CN101886966A - 用于蒸发器管板焊缝的氦质谱检漏夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于蒸发器管板焊缝的氦质谱检漏夹具，包括气缸、活动芯、动密封圈、静密封圈，在夹具前端设置有端面法兰，端面法兰上设密封槽，密封槽内装静密封圈，所述一组活动芯与气缸相连，可同轴同步随气缸伸缩运动，使活动芯上的动密封圈分别同时在蒸发器管板表面的管束孔内塞紧或脱松，端面法兰与夹具主体后端之间的连接采用波纹管软连接，利用抽真空产生的负压，由大气压压紧静密封圈；静密封圈以及密封槽根据管板表面上的封口焊焊缝的布局和管板表面上的焊疤情况采用曲线形状，动密封圈采用纺锤型。本夹具通过电控盒对气缸和检漏仪的电气动控制，能同时快速检测多个管板表面封口焊焊缝的焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种对蒸发器管板焊接点进行氦质谱检漏用的快速高效的、电气动的多芯夹具，涉及机械装置领域。
背景技术
核电蒸发器是核电站的关键设备，它的主体结构由外壳A、管板B、管束C等部件组成。管板B表面上有多个管束孔D，外壳A内的多条管束C与管板B表面的管束孔D通过焊接连接，此工艺称为管束-管板封口焊，焊缝称为封口焊焊缝E。(参见图1所示)，该封口焊的焊接质量对于核电站的安全运行至关重要，一个蒸发器的管板与管束之间的封口焊焊缝有9000至2万多个，而且管板型号不同，数目也不同，每个焊缝都必须进行氦质谱检漏。氦质谱检漏，是用氦做示踪气体，在焊缝的一侧(外壳内部)充入混合氦气，在焊缝的另一侧(管板表面)形成局部密封的真空腔体，该真空腔将被检的焊缝密封在其中，并与氦质谱检漏仪相连，如果被密封的焊缝有漏，则氦气通过焊缝被迅速吸入该密封的真空腔，检漏仪就会立即响应并输出信号，然后显示出焊缝漏率。这种方法可检测极少量的氦气(低至1*10-10mbar l/s)。
通常，氦检漏工作是一项繁琐的工作，费时费力。上述提到的“在管板表面形成包含焊缝的密封的真空腔体”，这就至少需要将9000至2万个孔塞住密封。以前国内做核电蒸发器的厂家对蒸发器进行氦检漏时，全部采用人工手动操作，用O型密封圈套在螺栓上，然后手工分别一个个塞进孔内，再手工一个个小心地旋紧螺母，检漏完还要一个个旋松螺母拔出，如此多的孔就需要10来个人花费几天的时间，效率极低，并且每次需要消耗较多O型密封圈。
如何在管板表面形成包含焊缝的密封真空腔体，怎样快速高效地完成如此多焊缝的氦检漏工作，这就需要制作专用的夹具。
发明内容
为克服上述背景技术所存在的不足，本发明提供一种多芯、电气动操作、快速高效的专用夹具，能快速、方便地对蒸发器管板的封口焊焊缝的焊接质量进行氦质谱检漏。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：本氦质谱检漏夹具，它由电控盒、气缸、一组活动芯、静密封圈、套在一组活动芯上的一组动密封圈以及检测口构成夹具主体，所述夹具主体与检漏仪相连接，检漏仪内部设有一机械泵，所述一组活动芯设在夹具主体的内部，所述一组活动芯的每个活动芯上各自套设有一个动密封圈，所述一组活动芯后端连接有一个连板，该连板与夹具主体中部的气缸相连，在夹具前端设有端面法兰，端面法兰上开设有密封槽，密封槽内装有一静密封圈；所述一组活动芯可同轴同步随气缸伸缩运动，使活动芯上的每个动密封圈同时在蒸发器管板端面的管束孔内塞紧密封或脱松不密封，塞紧密封时，动密封圈同时被压紧，将蒸发器管板端面的管束孔同时塞紧密封，并利用抽真空所产生的负压使密封槽内的静密封圈将管板表面压紧，使得静密封圈和插入管束孔内的动密封圈构成一个密封腔，将被检的多个相邻的封口焊焊缝密封其中，该密封腔内设有一通孔，该通孔与检测口相通并与检漏仪连接，检漏仪开启后，利用机械泵对该密封腔抽真空，如果被密封的焊缝有漏，则氦气通过焊缝被迅速吸入所述密封腔，检漏仪就会立即响应并输出信号，然后显示出焊缝漏率。
所述端面法兰与夹具主体后端之间的连接采用波纹管软连接。所述静密封圈以及放置静密封圈的密封槽根据管板表面上的封口焊焊缝的布局和管板表面上的焊疤布局采用曲线形状。所述的动密封圈设置为纺锤型。所述一组活动芯的每个活动芯前端分别连接有活动端帽，动密封圈可在取下活动端帽后从活动芯上快速脱下更换。所述的电控盒设置在夹具后端的手柄上。
与现有技术相比，本发明具有以下实质性特点和进步：通过电控盒对气缸和检漏仪的电气动控制，能同时快速地检测管板表面多个封口焊焊缝的焊接质量，快速、高效、省时省力。
1、放置静密封圈的端面法兰与夹具后端的连接采用波纹管软连接的设计，巧妙地利用抽真空的负压，由大气压压紧静密封圈，操作变得非常省力容易。
2、放置静密封圈的密封槽以及静密封圈呈曲线状，躲开焊疤凸起，使静密封圈密封更容易。
3、动密封圈设计成两端小中间略大的纺锤型，不但较O型密封圈接触面大，密封容易，同样材料较O型密封圈、柱面密封圈耐用，重复利用次数多，操作时所需气压更低。
4、控制盒放在手柄上，使操作更容易，整个夹具可单手操作。
5、动密封圈可以从夹具前端的活动端帽快速更换。
附图说明
以下结合图示说明以及最佳的实施案例对本发明作更加清楚的阐述。
图1是管束孔与封口焊焊缝的示意图。
图2是本发明氦质谱检漏夹具实施例一的整体构造示意图；
图3是实施例一活动芯的安装示意图。
图4是实施例一动密封圈的结构示意图。
图5是实施例一静密封圈的结构示意图。
图6是本发明实施例二的整体构造示意图。
图中：1、电控盒，2、气缸，3、活动芯，4、动密封圈，5、静密封圈，6、检测口，7、夹具主体，8、连板，9、活动端帽，10、端面法兰，11、密封槽，12、波纹管，13、气缸按钮，14、检漏仪启动按钮，15、检漏仪停止按钮，16、手柄。
具体实施方式
实施例一
如图2-图5所示，本氦质谱检漏夹具的主体由电控盒1、气缸2、一组活动芯3、静密封圈5、套在一组活动芯3上的一组动密封圈4以及检测口6组成，夹具主体7与检漏仪相连，检漏仪内部有一机械泵。根据蒸发器管板表面焊缝的孔距和布局，该一组活动芯3根据管束孔的数目与布局可以设计成四个、五个、六个、七个、八个、九个等任意活动芯数目，本实施例一以七芯构成一组活动芯3为例，它设在夹具主体7的内部而且伸出夹具侧端面，并用一连板8与气缸2相连，可同轴同步随气缸2伸缩运动，每个活动芯3上各套有一个动密封圈4(称之为动密封圈，是为区别端面的静密封圈)。动密封圈4采用两端略小中间略大的纺锤型(见图3)，此形状的密封圈较O型密封圈接触面大，单位面积形变小，而且也比柱面密封圈更容易压紧，所需的气压较小，只需3-5公斤气压即可。每个活动芯3前端还分别套接有活动端帽9，动密封圈4可在取下活动端帽9后从活动芯3上快速脱下更换。在夹具主体7的前端设有端面法兰10，端面法兰10的端面上开设有密封槽11，密封槽11内装有静密封圈5。放置静密封圈5的密封槽11以及静密封圈5，根据管板表面上的被检封口焊焊缝的布局和管板表面上的焊疤情况均采用曲线形状，具体设计为波纹曲线形状(见图1与图4)，从而绕着躲开管板表面上的焊疤，避免因凸起的焊疤导致静密封圈5无法完全密封。
本实施例中，放置静密封圈5的端面法兰10与夹具主体7的后端之间的连接采用波纹管12软连接。操作时活动芯3只需对准插入管板表面的被检焊缝内，无需先在垂直被检管板表面的方向用力将静密封圈5压紧，由于波纹管12自身的弹性原因，其连接伸缩量较大，因此可以在后面抽真空时利用外界的大气压将静密封圈5压紧。采用波纹管12软连接后，使静密封与动密封分开动作而不再有直接关联，即使动密封圈4压紧卡死在管束孔内，也可以通过大气压压紧波纹管12，再利用波纹管12的弹力压紧端面法兰密封槽11上的静密封圈5，形成压力传递，从而使静密封圈5不受动密封圈4的制约。如此便可巧妙地利用后面检漏过程需要进行抽真空这一步所产生的负压，通过大气压压紧静密封圈5。操作时只需将夹具中的一组活动芯3对准并插入管束孔内，然后按控制盒按钮，气动夹紧动密封圈4，然后抽真空即可，操作变得非常省力容易。
但如果没有波纹管12软连接，则必须先用力使静密封圈5压紧，由于静密封圈5本身的伸缩量有限，所以动密封圈4压紧后因为卡死在管束孔内，静密封圈5就根本没有调整的余地，无法利用抽真空时的大气压压紧静密封圈5。没用波纹管12软连接时，在动密封圈4压紧后发现静密封圈5没密封好的情况经常发生，要放松动密封圈4重来，有时需反复几次。
本发明的电控盒1设置在夹具主体7后端的手柄16上，使得可以单手操作夹具，更加方便实用。电控盒1由三个按钮组成，包括电控盒1上部的控制气缸2的气缸按钮13，控制气缸2伸缩运动，中部的检漏仪启动按钮14，下部的检漏仪停止按钮15。检漏仪的启停、抽真空动作、检漏仪检测动作均可通过检漏仪启动按钮14或检漏仪停止按钮15遥控完成，电控盒1还包括有一个用于漏率设置点状态显示的显示灯。
本发明的工作原理以及操作步骤为：首先将夹具的一组活动芯3对准后插入蒸发器管板端面的管束孔内，启动电控盒1上的气缸按钮13，一组活动芯3同轴同步随气缸2进行伸缩运动，使套在活动芯3上的一组动密封圈4同时放松或压紧。气缸2前推时，活动芯3向前伸，每个活动芯3上的每个动密封圈4同时从每个管束孔内脱开放松；气缸2后退时，活动芯3向后缩，每个活动芯3上的每个动密封圈4同时在每个管束孔内塞紧，从而将多个管束孔同时密封。接着按检漏仪启动按钮14，检漏仪工作开始抽真空，借助此抽真空的负压使密封槽11内的曲线形的静密封圈5可以绕着躲开管板表面上的焊疤，而压紧管板表面，即静密封圈5将管板表面多个焊缝构成的端面围封在一起，这样，静密封圈5和插入管束孔内的动密封圈4构成一个真空的密封腔，该密封腔将被检的多个相邻的封口焊焊缝密封其中，该密封腔内设有一通孔，该通孔与检测口6相通，再通过检测口6上设置的卡箍与检漏仪连接，检漏仪开启后，利用机械泵对该密封腔抽真空，如果被密封的焊缝有漏，则氦气通过焊缝被迅速吸入该密封的真空腔，检漏仪就会立即响应并输出信号，然后显示出焊缝漏率。
实施例二
如图6所示，在保持上述主体结构不变的情况下，本实施例二以四芯构成一组活动芯3为例，它设在夹具主体7的内部，并用一连板8与气缸2相连，可同轴同步随气缸2伸缩运动，每个活动芯3上各套有一个动密封圈4。在夹具主体7的前端设有端面法兰10，端面法兰10的端面上开设有密封槽11，密封槽11内装有静密封圈5。放置静密封圈5的密封槽11以及静密封圈5，根据管板表面上的被检封口焊焊缝的布局和管板表面上的焊疤情况均采用曲线形状，具体设计为整体为四方形的带弧形边角的曲线形状(见图5)，绕着躲开管板表面上的焊疤，避免因凸起的焊疤导致静密封圈5无法完全密封。
综上所述，本发明通过电控盒1对气缸2和检漏仪的电气动操控，可以快速、高效地同时检测管板表面上的多个相邻的封口焊焊缝的焊接质量，高效地完成蒸发器管板表面的封口焊焊缝的检漏工作。
Claims (6)
1.一种用于蒸发器管板焊缝的氦质谱检漏夹具，它由电控盒、气缸、一组活动芯、静密封圈、套在一组活动芯上的一组动密封圈以及检测口构成夹具主体，所述夹具主体与检漏仪相连接，检漏仪内部设有一机械泵，其特征在于：所述的一组活动芯设在夹具主体的内部，所述一组活动芯的每个活动芯上各自套设有一个动密封圈，所述一组活动芯后端连接有一个连板，该连板与夹具主体中部的气缸相连，在夹具前端设有端面法兰，端面法兰上开设有密封槽，密封槽内装有一静密封圈；所述一组活动芯可同轴同步随气缸伸缩运动，使活动芯上的每个动密封圈分别同时在蒸发器管板端面的管束孔内塞紧密封或脱松不密封，塞紧密封时，动密封圈同时被压紧，将蒸发器管板端面的管束孔同时塞紧密封，并利用抽真空所产生的负压使密封槽内的静密封圈将管板表面压紧，使得静密封圈和插入管束孔内的一组动密封圈构成一个密封腔，将被检的若干个相邻的封口焊焊缝密封其中，该密封腔内设有一通孔，该通孔与检测口相通并与检漏仪连接，检漏仪开启后，利用机械泵对该密封腔抽真空，如果被密封的焊缝有漏，则氦气通过焊缝被迅速吸入所述密封腔，检漏仪就会立即响应并输出信号，然后显示出焊缝漏率。
2.根据权利要求1所述的用于蒸发器管板焊缝的氦质谱检漏夹具，其特征在于：所述放置静密封圈的端面法兰与夹具主体后端之间采用波纹管软连接。
3.根据权利要求1所述的用于蒸发器管板焊缝的氦质谱检漏夹具，其特征在于：所述静密封圈以及放置静密封圈的密封槽根据管板表面上的封口焊焊缝的布局和管板表面上的焊疤布局采用曲线形状。
4.根据权利要求1所述的用于蒸发器管板焊缝的氦质谱检漏夹具，其特征在于：所述的动密封圈设置为纺锤型。
5.根据权利要求1所述的用于蒸发器管板焊缝的氦质谱检漏夹具，其特征在于：所述一组活动芯的每个活动芯前端分别连接有活动端帽，动密封圈可在取下活动端帽后从活动芯上快速更换。
6.根据权利要求1所述的用于蒸发器管板焊缝的氦质谱检漏夹具，其特征在于：所述的电控盒设置在夹具后端的手柄上。
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