DE69901900T2

DE69901900T2 - Vorrichtung und verfahren zum miteinander schweissen von röhren

Info

Publication number: DE69901900T2
Application number: DE69901900T
Authority: DE
Inventors: Antonio Belloni; Renato Bonasorte
Original assignee: Saipem SpA
Current assignee: Saipem SpA
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2003-01-09
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: DE69901900T3; NO20013170D0; CA2355625C; WO2000038872A1; US6429405B2; EP1077785A1; NO20013170L; ATE219406T1; DK1077785T4; US20010015349A1; DK1077785T3; GB9828727D0; AU2287200A; TR200101816T2; CA2355625A1; DE69901900D1; ES2178500T5; EP1077785B1; PT1077785E; BR9916568A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verschweißen von Rohren miteinander. Die Erfindung betrifft insbesondere das Lichtbogen-Schweißen von Rohrsektionen miteinander, wenn Tiefsee-Pipelines (d. h. Unterwasser-Pipelines) verlegt werden. Der Schweißvorgang, der beim Verlegen solcher Pipelines verwendet wird, ist gewöhnlich von dem Typ, bei dem ein Lichtbogen-Schweißbrenner mit kontinuierlicher Drahtzuführung verwendet wird.
Wenn eine Pipeline auf See verlegt wird, ist es üblich, auf einer Verlegeschute einzelne Rohrsektionen an einen Rohrstrang anzuschweißen (wobei der Rohrstrang zum Seebett führt). Der Schweißvorgang findet nahe an der Wasseroberfläche statt. Die Rohrsektionen können mehrere Rohrabschnitte umfassen, die auf der Verlegeschute verschweißt werden, um bei Bedarf die Rohrsektionen zu bilden.
Der Rohrstrang ist bei der Verlegung unter großer Belastung und die Schweißverbindungen müssen natürlich notwendigerweise ausreichend stark sein, um den hohen Kräften zu widerstehen, die an den Schweißverbindungen wirken. Jedesmal, wenn ein Rohr mit einem anderen Rohr verschweißt wird, werden umfangreiche Tests durchgeführt, um sicherzustellen, daß die Güte der gebildeten Schweißverbindung ausreichend ist. Die Stärke einer Schweißverbindung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wovon einer die Geometrie des Weges ist, der durch den Kontaktpunkt des Lichtbogens in bezug auf die Oberflächen der zu verbindenden Rohre verfolgt wird. Wenn der Kontaktpunkt des Lichtbogens nur um einen Zehntelmillimeter vom Sollwert abweicht, kann die Güte der Verbindung derart vermindert sein, daß die Rohrverbindung bei der Prüfung als von nicht ausreichender Güte zurückgewiesen wird. Es ist deshalb wichtig, daß das Schweißmetall in dem Verbindungsbereich mit großer Genauigkeit abgelegt wird.
Ferner muß sich die radiale Entfernung der Elektrode in bezug auf die Rohre in Relation auf die Tiefe der Schweißverbindung ändern. Wenn sich der Bereich der Verbindung zwischen den Rohren mit Schweißmetall füllt, gelangt die Oberfläche des geschweißten Metalls näher zum Schweißbrenner.
Es gibt deswegen spezielle Bestimmungen, die berücksichtigt werden müssen, wenn eine Vorrichtung zum Verschweißen derartiger Rohre miteinander konstruiert wird.
Ein bekanntes Verfahren zum Verschweißen von zwei Rohren miteinander kann wie folgt beschrieben werden. Die zu verbindenden Rohre werden vor dem Verschweißen vorbereitet, indem die Enden der Rohre so angefast werden, daß dann, wenn die Rohre unmittelbar vor dem Beginn des Schweißprozesses (zueinander koaxial) angeordnet werden, zwischen den beiden Rohren eine äußere in Umfangsrichtung verlaufende Nut definiert ist. Die Rohre sind schweißbereit positioniert. An einem der Rohre wird ein Schlitten angebracht, der sich um den Umfang der zu verbindenden Rohre bewegen kann. An dem Schlitten ist ein Schweißbrenner angebracht und die Vorrichtung ist so beschaffen, daß das Ende der Metallelektrode der Umfangsnut gegenüberliegend und dieser verhältnismäßig nahe ist. Der Schlitten wird um den Umfang des Rohrs bewegt und der Brenner wird so betätigt, daß ein Lichtbogen in die Nut gerichtet ist. Der Lichtbogen wird manuell und/oder durch verschiedene mechanische Sensoren geführt, um den Lichtbogen so genau wie möglich längs der Nut zu führen. Der Schweißprozeß umfaßt im allgemeinen mehrere Durchgänge.
Bei dem obenbeschriebenen Verfahren ist die Auflösung der mechanischen Sensoren derart, daß eine Bedienperson erforderlich ist, um den Schweißprozeß zu unterstützen, damit der Lichtbogen mit ausreichender Genauigkeit geführt wird.
US 4.283.617 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Verschweißen von Rohrsektionen miteinander gemäß der Präambel von Anspruch 20 bzw. von Anspruch 1. Die Vorrichtung enthält eine Brennertransport- Baueinheit zum Bewegen von zwei Brennern längs der zwischen den Rohrsektionen zu schweißenden Umfangsverbindung. Die beiden Brenner sind um einen Abstand voneinander beabstandet, der einem Viertel des Umfangs der Rohrsektionen entspricht. Weitere Schweißvorrichtungen/Verfahren sind in US 4.485.291 und US 4.631.386 beschrieben.
Die Zeit, die benötigt wird, um eine vorgegebene Länge der Pipeline zu verlegen, wird hauptsächlich durch die Zeit bestimmt, die erforderlich ist, um alle notwendigen Schweißoperationen auszuführen. Es bestand deswegen der allgemeine Wunsch, die Zeit zu reduzieren, die erforderlich ist, um zwei Rohre miteinander zu verschweißen. Jeder Versuch, der Schweißprozeß zu beschleunigen, sollte jedoch nicht zu einer bedeutenden Verminderung der Güte der Schweißverbindung führen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verschweißen von Rohren miteinander zu schaffen, die wenigstens einige der obenerwähnten Nachteile mindern, die dem bekannten Verfahren und der obenbeschriebenen Vorrichtung zugehörig sind. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verschweißen von Rohren miteinander zu schaffen, die beim Verschweißen der Rohre schneller sind als das bekannte Verfahren und die obenbeschriebene Vorrichtung, jedoch ohne die Güte der Schweißverbindung bedeutend zu vermindern.
Deswegen schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bilden einer Pipeline, das einen Schritt des Verschweißens zweier Rohre miteinander umfaßt, wobei der Schritt des Verschweißens zweier Rohre miteinander die folgenden Schritte umfaßt:
Anordnen zweier Rohre Ende an Ende, wobei die Rohre so geformt sind, daß zwischen den Enden der Rohre eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut definiert ist,
Ausführen einer Relativbewegung mehrerer auf einem einzigen Schlitten angeordneter Lichtbogen-Schweißbrenner mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit um die Rohre,
und Betreiben der mehreren Lichtbogen-Schweißbrenner, so daß ihre Lichtbögen in der Nut eine Schweißnaht bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß
die gebildete Pipeline eine Tiefsee-Pipeline ist,
der Trennwinkel der Wände, die die Nut zwischen den Rohren definieren, kleiner als 10 Grad ist,
wenigstens zwei Brenner der mehreren Lichtbogen-Schweißbrenner direkt nebeneinander angeordnet sind, so daß während des Betriebs der Brenner die Lichtbögen der wenigstens zwei Brenner in der Nut direkt nacheinander erzeugt werden, und
der durch jeden der mehreren Lichtbogen-Schweißbrenner erzeugte Lichtbogen unabhängig, automatisch und elektronisch geführt wird, indem die elektrischen Eigenschaften des Schweißvorgangs für jedes einzelne Rohr bestimmt werden und die elektrischen Eigenschaften in bezug auf eines der Rohre mit den entsprechenden elektrischen Eigenschaften in bezug auf das andere der Rohre verglichen werden.
Sowohl die Automatisierung des Prozesses als auch das Vorsehen mehrerer Brenner auf dem Schlitten bewirken die Beschleunigung des Schweißprozesses, wobei sich die Komplexität oder die Kosten der Schweißvorrichtung nicht notwendigerweise bedeutend erhöhen. Die Kosten können außerdem gesenkt werden, da keine Notwendigkeit eines erfahrenen Bedieners zum manuellen Führen der Schweißvorrichtung besteht.
Die automatische elektronische Führung des Schweißvorgangs ermöglicht, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um Rohre miteinander zu verschweißen, wobei der Trennwinkel der die Nut definierenden Wände kleiner als 10 Grad ist. Der Trennwinkel der die Nut definierenden Wände beträgt vorteilhaft 6 Grad oder weniger. Je kleiner im allgemeinen der Winkel ist, desto weniger Schweißmaterial wird benötigt, um die Rohre zufriedenstellend miteinander zu verschweißen. Die die Nut definierenden Wände können sogar im wesentlichen parallel verlaufen.
Wenn die Brenner erstmals betrieben werden, um eine Schweißnaht zu bilden, ist es vorzuziehen, daß der erste Brenner das Schweißen beginnt und weitere Brenner erst dann das Schweißen beginnen, wenn sie die Position erreicht haben, an der der erste Brenner gestartet wurde. Die Brenner können in einer ähnlichen Weise nacheinander abgeschaltet werden.
Es sind in der Vergangenheit viele Vorschläge gemacht worden, um den Schweißprozeß, mit dem sich die vorliegende Erfindung beschäftigt, zu beschleunigen. Ein derartiger Vorschlag besteht darin, mehr als eine Schweißvorrichtung vorzusehen, wobei jede Schweißvorrichtung durch einen entsprechenden Schweißoperator bedient wird. Ein solcher Vorschlag erfordert jedoch das Vorsehen separater Schlitten, was zu einem Kostenanstieg führt. Da es außerdem in der Vergangenheit üblich war, daß die in Umfangsrichtung verlaufende Nut zwischen den Rohren kegelförmig ist, war es ebenfalls üblich, daß sich die Geschwindigkeit des Schweißbrenners relativ zum Rohr verlangsamt, wenn sich die Tiefe der Schweißverbindung vergrößert, da sich dann, wenn sich die Tiefe vergrößert, auch die Schichtbreite der zu bildenden Schweißverbindung vergrößert und somit auch die Zeit ansteigt, die erforderlich ist, um aufeinanderfolgende Schichten (einer vorgegebenen Länge im Verlauf der Nut) zu bilden. Deswegen erfordern Vorschläge zum Vorsehen von zwei Schlitten, die jeweils einen Brenner tragen, häufig, daß sich die Schlitten voneinander unabhängig und bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen können, was dahingehend Komplikationen bewirkt, daß Vorsorge getroffen werden muß, um zu vermeiden, daß die Schlitten- und Brennerbaueinheiten kollidieren und sich gegenseitig stören.
Die Automatisierung der Führung der Schweißbrenner gemäß der vorliegenden Erfindung vereinfacht das Vorsehen mehrerer derartiger Brenner, die auf einem einzelnen Schlitten angeordnet sind. Wenn die Führung der Brenner nicht vollständig automatisiert wäre, wären für einen einzelnen Schlitten mehrere Operatoren erforderlich. Das Verfahren der automatischen Führung der Brenner gemäß der vorliegenden Erfindung erfordert ferner keinen mechanischen Kontakt mit den die Nut definierenden Wänden und hat sich als sehr genau erwiesen, was dazu führen könnte, daß weniger Schweißnähte zurückgewiesen werden, wenn sie strengen Qualitätsprüfungen unterzogen werden, die beim Verlegen von Pipelines erforderlich sind. Wenn die Lichtbögen längs der in Umfangsrichtung Verlaufenden Nut bewegt werden, wird vorzugsweise die Führung der Lichtbögen ohne mechanische oder optische Sensoren ausgeführt, wenn die Bewegung der Lichtbögen in einer Richtung längs der Achse des Rohrs gesteuert wird.
Die Achsen der Brenner können im wesentlichen parallel sein. Die Achsen der Brenner können z. B. so angeordnet sein, daß sie sich im Gebrauch in bezug auf das Rohr im wesentlichen radial erstrecken.
Die Führung der Lichtbögen kann durch einen Schlitten ausgeführt werden und wird vorzugsweise durch einen solchen ausgeführt, der sich in Umfangsrichtung um das Rohr und längs der Nut bewegt, so daß der Brenner im allgemeinen zur Nut zeigt, wobei eine Steuereinheit die exakte Position der Lichtbögen steuert, indem sie Korrekturbewegungen am Brenner in einer Richtung parallel zur Achse des Rohrs ausführt. Vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise bewegen solche Korrekturbewegungen den Lichtbogen im wesentlichen zu der genau gewünschten Stelle.
Wie oben erwähnt wurde, wird der durch jeden der mehreren Lichtbogen- Schweißbrenner erzeugte Lichtbogen unabhängig, automatisch und elektronisch geführt. Die unabhängige Führung jedes Lichtbogens kann die Herstellung einer Schweißverbindung mit besserer Güte ermöglichen. Der Prozeß der automatischen Führung umfaßt vorzugsweise einen Schritt des Bestimmens der Differenz zwischen einem Wert, der eine elektrische Eigenschaft in bezug auf ein Rohr repräsentiert, und einem Wert, der die gleichen Eigenschaft in bezug auf das andere Rohr repräsentiert, und des anschließenden Ausführens einer Korrekturbewegung, die die Position des Lichtbogens in Abhängigkeit vom Differenzwert bewegt. Zum Beispiel kann die Position des Lichtbogens um eine voreingestellte Entfernung bewegt werden (z. B. in eine Richtung längs der Achse des Rohrs), wenn der Differenzwert außerhalb eines im voraus festgelegten Bereichs annehmbarer Werte liegt. Die Richtung der Bewegung kann davon abhängen, ob der Differenzwert über einem oberen Schwellenwert oder unter einem unteren Schwellenwert liegt. Der Betrag der Korrekturbewegung könnte vom Betrag der Differenz abhängen.
Die Messungen, aus denen der Wert der verglichenen elektrischen Eigenschaften bestimmt wird, erfolgen natürlich vorzugsweise an dem Lichtbogen, der sich über die Länge der Nut in der gleichen Entfernung befindet.
Wenn eine Korrekturbewegung lediglich dann ausgeführt wird, wenn der Differenzwert außerhalb eines Bereichs annehmbarer Werte liegt, ist es vorzuziehen, ein weiteres Mittel zum Korrigieren der Bewegung zu haben. Wenn der Differenzwert über die Zeit hinweg angibt, daß sich der Lichtbogen im wesentlichen ununterbrochen auf einer Seite des gewünschten Weges außerhalb der Position befindet, jedoch nicht in ausreichenden Maße, um zu bewirken, daß der Differenzwert außerhalb des im voraus bestimmten annehmbaren Bereich liegt, ist es trotzdem erwünscht, diese kleine, aber dauerhafte Diskrepanz in der Position des Lichtbogen zu korrigieren. Das Verfahren umfaßt daher ferner vorzugsweise das Überwachen der Werte der Differenzen über die Zeit hinweg und dann, wenn die Werte der Differenzen angeben, daß sich der Lichtbogen im wesentlichen ununterbrochen auf einer Seite des gewünschten Weges befindet, das Ausführen einer Korrekturbewegung des Lichtbogens. Es könnte z. B. eine integrierende Vorrichtung vorgesehen sein, um eine Laufsumme der Werte der berechneten Differenzen zu berechnen.
Die elektrischen Eigenschaften, die bestimmt werden, können die Spannung und/oder die Potentialdifferenz und/oder den Strom und/oder die Stromdichte und/oder die Lichtbogenimpedanz enthalten. Die Eigenschaften werden vorzugsweise bestimmt, indem die elektrischen Eigenschaften der Lichtbogen der Schweißbrenner gemessen werden.
Die Brenner müssen nicht alle in derselben Weise betrieben werden. Einige Lichtbogen können z. B. bei unterschiedlichem Strom betrieben werden. Zwei der Brenner, die das Verschweißen der Rohr ausführen, können bei unterschiedlichen Raten schweißen. Einem Brenner kann z. B. Schweißdraht bei einer unterschiedlichen Rate zugeführt werden.
Es gibt vorzugsweise zwei Schweißbrenner, die am Schlitten montiert sind. Jeder Brenner ist vorzugsweise ein Lichtbogen-Schweißbrenner mit kontinuierlicher Drahtzuführung. Im Gebrauch wird z. B. der Schweißdraht in den Brenner eingeführt und füllt mittels des Lichtbogen-Schweißprozesses die Nut zwischen den Rohren, um die Schweißverbindung zu bilden. Die Zuführung des Schweißdrahts ist vorteilhaft vom Schlitten entfernt angeordnet. Wenn die Zuführung mit Schweißdraht entfernt vorgesehen ist, wird der Schlitten leichter und vereinfacht demzufolge die Bedienung. Der Schweißdraht kann auf einer Spindel angeordnet sein. Eine typische Schweißdrahtspindel kann etwa 2,5 kg wiegen.
Jeder Brenner ist vorzugsweise unabhängig in einer Richtung beweglich, die eine Komponente parallel zur Achse des Rohrs besitzt.
Ein geeignetes Verfahren zum Bestimmen der erforderlichen Werte der elektrischen Eigenschaften in bezug auf jedes entsprechende Rohr wird nachfolgend beschrieben. Ein Schritt dieses Verfahrens enthält vorzugsweise das Oszillieren jedes Schweißbrenners, so daß sich die Position jedes Lichtbogens abwechselnd von einer Seite zur anderen Seite des allgemeinen Weges bewegt, der von jedem Brenner längs der Nut verfolgt wird. Die Brenner werden deshalb vorzugsweise so bewegt, daß die entsprechenden Positionen der Lichtbögen innerhalb der Nut zwischen den die Nut definierenden Wänden oszillieren. Jeder Schweißbrenner oszilliert vorzugsweise in der Weise, daß die Position jedes Lichtbogens sich abwechselnd im allgemeinen zu den Wänden der Nut und von diesen weg bewegt. Die Oszillationsbewegung jedes Lichtbogens erfolgt vorzugsweise in einer Richtung, die eine Komponente in einer Richtung längs der Rohrachse aufweist. Die Richtung der Oszillationsbewegung ist vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zur Länge der Nut. Die Richtung der Oszillationsbewegung ist vorzugsweise im wesentlichen parallel zur Achse des Rohrs. Die Oszillationsbewegung der Lichtbögen zu den Wänden der Nut und weg von diesen ist vorteilhafterweise klein im Vergleich zur Breite des Schweißschicht, die zu einem gegebenen Zeitpunkt aufgebracht wird. Die Amplitude der Oszillationsbewegung ist vorteilhafterweise so klein, daß die Güte der Schweißnaht nicht bedeutend beeinflußt wird. Die Amplitude der Oszillationen des Lichtbogens kann z. B. während wenigstens einigen Stufen des Schweißprozesses weniger als einen Zehntelmillimeter betragen.
Wie oben angegeben ist, enthält der Schritt des Bestimmens der elektrischen Eigenschaften des Schweißvorgangs in bezug auf jedes Rohr vorzugsweise einen Schritt des Oszillierens der Position des Lichtbogens in der Nut. Da die elektrischen Eigenschaften eines Lichtbogens sich in Abhängigkeit von der Relativposition des Lichtbogens in der Nut ändern, kann eine Angabe der Position des Lichtbogens in der Nut bestimmt werden, indem die elektrischen Eigenschaften des Lichtbogens überwacht und verglichen werden, wenn sich die Entfernung des Lichtbogens von den Wänden ändert.
Diese Bewegung jedes Brenners in der Richtung, die eine zur Achse des Rohrs parallele Komponente besitzt, erfolgt durch eine entsprechende, unabhängige Antriebsmaschine. Eine einzige Antriebsmaschine führt vorzugsweise die Bewegung der Brenner über die Länge der Nut aus. Die oder jede Antriebsmaschine kann ein Elektromotor und vorzugsweise ein bürstenloser Elektromotor sein.
Jeder Brenner wird vorzugsweise während des Betriebs gekühlt. In diesem Fall kann jeder Brenner mit Mitteln zum Kühlen des Brenners während des Betriebs versehen sein. Wenn ein Brenner sehr nahe an einem anderen Brenner betrieben wird, der ebenfalls betrieben wird, kann die übermäßige Wärme, die durch die beiden Brenner erzeugt wird, an den Brennern sowie weiteren in der Nähe befindlichen Vorrichtungen mechanische Probleme bewirken, wenn die Wärme nicht in geeigneter Weise abgeführt wird. Vorzugsweise sind die Brenner jeweils wassergekühlt. Vorzugsweise bewirkt das Wasserkühlungssystem eines Brenners die Kühlung der Schweißspitze dieses Brenners.
Die Erfindung schafft außerdem ein Verfahren, das oben beschrieben wurde, bei dem die Rohre eine Größe und eine Wanddicke besitzen, die für die Bildung einer Tiefsee-Pipeline geeignet sind, und die Rohre durch Stumpfschweißen, das durch eine automatisch führende Schweißvorrichtung ausgeführt wird, verbunden werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
- koaxiales Anordnen zweier zu verbindender Rohre direkt nebeneinander, wobei die Stirnwände der Rohre einander zugewandt sind und eine in Umfangsrichtung verlaufende abgefaste Nut mit einer linken Wand und einer rechten Wand definieren,
- Vorsehen einer Schweißvorrichtung, die umfaßt:
-- eine Führung, die um den Umfang des Rohrs angebracht ist,
-- wenigstens einen automatischen Nachlaufwagen, der an der Führung angebracht ist, um sich unter der Steuerung der Steuereinheit entlang der Führung und um das Rohr zu bewegen, wobei der oder jeder Wagen Verriegelungs- und Gleitvorrichtungen, die mit der Führung in Eingriff gelangen können, sowie Zugeinheiten zum Ziehen des oder jedes Wagens längs der Führung umfaßt,
-- zwei oszillierende Schweißbrenner mit kontinuierlicher Drahtzuführung, die an dem oder jedem Wagen angebracht sind, und
-- ein Drahtzuführungsmittel zum Zuführen eines Drahts an jeden der oszillierenden Schweißbrenner,
- Bewegen der Schweißbrenner um die Führung und Betreiben der Schweißbrenner in der Weise, daß ein Verschweißen der linken Wand und der rechten Wand der Nut erfolgt, um die Rohre miteinander zu verschweißen,
- für jeden Schweißbrenner Bestimmen von Werten elektrischer Parameter, die auf die Spannung, die Stromstärke und die voltaische Lichtbogenimpedanz sowohl der linken Wand als auch der rechten Wand der Nut bezogen sind, zu jedem von mehreren Zeitpunkten während der ununterbrochenen Bewegung der oszillierenden Schweißbrenner,
- für jeden Schweißbrenner Berechnen der Differenz zwischen den Werten der elektrischen Parameter für die rechte Wand und für die linke Wand,
- für jeden Brenner Vergleichen der Werte der berechneten Differenzen zu jedem Zeitpunkt mit im voraus festgelegten Werten, die in einem Verarbeitungsmittel gehalten werden, um zu jedem Zeitpunkt die Verschiebung dieser Werte zu bestimmen,
- Lenken der Änderung der Bewegungen jedes oszillierenden Schweißbrenners, indem jedesmal, wenn die Verschiebung in bezug auf den entsprechenden Brenner eine im voraus festgelegte Grenze übersteigt, ein Antriebsmittel aktiviert wird, das den Brenner in der Weise orientiert, daß die Schweißlage in der Mitte der Kehle der Nut abgelagert wird und daß die Schweißlage dann auf der Nennmittellinie der Nut im wesentlichen überlagert wird, und
- Bereitstellen einer Schutzatmosphäre aus aktivem Kohlendioxidgas, wobei
Rohre mit Wänden, die verhältnismäßig dick und so abgefast sind, daß der Winkel zwischen der linken Wand und der rechten Wand der Nut, die zwischen den Enden der Rohre definiert ist, verhältnismäßig gering ist, kostengünstig und schnell miteinander verschweißt werden können.
Die vorliegende Erfindung schafft außerdem ein Verfahren zum Aufbau einer Unterwasser-Pipeline, das die Verwendung des Verfahrens gemäß der hier beschriebenen vorliegenden Erfindung einschließt. Die Technik, die beim Verlegen der Unterwasser-Pipeline verwendet wird, kann das J-Verlege-Verfahren sein.
Wenn die obenbeschriebene Erfindung verwendet wird, um eine Rohrsektion mit einer Pipeline zu verbinden, wird eines der beiden Rohre die Rohrsektion sein und das andere wird natürlich das freie Ende der Pipeline sein, mit der die Rohrsektion zu verbinden ist. Während es in dem Fall, bei dem eine Rohrsektion an eine Pipeline zu schweißen ist, verhindert werden muß, daß sich die Rohrsektion dreht, können wenigstens einige der Merkmale der vorliegenden Erfindung natürlich ebenfalls verwendet werden, wenn die Rohre miteinander verschweißt werden, wie etwa dann, wenn Rohrstücke miteinander verschweißt werden, um eine Rohrsektion zu bilden, wobei es dabei möglich ist, daß sich die Rohre drehen und die Schweißvorrichtung feststehend bleibt.
Gemäß der Erfindung wird außerdem eine Schweißvorrichtung zur Verwendung in dem Verfahren der obenbeschriebenen Erfindung geschaffen, wobei die Vorrichtung umfaßt:
einen Schlitten, der mehrere Lichtbogen-Schweißbrenner trägt, und
eine Steuereinheit, die die automatische Führung der von den Brennern erzeugten Lichtbögen erleichtert, wobei die Vorrichtung so konfiguriert ist, daß sie dazu verwendet werden kann, zwei Rohre miteinander zu verschweißen, die Ende an Ende gelegt sind und zwischen sich eine Nut definieren, indem die Vorrichtung derart angeordnet wird, daß,
der Schlitten so angebracht ist, daß er sich um den Umfang der Rohre bewegen kann,
die Steuereinheit Signale empfängt, die elektrische Eigenschaften der Schweißung in bezug auf jedes Rohr repräsentieren, wobei
die Steuereinheit eine unabhängige automatische Führung des Lichtbogens jedes Brenners längs der Nut dadurch erleichtert, daß die Signale, die auf eines der Rohre bezogen sind, mit den entsprechenden Signalen, die auf das andere der Rohre bezogen sind, verglichen werden. Jeder Brenner ist vorzugsweise mit einer entsprechenden Steuereinheit versehen. Weitere Beispiele, wie die Vorrichtung konfiguriert sein kann, um einen Aspekt des Verfahrens der vorliegenden Erfindung auszuführen, schließen ein, daß jeder Schweißbrenner vorzugsweise so beschaffen ist, daß er im Gebrauch eine Oszillationsbewegung des Lichtbogens ausführen kann und jeder Schweißbrenner so beschaffen ist, daß er oszillieren kann, so daß sich im Gebrauch die Position jedes Lichtbogens abwechselnd im allgemeinen zu den Wänden der Nut und von diesen weg bewegt.
Es werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, worin:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Schweißvorrichtung mit zwei Schweißbrennern (von denen für den Zweck der Klarheit lediglich einer gezeigt ist) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 ein Blockschaltplan ist, der das automatische Führungssystem der Schweißvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt; und
Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht einer Schweißvorrichtung mit zwei Schweißbrennern gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Fig. 1 zeigt in einem teilweisen Querschnitt die Enden der Rohre 2, 4, die miteinander zu verschweißen sind, und eine schematische Seitenansicht einer Schweißvorrichtung 10 mit zwei voltaischen Lichtbogen-Schweißbrennern 1 (von denen in Fig. 1 lediglich einer ersichtlich ist), um die Rohre 2, 4 stumpf aneinander zu schweißen. Der Schweißbrenner gehört zum wohlbekannten GMAW-Schweißen (Gas-Metall-Lichtbogenschweißen) und kann entweder von dem Typ sein, der beim MAG-Schweißen (Metall-Aktivgas-Schweißen) verwendet wird, oder von dem Typ sein, der beim MIG-Schweißen (Metall-Inertgas-Schweißen) verwendet wird. Das verwendete Gas kann z. B. Kohlendioxid sein.
Die Rohre 2, 4 werden so angeordnet, daß ihre Achsen ausgerichtet sind und ihre Enden 26, 27 nebeneinander liegen. Die Enden 26, 27 der Rohre sind abgefast, so daß sie dann, wenn sie zusammengebracht werden, eine in Umfangsrichtung verlaufende äußere Nut 28 definieren.
Eine Laufbahn 6 ist als eine einzelne Einheit am linken Rohr 2 fest angebracht (wie in Fig. 1 ersichtlich ist). Die Laufbahn 6 erstreckt sich in Umfangsrichtung um das Rohr 2. Die Laufbahn 6 besitzt zwei Führungsbahnen 29, 30, die sich um das Rohr 2 erstrecken. Die Schweißvorrichtung 10 ist für eine Bewegung längs der Laufbahn 6 montiert. An einer Basisplatte 7 der Schweißvorrichtung 10 sind Räder 5 drehbar angebracht. Die Räder 5 gelangen an den Führungsbahnen 29, 30 in Eingriff und erleichtern die geführte Bewegung der Vorrichtung 10 längs der Laufbahn 6. Eine der Laufbahnen 30 besitzt außerdem eine Zahnstange, die sich um das Rohr erstreckt. Ein (nicht gezeigtes) Ritzel, das für einen Eingriff an der Zahnstange angebracht ist, wird angetrieben, so daß die Vorrichtung um das Rohr 2 getrieben werden kann. Das angetriebene Ritzel kann über eine angetriebene Kette gedreht werden, die wiederum durch einen Schrittmotor oder eine ähnliche (nicht dargestellte) Antriebsquelle angetrieben wird. Die Laufbahn 6 ist am Rohr 2 so positioniert, daß die Brenner 1 der Vorrichtung 10 jeweils direkt über der Nut 28 positioniert sind. Diese Verfahren zum Positionieren einer Laufbahn und einer Schweißvorrichtung an einem Rohr, derart, daß ein Brenner der Schweißvorrichtung korrekt über der auszubildenden Schweißverbindung positioniert wird, sind wohlbekannt und werden deshalb hier nicht genauer beschrieben.
Im Gebrauch wird die Vorrichtung 10 um die Rohre 2, 4 getrieben und die Schweißbrenner 1 werden betrieben und so gesteuert, daß sie Schweißmaterial in der Mitte der Nut 28 ablagern, um die Schweißverbindung 3 zu bilden. Die Schweißbrenner sind nebeneinander angeordnet. Wenn die Vorrichtung gestartet wird, wird der erste Brenner (der Brenner an der Vorderseite in bezug auf die anfängliche Bewegungsrichtung der Brenner) zuerst betrieben und der andere Brenner wird nicht betrieben, bis er den Beginn der Schweißnaht erreicht, die durch den ersten Brenner abgelegt wurde. Anschließend läuft die Vorrichtung an der Nut 28 entlang, Schweißmaterial wird in der Nut durch den ersten Brenner abgelagert, um die Schweißverbindung 3 zu bilden, und kurz danach wird durch den zweiten Brenner weiteres Schweißmaterial auf der Schweißverbindung 3 abgelagert. Die Vorrichtung 10 führt mehrere Durchgänge aus, wobei sie weitere Schichten von Schweißmaterial in der Nut ablagert, um die Rohr miteinander zu verbinden. Die Schweißvorrichtung 10 dreht sich in beiden Richtungen um den Umfang der Rohre 2, 4. Die Schweißvorrichtung 10 dreht sich in einer Richtung (d. h. in Uhrzeigerrichtung oder in Gegenuhrzeigerrichtung) um die Rohre 2, 4, bis sie sich wenigstens einmal um den gesamten Umfang der Rohre gedreht hat.
Beide Brenner 1 arbeiten auf ähnliche Weise. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf einen der beiden Brenner und sein Führungssystem, es ist jedoch selbstverständlich, daß der andere Brenner im wesentlichen in gleicher Weise funktioniert.
Der Schweißdraht 9 wird ununterbrochen von einer Drahtrolle 11 dem Brenner 1 zugeführt. Der Schweißdraht 9 wird von der Drahtrolle 11 mittels einer Abziehvorrichtung 14 abgewickelt, die den Draht 9 über ein Führungsrohr 8 zu einer Spannvorrichtung 12 befördert, von der der Draht in den Brenner 1 geführt wird.
Das Schweißen der Rohre 2 und 4 durch die Schweißbrenner wird durch ein automatisches Führungssystem gesteuert. Das Führungssystem führt die Schweißbrenner, indem Werte elektrischer Parameter, die sich auf die voltaische Lichtbogenimpedanz beziehen, bestimmt werden. Die Lichtbogenimpedanz hängt u. a. von der Position des Schweißlichtbogens in bezug auf die die Nut 28 definierenden Wände ab. Wenn der Lichtbogen auf der Nennmittelebene (die die Mittellinie der Nut 28 enthält) in der Mitte zwischen den Wänden der Nut 28 liegt, ist der Einfluß dieser Wände auf die obengenannten elektrischen Parameter praktisch identisch. Wenn andererseits der Lichtbogen des voltaischen Brenners 1 nicht direkt in der Mitte der Nut 28 positioniert ist, ist der Einfluß der Wände der Nut auf die elektrischen Parameterwerte unterschiedlich. Das Überwachen der Größen eines bestimmten elektrischen Parameters ermöglicht der (in Fig. 1 nicht gezeigten) Steuereinheit der Vorrichtung, die Abweichung des Lichtbogens des Brenners 1 in der Nut 28 von der mittigen Position zu berechnen. Genauer werden während der kontinuierlichen Bewegung des Brenners 1 die Größen der Werte von Spannung, Strom und Impedanz (V, I, R), die sich auf eine Wand der Nut 28 beziehen, mit jenen verglichen, die sich auf die andere Wand der Nut beziehen. Die Spannung und der Strom des Lichtbogens werden mit einer Vorrichtung gemessen, die am oder im Schweißbrenner angebracht ist, und die Lichtbogenimpedanz kann dann unter Verwendung dieser gemessenen Werte berechnet werden. Das Verfahren zum Bestimmen dieser Werte in bezug auf eine gegebene Wand der Nut 28 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert.
Wenn der Lichtbogen in einer außermittigen Position ist, in der sich der Lichtbogen, das Ende des Drahts 9 und das Schweißbad näher zu einer der Wände der Nut befinden, gibt es eine Verminderung der voltaischen Lichtbogenimpedanz in bezug auf die gegenüberliegende Wand, da die Schweißvorrichtung derart ist, daß sich der Spannungswert gezwungenermaßen vermindert und die Stromstärke gezwungenermaßen ansteigt. Korrekturen der Orientierung und der Position des Brenners 1 in bezug auf die Nut 28 und die Schweißnaht 3 werden mit dem automatischen Führungssystem in Echtzeit erreicht.
Der Blockschaltplan von Fig. 2 veranschaulicht schematisch das automatische Führungssystem der Schweißvorrichtung gemäß der (durch Fig. 1 dargestellten) ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Jeder Brenner ist mit einem Führungssystem versehen, für die Einfachheit ist jedoch das System unter Bezugnahme auf lediglich einen Brenner dargestellt und beschrieben.
Das Führungssystem bestimmt periodisch die elektrischen Parameterwerte von Spannung, Stromstärke und voltaischer Lichtbogenimpedanz, die sich auf die rechte Wand und auf die linke Wand beziehen, die die Nut 28 definieren (siehe Fig. 1). Der Schweißbrenner wird oszilliert, so daß die Position der Lichtbogens mit einer kleinen Amplitude in einer im wesentlichen zu der Achse des Rohrs parallelen Richtung oszilliert (so daß sich der Brenner zu jeder Wand und von dieser weg bewegt). Die Spannung und der Strom des Lichtbogens werden praktisch ununterbrochen gemessen und Signale, die diesen gemessenen Werten entsprechen, werden vom Brenner 1 über ein Kabel 25 zu einer Regeleinheit 15 geleitet. Die Regeleinheit 15 enthält ein Verarbeitungsmittel, das die Signale verarbeitet. Die Regeleinheit 15 sendet Signale, die eine Darstellung der elektrischen Parameterwerte sind, die für die linken und rechten Wände gemessen wurden, an zwei digitale Filter 16, 18, wobei ein Filter 16 zum Erzeugen von Signalen dient, die sich auf die rechte Wand beziehen, und ein Filter 18 der linken Wand dient. Die Regeleinheit 15 und die Filter 16, 18 sind somit in der Lage, aus den Signalen vom Brenner 1 effektiv Signale zu extrahieren, die Werten der Parameter entsprechen, die in bezug auf den Lichtbogen in Relation auf die linke Wand bzw. die rechte Wand der Nut 28 gemessen wurden. Durch die Filter 16, 18 werden somit Ausgangssignale erzeugt, die sich auf die Spannungs-, Strom- und Impedanzwerte in bezug auf ihre entsprechende Wand der Nut beziehen.
Eine Differenzeinheit 19 berechnet eine Angabe der Position des Lichtbogens des Brenners in der Nut, indem die Differenzen in den Werten berechnet werden, die sich auf die linken bzw. rechten Wände beziehen und aus den Signalen bestimmt werden, die von den Filtern 16, 18 empfangen werden. Die Berechnungen, die praktisch kontinuierlich erfolgen, werden in Echtzeit für die Steuerung der Position und der Orientierung des Brenners in bezug auf die Nut 28 verwendet.
Wenn die ausgeführten Berechnungen angeben, daß die Differenz zwischen der gewünschten Position des Lichtbogens und der tatsächlichen Position des Lichtbogens größer als ein fester und im voraus eingestellter Schwellenwertabstand ist, wird ein Signal erzeugt, das bewirkt, daß eine Verstärkungseinheit 21 ein Befehlssignal aktiviert, das mit Hilfe eines Verstärkers 22 bewirkt, daß eine Ansteuereinheit 23 gemeinsam mit einer Zentrierungsregeleinheit 24 den Schweißbrenner 1 bewegt, so daß der Lichtbogen zur gewünschten Stelle (die Mittellinie der Nut) bewegt wird.
Wenn die (durch die Differenzeinheit 19) ausgeführten Berechnungen angeben, daß die Differenz zwischen der gewünschten Position des Lichtbogens und der tatsächlichen Position des Lichtbogens kleiner oder gleich der im voraus eingestellten Schwellenwert-Entfernung ist, bewirkt die Verstärkungseinheit, daß der Brenner nicht bewegt wird. Es werden jedoch Signale, die die durch die Differenzeinheit 19 berechneten Differenzwerte repräsentieren, an eine Integratoreinheit 20 gesendet, die zusätzlich vorgesehen ist, um die Positionierung des Brenners 1 während des Schweißvorgangs zu regeln. Wenn die Position des Lichtbogens nahe an der Mittellinie der Nut 28 bleibt und die Summe der Entfernungen zur linken Seite der Linie mit der Summe der Entfernungen zur rechten Seite der Linie über die Zeit praktisch gleich ist, erzeugt der Integrator 20 über den Verstärker 22 kein Befehlssignal für eine Zentrierungsbewegung. Wenn jedoch bei der Position des Lichtbogens, obwohl sie im tolerierten Bereich der Entfernungen von der Mittellinie der Nut bleibt, festgestellt wird, daß sie vorrangig auf einer Seite der Linie liegt, aktiviert der Integrator 20 ein Befehlssignal, das mittels des Verstärkers 22 bewirkt, daß die Antriebseinheit 23 und die Zentrierungsregeleinheit 24 den Schweißbrenner 1 bewegen, so daß der Lichtbogen zur gewünschten Stelle (die Mittellinie der Nut) bewegt wird.
Die durch das automatische Führungssystem ausgeführten Berechnungen können Vergleiche zwischen berechneten Werten, die sich auf den momentanen Zustand des Schweißsystems beziehen, und Abtastwerten, die im Speicher des Führungssystems gehalten werden, enthalten. Solche Abtastwerte können per Tastatur manuell in den Speicher eingegeben werden.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Schweißvorrichtung 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht. Die Vorrichtung arbeitet in einer ähnlichen Weise wie die obenbeschriebene erste Ausführungsform. Die Schweißbrenner 101 sind so ausgerichtet, daß sie dann, wenn die Vorrichtung 110 an einem (in Fig. 3 nicht gezeigten) Rohr angebracht wird, zur gleichen Nennumfangslinie zeigen, die sich um das Rohr erstreckt. Räder 105 sind für einen Eingriff an einer (in Fig. 3 nicht gezeigten) Führungsbahn vorgesehen, die sich im Gebrauch rund um die zu verschweißenden Rohre erstreckt.
Die Hauptunterschiede zwischen der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform und der gemäß der ersten Ausführungsform werden nun beschrieben.
Der (nicht gezeigte) Schweißdraht der zweiten Ausführungsform ist nicht an der beweglichen Schweißvorrichtung 110 vorgesehen, er ist statt dessen an einer von der Vorrichtung entfernten Stelle angebracht und wird von dieser entfernten Stelle über ein Führungsrohr zur Schweißvorrichtung geführt, wenn sich diese um das Rohr bewegt. Es ist deshalb nützlich, daß sich die Vorrichtung sowohl in Uhrzeigerrichtung als auch in Gegenuhrzeigerrichtung um das Rohr bewegen kann, um die Möglichkeit zu reduzieren, daß sich der Schweißdraht verdrillt.
Die Brenner 101 sind jeweils wassergekühlt. Das Wasser wird in einem (nicht gezeigten) Kühlsystem, das Teile des Brenners enthält, in umlaufender Weise gepumpt. Das durch den betriebenen Brenner erwärmte Wasser wird zur Kühlung in einen Wärmetauscher, wie etwa einen Radiator, geleitet.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Rohrleitung, das einen Schritt des Verschweißens zweier Rohre (2, 4) miteinander umfaßt, wobei der Schritt des Verschweißens zweier Rohre (2, 4) miteinander die folgenden Schritte umfaßt:

Anordnen zweier Rohre (2, 4) Ende (26) an Ende (27), wobei die Rohre (2, 4) so geformt sind, daß zwischen den Enden (26, 27) der Rohre (2, 4) eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut (28) definiert ist,

Ausführen einer Relativbewegung einer Vielzahl von auf einem einzelnen Schlitten (10) angeordneter Lichtbogen-Schweißbrenner (1) mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit um die Rohre (2, 4),

und Betreiben der mehreren Lichtbogen-Schweißbrenner (1), so daß ihre Lichtbögen in der Nut (28) eine Schweißnaht (3) bilden,

dadurch gekennzeichnet, daß

die gebildete Rohrleitung eine Tiefsee-Pipeline ist, der Trennwinkel der Wandungen, die die Nut (28) zwischen den Rohren (2, 4) definieren, kleiner als 10 Grad ist,

wenigstens zwei Brenner (1) der Vielzahl von Lichtbogen- Schweißbrennern (1) direkt nebeneinander angeordnet sind, so daß während des Betriebs der Brenner (1) die Lichtbögen der wenigstens zwei Brenner (1) in der Nut (28) direkt nacheinander erzeugt werden, und

der durch jeden der mehreren Lichtbogen-Schweißbrenner (1) erzeugte Lichtbogen unabhängig automatisch elektronisch geführt wird, indem die elektrischen Eigenschaften des Schweißvorgangs für jedes Rohr (2, 4) bestimmt werden (15) und die elektrischen Eigenschaften in bezug auf eines der Rohre (2, 4) mit den entsprechenden elektrischen Eigenschaften in bezug auf das andere der Rohre (2, 4) verglichen werden (19).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Achsen der wenigstens zwei Brenner (1), die direkt nebeneinander angeordnet sind, im wesentlichen parallel sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die mehreren Lichtbogen-Schweißbrenner (1) GMAW-Brenner (Gas-Metall-Lichtbogen-Schweißbrenner) sind.

4. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die mehreren Lichtbogen-Schweißbrenner (1) unter Verwendung eines MAG-Schweißprozesses (Metall-Aktivgas-Schweißprozeß) betrieben werden.

5. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, das den Schritt des Bestimmens der Differenz zwischen einem Wert, der eine elektrische Eigenschaft in bezug auf ein Rohr (2, 4) repräsentiert, und einem Wert, der die gleiche elektrische Eigenschaft in bezug auf das andere Rohr (2, 4) repräsentiert, und des anschließenden Ausführens einer Korrekturbewegung, die die Position des Lichtbogens in Abhängigkeit vom Differenzwert bewegt, umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem eine Korrekturbewegung ausgeführt wird, wenn der Differenzwert außerhalb eines im voraus festgelegten Bereichs annehmbarer Werte liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner das Überwachen der Werte der Differenzen über die Zeit hinweg und dann, wenn die Werte der Differenzen angeben, daß sich der Lichtbogen im wesentlichen ununterbrochen auf einer Seite des gewünschten Weges befindet, das Ausführen einer Korrekturbewegung des Lichtbogens umfaßt.

8. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die elektrischen Eigenschaften, die bestimmt werden, die Lichtbogenspannung und/oder den Strom und/oder die Lichtbogenimpedanz umfassen.

9. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem zwei der Brenner (1), die ein Verschweißen des Rohrs (2, 4) ausführen, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten schweißen.

10. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem jeder Brenner ein Lichtbogen-Schweißbrenner (101) mit kontinuierlicher Drahtzuführung und die Drahtzuführung entfernt vom Schlitten montiert ist.

11. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Trennwinkel der die Nut (28) definierenden Wände 6 Grad oder weniger beträgt.

12. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die die Nut (28) definierenden Wandungen im wesentlichen parallel sind.

13. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem jeder Brenner in einer Richtung, die eine zur Achse des Rohrs (2, 4) parallele Komponente besitzt, unabhängig beweglich ist.

14. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Brenner (1) so bewegt werden, daß die jeweiligen Positionen der Lichtbögen in der Nut (28) zwischen den Wandungen in einer Richtung oszillieren, die eine zur Achse des Rohrs (2, 4) parallele Komponente besitzt.

15. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Bewegung jedes Brenners in der Richtung, die eine zur Achse des Rohrs (2, 4) parallele Komponente besitzt, durch eine entsprechende, unabhängige Antriebsmaschine erfolgt.

16. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem eine einzige Antriebsmaschine die Bewegung der Brenner (1) über die Länge der Nut (28) ausführt.

17. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem jeder Schweißbrenner (101) während des Betriebs gekühlt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Schweißbrenner (101) wassergekühlt werden.

19. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Rohre (2, 4) eine Größe und eine Wandstärke besitzen, die für die Bildung einer Tiefsee- Pipeline geeignet sind, und die Rohre (2, 4) durch Stumpfschweißen, das durch eine automatisch führende Schweißvorrichtung (10) ausgeführt wird, verbunden werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- koaxiales Anordnen zweier zu verbindender Rohre (2, 4) direkt nebeneinander, wobei die Stirnwandungen der Rohre einander zugewandt sind und eine in Umfangsrichtung verlaufende abgefaste Nut (28) mit einer linken Wandung und einer rechten Wandung definieren,

- Vorsehen einer Schweißvorrichtung (10), die umfaßt:

-- eine Führung (6, 29, 30), die um den Umfang des Rohrs (2, 4) angebracht ist,

-- wenigstens einen automatischen Nachlaufwagen, der an der Führung (6, 29, 30) angebracht ist, um sich unter der Steuerung der Steuereinheit entlang der Führung und um das Rohr (2, 4) zu bewegen, wobei der oder jeder Wagen Verriegelungs- und Gleitvorrichtungen (5), die mit der Führung (6, 29, 30) in Eingriff gelangen können, sowie Zugeinheiten zum Ziehen des oder jedes Wagens längs der Führung umfaßt,

-- zwei oszillierende Schweißbrenner (1) mit kontinuierlicher Drahtzuführung, die an dem oder jedem Wagen angebracht sind, und

-- ein Drahtzuführungsmittel (8, 11, 12, 14) zum Zuführen eines Drahts (9) an jeden der oszillierenden Schweißbrenner,

- Bewegen der Schweißbrenner (1) um die Führung (6, 29, 30) und Betreiben der Schweißbrenner in der Weise, daß ein Verschweißen der linken Wandung und der rechten Wandung der Nut (28) erfolgt, um die Rohre (2, 4) miteinander zu verschweißen,

- für jeden Schweißbrenner (1) Bestimmen von Werten elektrischer Parameter, die auf die Spannung, die Stromstärke und die voltaische Lichtbogenimpedanz sowohl der linken Wandung als auch der rechten Wandung der Nut (28) bezogen sind, zu jedem von mehreren Zeitpunkten während der ununterbrochenen Bewegung der oszillierenden Brenner (1),

- für jeden Brenner (1) Berechnen der Differenz zwischen den Werten der elektrischen Parameter für die rechte Wandung und für die linke Wandung,

- für jeden Brenner (1) Vergleichen der Werte der berechneten Differenzen zu jedem Zeitpunkt mit im voraus festgelegten Werten, die in einem Verarbeitungsmittel gehalten werden, um zu jedem Zeitpunkt die Verschiebung dieser Werte zu bestimmen,

- Lenken der Änderung der Bewegungen jedes oszillierenden Schweißbrenners (1), indem jedesmal, wenn die Verschiebung in bezug auf den entsprechenden Brenner eine im voraus festgelegte Grenze übersteigt, ein Antriebsmittel aktiviert wird, das den Brenner (1) in der Weise orientiert, daß die Schweißlage in der Mitte der Kehle der Nut (28) abgelagert wird und daß die Schweißlage dann auf der Nennmittellinie der Nut im wesentlichen überlagert wird, und

- Bereitstellen einer Schutzatmosphäre aus aktivem Kohlendioxidgas, wobei

Rohre (24) mit Wandungen, die verhältnismäßig dick und so abgefast sind, daß der Winkel zwischen der linken Wandung und der rechten Wandung der Nut (28), die zwischen den Enden der Rohre definiert ist, verhältnismäßig gering ist, kostengünstig und schnell miteinander verschweißt werden können.

20. Schweißvorrichtung (10) für die Verwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung umfaßt:

einen Schlitten, der mehrere Lichtbogen-Schweißbrenner (1), die direkt nebeneinander angeordnet sind, trägt, und

eine Steuereinheit, die die automatische Führung der von den Brennern (1) erzeugten Lichtbögen erleichtert, wobei die Vorrichtung so konfiguriert ist, daß sie dazu verwendet werden kann, zwei Rohre (2, 4) miteinander zu verschweißen, die Ende an Ende gelegt sind und zwischen sich eine Nut (28) definieren, wobei die Wände, die die Nut definieren, durch einen Winkel von weniger als 10 Grad getrennt sind,

wobei der Schlitten für eine Bewegung um den Umfang der Rohre (2, 4) montierbar ist,

wobei die Lichtbögen von wenigstens zwei Brennern (1) im Gebrauch direkt nacheinander in der Nut (28) erzeugt werden,

wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, daß sie im Gebrauch Signale empfängt, die elektrische Eigenschaften der Schweißung in bezug auf jedes Rohr (2, 4) repräsentieren, wobei

die Steuereinheit eine unabhängige automatische Führung des Lichtbogens jedes Brenners (1) längs der Nut (28) dadurch erleichtert, daß die Signale, die auf eines der Rohre (2, 4) bezogen sind, mit den entsprechenden Signalen, die auf das andere der Rohre (2, 4) bezogen sind, verglichen werden.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der jeder Brenner (1) mit einer entsprechenden Steuereinheit versehen ist.