CN113878303A - 一种冷装合金管拆除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种冷装合金管拆除方法，用于将冷装试件的合金管通过焊接加热方法自冷装基座的冷装孔中拆除；包含步骤：S1、在合金管内部通过焊接方法对焊接作业段的内壁母材进行加热，使合金管焊接作业段内壁母材局部熔化；S2、完成焊接作业段的焊接作业后停止焊接，合金管焊接作业段内壁局部熔化的母材凝固收缩，使合金管的外壁外径尺寸相应减小，合金管与冷装孔之间形成间隙配合；S3、通过重力或吊装力等外力将合金管与冷装基座分离，完成拆除。本发明可以方便高效地拆除冷装合金管，对冷装基体不造成损伤，具有过程稳定、拆除效率高、拆除成本低、节省人力等优点，具有较好的实用性和经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及核电设备技术领域，尤其涉及一种冷装合金管拆除方法。
背景技术
核电站的蒸发器、稳压器等核岛主设备，由于技术参数、装配精度等方面的技术要求，通常需要将设备中的镍基合金管、合金钢管等合金管进行冷装。合金管冷装方法如附图1所示，合金管1的外径尺寸为D1，合金管1准备进行冷装的一侧为冷装端11；冷装基座2设置有冷装孔21，冷装孔21的内径尺寸为D2，D1>D2且存在0.04～0.06mm的装配过盈量；冷装前，将合金管1的冷装端11一侧浸没在液氮中保温15～20min，使合金管1外径尺寸收缩至冷装尺寸D1＇，D1＇<D2；然后，将合金管1自冷装端11插入冷装孔21中进行装配，合金管1与冷装基座2组装成为冷装试件；装配后合金管1逐渐回温至室温导致外壁膨胀，与冷装孔21形成过盈配合，完成冷装配。
冷装试件在生产、运输或安装过程中，部分冷装合金管1有可能存在装配精度偏差或因磕碰而损坏，导致产品组件失去服役能力，故需要对不符合要求的冷装合金管1进行拆卸，并重新冷装完好的合金管，使其能够满足产品服役性能。但是由于冷装后的合金管1与冷装基座2间尺寸过盈配合，在不损坏冷装基体2的前提下，以常规拆卸方法拆卸冷装合金管1十分困难，不仅拆卸效率低，而且易损伤冷装基座2母材，造成工时消耗和经济损耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷装合金管拆除方法，可以方便高效地拆除冷装合金管，对冷装基体不造成损伤，具有过程稳定、拆除效率高、拆除成本低、节省人力等优点，具有较好的实用性和经济价值。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种冷装合金管拆除方法，用于将冷装试件的所述合金管通过焊接加热方法自冷装基座上拆除；其中，所述冷装基座上设置有内径小于所述合金管外径的垂直贯通的冷装孔，所述合金管冷装插入冷装孔中构成冷装试件，所述合金管冷装插入冷装孔一侧的端部为冷装端；包含步骤：
S1、在所述合金管内部通过焊接方法对焊接作业段内壁的母材进行加热，使所述合金管焊接作业段内壁的母材局部熔化；
S2、完成所述焊接作业段的焊接作业后停止焊接，所述合金管焊接作业段内壁局部熔化的母材凝固收缩，使所述合金管的外径尺寸相应减小，所述合金管与冷装孔之间形成间隙配合；
S3、通过重力或吊装力等外力将所述合金管与冷装基座分离，完成拆除。
进一步，所述焊接作业段为所述合金管管体自与所述冷装基座顶端平齐的高度至所述冷装端之间的管体区域。
优选地，在步骤S1之前还包括步骤S01：
将冷却介质布置在所述冷装孔附近，以进行预先冷却及焊接全过程冷却，防止焊接过程中所述冷装基座因局部热应力而变形损坏。
优选地，所述冷却介质为液氮或干冰。
优选地，在步骤S1与S2之间还包括步骤S02：
焊接过程中监控所述合金管的管壁及所述冷装基座的温度，如温度过高或环向温度差距过大，停止焊接并加强降温措施或调整降温区域，以均衡温度场，减少或消除所述冷装基座的热应力及变形。
优选地，步骤S1中所述焊接过程中附加填充材料，以提高所述合金管焊接作业段内壁收缩量。
优选地，在步骤S01之前还包括步骤S001：
将所述冷装试件冷装端朝下或朝上放置在水平台面上，并使所述合金管的轴线垂直于水平台面。
优选地，所述焊接方法为手工/自动钨极氩弧焊、等离子焊或激光焊接。
优选地，所述焊接方式为沿环向焊接，从任意位置开始起弧焊接，沿逆时针/顺时针方向进行单层/多层焊接，每个焊道为整圈/间断焊接，以连续/停歇焊接状态进行下一道的焊接，完成焊接后，焊接作业段沿轴向单层分布或者多层均匀分布环状的焊道。
优选地，所述焊接方式为沿轴向焊接，从任意位置开始起弧焊接，沿轴向进行单层/多层焊接，以连续/停歇焊接状态进行下一道的焊接，完成焊接后，焊接作业段沿环向单层分布或者多层均匀分布与轴线平行的焊道。
综上所述，与现有技术相比，本发明提供的冷装合金管拆除方法，具有如下有益效果：
1、通过电弧或激光焊接加热冷装合金管内壁的方法，使合金管内壁母材局部熔化，使合金管母材管壁收缩，使得冷装合金管外壁和冷装基座孔形成间隙配合，从而实现无损拆除，拆除效果好，成功率高，不破坏冷装基座，节省生产成本；
2、无需大型设备和复杂技术，拆除方法简单容易实现，拆除成本低廉，拆除效率高，节省人力，具有较好的经济价值和实用性。
附图说明
图1为现有技术的常见冷装试件结构示意图；
图2为本发明的冷装试件环向焊接正视剖面图；
图3为本发明的冷装试件环向焊接俯视剖面图；
图4为本发明的冷装试件轴向焊接正视剖面图；
图5为本发明的冷装试件轴向焊接俯视剖面图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种冷装合金管拆除方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
需要说明的是，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括明确列出的要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
结合附图2～5所示，本实施例提供一种冷装合金管拆除方法，用于将冷装试件的合金管1通过焊接加热方法自冷装基座2上拆除；其中，冷装基座2上设置有内径小于合金管1外径的垂直贯通的冷装孔21，合金管1冷装插入冷装基座2的冷装孔21中构成冷装试件，合金管1冷装插入冷装孔21一侧的端部为冷装端11；本实施例中，合金管1的尺寸为：外径为110mm、壁厚为12mm、焊接作业段12高度为180mm；包含步骤：
1、如附图2、4所示，将冷装试件的冷装端11朝上或朝下地放置在水平台面上，并使合金管1的轴线垂直于水平台面；
2、将冷却介质(如液氮或干冰)布置在冷装基座2的冷装孔21附近，以进行预先冷却及焊接全过程冷却，防止焊接过程中因焊接部位温度急速升高，导致冷装基座2因局部热应力而变形损坏；
3、在合金管1内部通过焊接方法对焊接作业段12内壁的母材(焊接领域专业术语，指被焊接件本身)进行加热，使合金管1焊接作业段12内壁的母材局部熔化；焊接作业段12为合金管1的管体自与冷装基座2顶端平齐的高度至冷装端11之间的管体区域。
其中，焊接可采用多种电弧或激光焊接方法，例如手工/自动钨极氩弧焊(GTAW)、等离子焊(PAW)和激光焊接等；焊接运行路径可以采取沿环向、沿轴向等路径，焊接方式可以采取螺旋、间隔、单层、多层等多种方式；同时，在焊接过程可以不附加填充材料，也可以附加填充材料以提高合金管1焊接作业段12内壁收缩量；
本实施例中，选用现有技术的不摆动不填丝自动钨极氩弧(GTAW)焊接方法，采用自动钨极氩弧焊的碰壁自动寻找回转中心技术在合金管1焊接作业段12内壁进行焊接，具体焊接方法为：
(1)采用附表1所示的焊接工艺参数：
表1焊接工艺参数
(2)自合金管1的管口将自动钨极氩弧焊焊枪3放置在合金管1焊接作业段12内壁，通过钨极触碰坡口内壁自动寻找焊缝回转中心位置，然后调节焊枪3至待焊焊道处，并使用内窥镜进行观察确认焊枪实际焊接空间位置；
(3)在合金管1焊接作业段12内壁进行焊接，焊接运行路径方式选取环向和轴向两种举例说明：
实施例1：
沿环向焊接，如附图2、3所示(附图2中的中间焊道省略)，从任意位置开始起弧焊接，沿逆时针或顺时针方向进行单层或者多层焊接，每个焊道4为整圈或者间断焊接，以连续或者停歇焊接状态进行下一道的焊接(即焊道4螺旋或者间隔分布)，环向焊接速度为50mm～70mm/min，完成焊接后，焊接作业段12内壁沿轴向单层分布或者多层均匀分布有环状的焊道4。
实施例2：
沿轴向焊接，如附图4、5所示(附图4中的中间焊道省略)，从任意位置开始起弧焊接，沿轴向进行单层或者多层焊接，以连续/停歇焊接状态进行下一道的焊接(即焊道4螺旋或者间隔分布)，轴向焊接速度为70mm～80mm/min，完成焊接后，焊接作业段12内壁沿环向单层分布或者多层均匀分布有与轴线平行的焊道4。
4、焊接过程中监控合金管1的管壁及冷装基座2的温度，如冷装孔21内壁的温度过高或温差过大，可能会导致冷装基座2母材发生热形变而损坏时，应停止焊接并加强降温措施或调整降温区域，以均衡温度场，减少或消除冷装基座2的热应力及变形；
5、完成合金管1焊接作业段12的焊接作业后停止焊接，合金管1焊接作业段12内壁局部熔化的母材凝固收缩产生收缩应力，使合金管1的外壁外径尺寸相应减小，而冷装基座2的冷装孔21内径尺寸无明显变化，从而合金管1与冷装孔21之间形成间隙配合；
6、通过重力或吊装力等外力将合金管1与冷装基座2分离，完成拆除。
综上所述，本发明提供的冷装合金管拆除方法，通过电弧或激光焊接加热冷装合金管内壁的方法，使合金管内壁母材局部熔化，使合金管母材管壁收缩，使得冷装合金管外壁和冷装基座孔形成间隙配合，从而实现无损拆除，拆除效果好，成功率高，不破坏冷装基座，节省生产成本；无需大型设备和复杂技术，拆除方法简单容易实现，拆除成本低廉，拆除效率高，节省人力，具有较好的经济价值和实用性。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种冷装合金管拆除方法，用于将冷装试件的所述合金管通过焊接加热方法自冷装基座上拆除；其中，所述冷装基座上设置有内径小于所述合金管外径的垂直贯通的冷装孔，所述合金管冷装插入冷装孔中构成冷装试件，所述合金管冷装插入冷装孔一侧的端部为冷装端；其特征在于，包含步骤：
S1、在所述合金管内部通过焊接方法对焊接作业段内壁的母材进行加热，使所述合金管焊接作业段内壁的母材局部熔化；
S2、完成所述焊接作业段的焊接作业后停止焊接，所述合金管焊接作业段内壁局部熔化的母材凝固收缩，使所述合金管的外径尺寸相应减小，所述合金管与冷装孔之间形成间隙配合；
S3、通过重力或吊装力等外力将所述合金管与冷装基座分离，完成拆除。
2.如权利要求1所述的冷装合金管拆除方法，其特征在于，所述焊接作业段为所述合金管管体自与所述冷装基座顶端平齐的高度至所述冷装端之间的管体区域。
3.如权利要求1所述的冷装合金管拆除方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括步骤S01：
将冷却介质布置在所述冷装孔附近，以进行预先冷却及焊接全过程冷却，防止焊接过程中所述冷装基座因局部热应力而变形损坏。
4.如权利要求3所述的冷装合金管拆除方法，其特征在于，所述冷却介质为液氮或干冰。
5.如权利要求1或3所述的冷装合金管拆除方法，其特征在于，在步骤S1与S2之间还包括步骤S02：
焊接过程中监控所述合金管的管壁及所述冷装基座的温度，如所述冷装孔内壁的温度过高或温差过大，可能会导致所述冷装基座母材发生热形变而损坏时，停止焊接并加强降温措施或调整降温区域，以均衡温度场，减少或消除所述冷装基座的热应力及变形。
6.如权利要求1所述的冷装合金管拆除方法，其特征在于，步骤S1中所述焊接过程中附加填充材料，以提高所述合金管焊接作业段内壁收缩量。
7.如权利要求3所述的冷装合金管拆除方法，其特征在于，在步骤S01之前还包括步骤S001：
将所述冷装试件冷装端朝下或朝上放置在水平台面上，并使所述合金管的轴线垂直于水平台面。
8.如权利要求1所述的冷装合金管拆除方法，其特征在于，所述焊接方法为手工/自动钨极氩弧焊、等离子焊或激光焊接。
9.如权利要求1所述的冷装合金管拆除方法，其特征在于，所述焊接方式为沿环向焊接，从任意位置开始起弧焊接，沿逆时针/顺时针方向进行单层/多层焊接，每个焊道为整圈/间断焊接，以连续/停歇焊接状态进行下一道的焊接，完成焊接后，焊接作业段内壁沿轴向单层分布或者多层均匀分布环状的焊道。
10.如权利要求1所述的冷装合金管拆除方法，其特征在于，所述焊接方式为沿轴向焊接，从任意位置开始起弧焊接，沿轴向进行单层/多层焊接，以连续/停歇焊接状态进行下一道的焊接，完成焊接后，焊接作业段内壁沿环向单层分布或者多层均匀分布与轴线平行的焊道。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220104 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |