可以以多種方式將端板148固定到框架114的豎直部分116 上。例如，可以將板148固定到框架的直立結(jié)構(gòu)件150和152上。然而，在圖20a、圖20b以 及圖21所示的實(shí)施例中，端板148安裝到驅(qū)動(dòng)軸154上，該驅(qū)動(dòng)軸154進(jìn)而與齒輪箱156和 連帶的電動(dòng)機(jī)158連接。齒輪箱156和電動(dòng)機(jī)158固定到框架114上。在一個(gè)實(shí)施例中， 如圖21所示，框架114設(shè)置有平臺(tái)160，通過螺栓或其他類似緊固件將電動(dòng)機(jī)158和齒輪 箱156固定到平臺(tái)160上。在框架豎直部分116上可設(shè)置軸承162以支撐驅(qū)動(dòng)軸。以這樣 的方式將驅(qū)動(dòng)軸154固定到端板148上S卩，驅(qū)動(dòng)軸154的旋轉(zhuǎn)(作為電動(dòng)機(jī)和齒輪箱的結(jié) 果)驅(qū)動(dòng)端板148的旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，由于板148固定到心軸112上，因此應(yīng)該理解板 148的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致心軸112繞著自身的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。心軸的后端包括諸如上述的第二密封裝置。就此而言，涉及圖7至圖9中所示的 實(shí)例。如參考這些附圖所述，一旦將第二密封裝置固定到管道100和心軸112上，就在心軸 112、管道100以及管道兩端的相對(duì)的密封裝置之間形成密封的大致環(huán)形的空間。如上所 述，第一密封裝置包括端板148。第二密封裝置對(duì)管道100的相對(duì)端施加壓力由此形成所需 的密封。一旦將管道100安裝在心軸112上，心軸的旋轉(zhuǎn)將由此導(dǎo)致管道也旋轉(zhuǎn)。就此而 言，如圖16所示，支撐滾輪136允許管道在支撐滾輪上沿周向滾動(dòng)。因而，應(yīng)該理解，將支撐滾輪136設(shè)計(jì)為沿著平行于心軸軸線的方向滾動(dòng)(用于輔助將管道裝套在心軸上)并沿 著垂直于心軸軸線的方向滾動(dòng)(用于輔助管道/心軸組合的繞軸旋轉(zhuǎn))。如上所指出，在一個(gè)實(shí)施例中，滑動(dòng)墊142和/或心軸112的尺寸可設(shè)置為與管道 100的內(nèi)徑相對(duì)應(yīng)以便在管道與滑動(dòng)墊之間形成摩擦配合。由于將墊142固定到心軸上，因 此應(yīng)該理解這種布置用于輔助管道隨著心軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。圖20a示出了設(shè)備的前端146并且示出了裝載管道區(qū)段之前的心軸112。圖20b 和圖21示出了裝載管道區(qū)段之后的設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，例如如圖20a、圖20b以及圖21所示，端板148可設(shè)置有用于輔 助定位和/或固定管道100的若干夾具或引導(dǎo)臂164。管道的固定將有助于使管道隨著心 軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。圖20a示出了處于“打開”或退避位置的引導(dǎo)臂164，其中引導(dǎo)臂適于容 納管道區(qū)段102。圖20b示出了處于“關(guān)閉”位置的引導(dǎo)臂164，其中管道區(qū)段102被“握緊” 并且保持在原位。如圖21更清晰地示出，引導(dǎo)臂164固定在端板148的背面166即與心軸 112相反的面上。弓丨導(dǎo)臂164繞著端板148沿周向間隔且引導(dǎo)臂164的數(shù)量例如隨著管道 的直徑而改變。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖20a、圖20b以及圖21所示，可設(shè)置四個(gè)引導(dǎo)臂164 且各引導(dǎo)臂沿著端板148的圓周彼此間隔大約90°。引導(dǎo)臂164包括固定到端板148的 背面166的基座168。臂164優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)鉸鏈170以將所述臂活動(dòng)連接。臂164 還包括軸承端部172，該軸承端部172包括軸承墊174。該軸承墊適于接觸管道100的外表 面并且可由對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的任何材料形成。在一個(gè)實(shí)施例中，軸承墊 174可由橡膠或類似于橡膠的材料形成以便于握緊管道表面。然而，軸承墊不限于這種材 料。將引導(dǎo)臂164設(shè)計(jì)為可在打開位置與關(guān)閉位置之間移動(dòng)。在打開位置，臂164退避由 此允許管道100卡合在設(shè)置于端板148的凹槽中(如上所述)。在此過程中，可以調(diào)節(jié)引導(dǎo) 臂164以允許管道100配合在軸承墊174之間，由此確保管道100容納在前述凹槽中。一 旦管道100被如此定位，可伸出引導(dǎo)臂164由此使軸承墊174抵靠管道100的外表面。這 允許引導(dǎo)臂164握緊管道的外表面。此布置在心軸旋轉(zhuǎn)過程中有助于管道的旋轉(zhuǎn)。應(yīng)該理 解盡管已就下述兩個(gè)功能而言描述了引導(dǎo)臂164 卩，相對(duì)于心軸112的端板148定位和穩(wěn) 固管道，但所述臂可根據(jù)需要發(fā)揮其中一個(gè)功能。還應(yīng)理解可以全部省略所有引導(dǎo)臂164?，F(xiàn)在將論述旋轉(zhuǎn)心軸的目的。鑒于根據(jù)本實(shí)施例的管道100由多個(gè)區(qū)段組成的事 實(shí)，必須首先將這些區(qū)段焊接在一起以形成接連的管道。然后在將該管道投入使用之前需 要檢測(cè)焊縫的完整性。因而，本發(fā)明允許以省時(shí)且節(jié)約成本的方式實(shí)施管道區(qū)段的接合和 所形成管道的檢測(cè)。所進(jìn)行的過程包括首先將期望的管道區(qū)段裝套在心軸112上。如上所 述，通過在心軸112的外周定位并引導(dǎo)各管道區(qū)段來完成上述裝套步驟。一旦布置好期望 的區(qū)段，就接合密封裝置以對(duì)管道100施加軸向壓力。此時(shí)，接入電動(dòng)機(jī)，并且安裝有管道 100的心軸112在支撐滾輪138上旋轉(zhuǎn)。隨著管道100如此旋轉(zhuǎn)，一個(gè)或多個(gè)人工的或自動(dòng) 的焊接設(shè)備用于焊接管道100的相鄰區(qū)段之間的各接縫。一旦焊接完所有的接縫并且形成 接連的管道100，就允許將焊縫冷卻。一旦焊縫被冷卻，就可開始檢測(cè)階段。此時(shí)，設(shè)置在密封裝置和/或心軸上的一個(gè) 或多個(gè)通道(例如如圖10、圖11和圖13所示)用于向心軸112與管道100之間的密封的 環(huán)形空間填充加壓流體。將環(huán)形空間加壓至期望值，然后監(jiān)測(cè)該壓力是否有任何降低。壓 降表明一個(gè)或多個(gè)焊縫存在缺陷。在這種情況下，對(duì)環(huán)形空間減壓并且重新焊接接縫或檢
14查。如上所述，在一個(gè)可選實(shí)施例中，可用鉸接輪子或腳輪替代球型支撐滾輪136。這 種布置仍將允許需管道100繞自身的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。然而，在上述另一實(shí)施例中，用沿一個(gè) 方向旋轉(zhuǎn)的輪子替代球型支撐滾輪，這允許管道100套在心軸上滑行但不便于管道的繞軸 旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，可以將管道100抬升到所述輪子上方并且借助于如上所述的電動(dòng)機(jī) 來旋轉(zhuǎn)。然而，在又一個(gè)實(shí)施例中，管道可以在輪子(或者即使是支撐滾輪136)上保持在 原位，在這種情況下焊接設(shè)備可以在各區(qū)段接合處繞著管道100的圓周旋轉(zhuǎn)。盡管這種布 置可能不是在所有情況下為優(yōu)選，但應(yīng)該理解本發(fā)明包括這種布置。盡管參考某些具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說在不脫離所 附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下各種變型是顯而易見的。
權(quán)利要求
一種用于檢測(cè)管道的完整性的設(shè)備，所述管道具有第一端和第二端，所述第一端具有第一開口，所述第二端具有第二開口，所述管道由兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)段形成，所述設(shè)備包括框架，其具有第一端和第二端；長形的心軸，其具有第一端和第二端，所述心軸的長度至少與所述管道的長度相對(duì)應(yīng)，并且所述心軸的外徑小于所述管道的內(nèi)徑，其中，當(dāng)使用時(shí)，所述心軸適于容納在所述管道內(nèi)以形成心軸和管道組件；所述心軸被支撐在所述框架上，并且所述心軸的所述第一端固定于所述框架的所述第一端；所述心軸的所述第一端包括用于密封所述管道的所述第一開口的第一密封裝置，并且所述心軸的所述第二端包括用于密封所述管道的所述第二開口的第二密封裝置，由此，當(dāng)使用時(shí)，在所述心軸、所述管道以及所述第一密封裝置和第二密封裝置之間形成大致環(huán)形空間；所述設(shè)備包括用于向所述環(huán)形空間填充加壓流體或者用于將空氣或所述流體排出所述環(huán)形空間的一個(gè)或多個(gè)通道以及用于監(jiān)測(cè)所述環(huán)形空間內(nèi)的壓力的裝置；所述設(shè)備還包括用于將形成所述管道的所述兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)段永久地接合在一起的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，用于接合所述兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)段的所述裝置至 少包括一個(gè)焊接裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，還包括當(dāng)將所述管道裝套在所述心軸上時(shí)用于使 所述心軸和管道組件繞著所述心軸的縱向軸線旋轉(zhuǎn)的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述框架包括多個(gè)支撐滾輪，所述 多個(gè)支撐滾輪設(shè)置在所述框架上用以支撐所述心軸或所述心軸和管道組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述支撐滾輪允許所述管道沿著與所述心軸的 所述縱向軸線平行的方向移動(dòng)以輔助所述管道在所述心軸上的定位，并且所述支撐滾輪允 許所述管道圍繞所述心軸的所述縱向軸線繞軸旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述心軸還包括在所述心軸的外表 面上徑向向外伸出的多個(gè)沿周向和縱向間隔的伸出部分，所述伸出部分適于接觸所述管道 的內(nèi)表面，由此當(dāng)使用時(shí)，所述伸出部分允許所述心軸在所述管道內(nèi)的定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一密封裝置包括端板，所述 端板固定在所述心軸上，所述端板包括用于與所述管道的所述第一端形成密封的密封件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第二密封裝置包括環(huán)形密封圈，其同軸地設(shè)置在所述心軸上且靠近所述管道的所述第二端，所述密封圈 具有比所述管道的直徑大的外徑；所述密封圈包括第一密封件和第二密封件，所述第一密封件適于在所述密封圈與所述 管道的一個(gè)端部之間形成密封，所述第二密封件適于在所述密封圈與所述心軸的外徑之間 形成密封；以及用于朝向所述管道對(duì)所述密封圈施力的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述用于旋轉(zhuǎn)的裝置包括驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸具有與驅(qū)動(dòng)裝置連接的第一端和與所述第一密封裝置的所述端板連接的第二端，其中，當(dāng)使 用時(shí)，所述第一密封裝置的旋轉(zhuǎn)促使所述心軸旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述端板包括兩個(gè)或更多個(gè)引導(dǎo)臂，所述引導(dǎo) 臂用于在所述管道定位在所述心軸上時(shí)對(duì)所述管道進(jìn)行定位或夾持。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述框架的長度和所述心軸的長 度可調(diào)節(jié)以適應(yīng)于所述管道的不同長度。
12.—種形成和檢測(cè)由兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)段組成的管道的方法，所述方法包括 提供固定在框架上的心軸，所述心軸的長度至少等于待形成的管道的長度；同軸地將所述管道區(qū)段套在所述心軸上并且將所述各區(qū)段推壓在一起以形成所述管 道，由此形成心軸和管道組件，所述心軸和管道組件包括位于所述心軸與所述管道之間的 環(huán)形空間；密封所述環(huán)形空間的相對(duì)兩端； 焊接所述管道區(qū)段之間的接合處； 向所述環(huán)形空間填充加壓流體；以及通過監(jiān)測(cè)在所述環(huán)形空間內(nèi)形成的壓力來檢測(cè)所述管道的完整性。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在焊接步驟中使所述心軸和管道組件繞軸旋轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，還包括將所述管道摩擦地固定到所述心軸上， 由此所述心軸的繞軸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述管道的繞軸旋轉(zhuǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在檢測(cè)步驟之后從所述心軸沿 軸向去除所述管道。
全文摘要
一種管道形成和檢測(cè)設(shè)備，包括支撐心軸的框架、適于定位在所述管道內(nèi)的所述心軸、以及兩個(gè)密封裝置，所述兩個(gè)密封裝置與所述心軸連接并且適于對(duì)所述管道的相對(duì)兩端密封以便在所述心軸、所述管道以及所述密封裝置之間形成環(huán)形空間。所述管道由被焊接在一起的兩個(gè)或更多個(gè)管道區(qū)段形成。所述設(shè)備至少包括一個(gè)用于接合所述管道區(qū)段的焊接裝置，并且優(yōu)選包括使心軸和管道組件繞軸旋轉(zhuǎn)以便于焊接工序的旋轉(zhuǎn)裝置。所述管道一旦形成后，通過對(duì)所述環(huán)形空間加壓并且監(jiān)測(cè)該壓力來檢測(cè)所述管道的完整性。
文檔編號(hào)G01M3/28GK101939629SQ200880123101
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者格倫·卡森 申請(qǐng)人:卡泊爾投資公司