CN116175079A - 熔炉出料管修复系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种熔炉出料管修复系统和方法，包括转运工作平台、工作装置和遥控操作设备。其中，工作装置包括残管切割装置、坡口加工装置和自动焊接机器人。转运工作平台用于将工作装置运送至出料管的下方，遥控操作设备用于遥控工作装置，具体包括：控制残管切割装置切除出料管的损坏部分，控制坡口加工装置对出料管进行坡口加工，并控制自动焊接机器人对出料管和续管进行焊接。本申请实施例的使用熔炉出料管修复系统的熔炉出料管修复方法，通过切割、坡口加工以及焊接续管的方式对高温高放熔炉出料管进行修复，能够最大限度的保障人员安全，并能够最大程度避免人员在高危环境中进行操作出现失误的可能性。

Description

熔炉出料管修复系统和方法

技术领域

本申请涉及核工程技术领域，尤其涉及高温高放熔炉出料管修复系统和方法。

背景技术

核工程与其他工业一样，在核电厂生产运行过程中也会产生废物。虽然核电厂产生的废物量很少，但是核电厂产生的一些废物带有放射性，必须对这些放射性废物进行妥善管理、安全处置，才能够保护公众，保护环境。高温高放熔炉经常被用于高放废液处理，出料管则是高温高放熔炉中高放废液的唯一出口，其对高放废液的安全处理起着重要作用。但是，由于加热温度失控，或者机械损伤等原因有可能会造成出料管意外损坏的情况，这便需要对出料管进行修复。若操作人员直接进入该环境操作出料管修复，将会受到大量的辐射。同时，核工业中焊接的作业设备繁多，作业环境复杂多变，这将会增加人工操作的任务量，甚至在工作过程中提高人因事故发生的概率，进而会对自身安全以及核工业整体工作的可靠性带来影响。

目前常规的解决方案包括，使用机械手加持作业工具或者操作人员直接着防护服或者防护措施进入进行续管、焊接等操作，同时严格控制进入时间和频率。但是，由于机械手的负载有限，很难完成大部分精准和重载作业，而人员进入则可能给人员带来健康方面的伤害。此外，针对焊接工艺，专利CN105750717公开了一种用于连接板与筒体之间的焊接工艺，包括：开设坡口，再将待焊产品进行装配定位，然后对待焊产品进行预热，最后进行焊接。专利CN104416259公开了一种核电常规岛主给水泵的焊接工艺，包括：加工坡口，再焊前预热，然后进行焊接，并进行焊后检测。虽然现有技术中的焊接工艺能够适应一般场景需求，但是仍无法解决核工业中高温高放熔炉出料管焊接的特殊难点：(1)熔炉温度较高，出料管熔断部分温度高达150℃～200℃以上，所以工作人员无法采用手工焊接方式进行操作；(2)损坏位置较高，并位于熔炉底部，残管(熔断部分以上靠近熔炉部分)较短，因此上部修复预留空间较为狭窄，造成了不易进行焊接操作；(3)熔炉处于箱室内部，熔炉内部、出料管以及周围环境种具有较强电离辐射，因此人员无法直接进入进行维修、切割、续管或者焊接等修复操作；(4)熔炉出料管一般位于熔炉底部，方向竖直向下，并且为耐高温耐腐蚀金属材质的厚壁圆管，所以因熔炉中尚有大量具有倾泻危险的高温高放放射性物质而使得无法直接整体更换出料管。

发明内容

本申请的目的是解决上述的技术问题。

为达到上述目的，本申请第一方面提出了熔炉出料管修复系统，用于在高温高放环境下对熔炉出料管进行修复工作，包括转运工作平台、工作装置和遥控操作设备，转运工作平台将工作装置运送至出料管的下方，遥控操作设备遥控工作装置，工作装置包括残管切割装置、坡口加工装置和自动焊接机器人，残管切割装置切除出料管的损坏部分，坡口加工装置对出料管进行坡口加工，自动焊接机器人对出料管和续管进行焊接。

进一步地，残管切割装置、坡口加工装置和自动焊接机器人均具有监控设备，监控设备对工作装置的工作情况进行实时监控。

进一步地，该系统还包括试验台架，试验台架位于高温高放环境之外，试验台架模拟出料管修复的工作环境，用于在进行修复工作之前的模拟试验。

应用本申请的上述技术方案，至少实现了如下技术效果：

1.该熔炉出料管修复系统采用设备遥控操作自动化设备，通过切割、坡口加工以及焊接续管的方式对高温高放熔炉出料管进行修复，能够最大限度的保障人员安全，并能够最大程度避免人员在高危环境中进行出现操作失误的可能性。

2.该熔炉出料管修复系统具有较高的修复精度，修复完成的出料管具备熔断之前的所有功能，保持之前的强度和刚度等力学性能以及导电性、导热性等物理性能，且修复完成后的焊接后出料管无修复缝隙，能够适应高温加热，并且不会对修复区域产生影响。

3.该熔炉出料管修复系统可实现快速、便捷、精准操作，从而能够在较短的修复窗口期进行高温高放熔炉出料管的修复。

4.该熔炉出料管修复系统的修复过程震动小，载荷轻，能够避免对出料管及熔炉部分造成影响。

5.该熔炉出料管修复系统具有一定范围的调节和适应功能，对于出料管的尺寸、材料、高度、长度、垂直度、倾斜角度以及直线度等因素完全能够适应。

为达到上述目的，本申请第二方面提出了使用熔炉出料管修复系统的熔炉出料管修复方法，包括现场实施步骤，在现场实施步骤中，进行出料管的修复工作，现场实施步骤包括现场转运、现场切割、现场坡口、现场焊接和现场检查步骤，

在现场转运步骤中，使用转运工作平台将工作装置运送至出料管的下方，

在现场切割步骤中，使用残管切割装置对出料管进行切割，

在现场坡口步骤中，使用坡口加工装置对出料管进行坡口加工，

在现场焊接步骤中，使用自动焊接机器人对出料管和续管进行焊接，

在现场检查步骤中，检查并判断现场焊接步骤之后得到的焊接后出料管是否符合标准，若焊接后出料管符合标准，则确定焊接合格。

进一步地，在现场检查步骤中，若焊接后出料管不符合标准，则在现场检查步骤后还包括现场调整步骤，

在现场调整步骤中，重新执行现场切割、现场坡口、现场焊接步骤和现场检查步骤。

进一步地，在第一个现场切割步骤中，切割位置与出料管发生故障处距离30-50mm，在现场坡口步骤中，单边坡口角度为3-5°，保留1-3mm长、2-3mm厚的钝边。

进一步地，在第一个现场切割步骤中，切割位置与出料管发生故障处距离40±3mm，在现场坡口步骤中，单边坡口角度为4±0.2°，保留2±0.2mm长、2.5±0.2mm厚的钝边。

进一步地，在第二个现场切割步骤中，切割位置与出料管发生故障处距离20-30mm。

进一步地，在第二个现场切割步骤中，切割位置与出料管发生故障处距离25±3mm。

进一步地，在现场焊接步骤中，使用多道堆焊工艺，焊丝规格匹配续管材料。

进一步地，在现场焊接步骤中，使用多道堆焊工艺，焊丝规格为ERNiCrFe-7A，续管材料为Inconel 690。

进一步地，在现场检查步骤中，标准包括焊接后出料管总长度标准、焊接后出料管垂直度标准、焊接后出料管内径标准、焊接后出料管外径标准。

进一步地，焊接后出料管总长度标准为在现场焊接步骤之后，焊接后出料管的总长度相较于出料管发生损坏前的原始长度不超出±5mm；

焊接后出料管垂直度标准为在现场焊接步骤之后，焊接后出料管的垂直度不超过Φ5mm

焊接后出料管内径标准为在现场焊接步骤之后，焊接后出料管的焊接处的内径不低于出料管该处内径；

焊接后出料管外径标准为在现场焊接步骤之后，焊接后出料管的焊接处的外径与出料管该处的外径相较不超过-1mm～+2mm。

进一步地，现场实施步骤还包括现场调温步骤，现场调温步骤于现场转运步骤之前进行，在现场调温步骤中，

测量出料管末端的温度；

若出料管末端温度超过180度，则使用保护性气体使得出料管末端降温，最终使得出料管末端的温度处于170～180度之间；

若出料管末端温度低于170度，则对熔炉加温使得出料管末端温度升高，最终使得出料管末端的温度处于170～180度之间。

进一步地，在现场调温步骤之前，还包括现场准备步骤，

在现场准备步骤中，清理出料管中凝固的炉料。

进一步地，在现场实施步骤之前，还包括验证试验步骤，

在验证试验步骤中，在高温高放环境之外模拟出料管修复的工作环境，在进行现场实施步骤之前进行模拟试验，确定现场实施步骤中的工艺参数。

应用本申请的上述技术方案，至少实现了如下技术效果：

1.该熔炉出料管修复方法采用设备遥控操作自动化设备，通过切割、坡口加工以及焊接续管的方式对高温高放熔炉出料管进行修复，能够最大限度的保障人员安全，并能够最大程度避免人员在高危环境中进行出现操作失误的可能性。

2.该熔炉出料管修复方法具有较高的修复精度，修复完成的出料管具备熔断之前的所有功能，保持之前的强度和刚度等力学性能以及导电性、导热性等物理性能，且修复完成后的焊接后出料管无修复缝隙，能够适应高温加热，并且不会对修复区域产生影响。

3.该熔炉出料管修复方法可实现快速、便捷、精准操作，从而能够在较短的修复窗口期进行高温高放熔炉出料管的修复。

4.该熔炉出料管修复方法的修复过程震动小，载荷轻，能够避免对出料管及熔炉部分造成影响。

5.该熔炉出料管修复方法具有一定范围的调节和适应功能，对于出料管的尺寸、材料、高度、长度、垂直度、倾斜角度以及直线度等因素完全能够适应。

6.该熔炉出料管修复方法具有调温功能，能够针对熔炉出料管所在的温度环境，灵活地进行调温，以保证焊接过程的稳定性。

7.该熔炉出料管修复方法通过验证试验，能够充分摸清现场实施所需要的工艺参数，并且验证试验能够真切再现现场实施中将会遇到的各种问题和状况，有利于实施人员做好技术、工具、心理、身体状态以及风险等方面的准备和应对方案，有效提高焊接实施的成功率。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1出示了实施例1中残管切割装置的操作示意图；

图2出示了实施例1中坡口加工装置的操作示意图；

图3出示了实施例1中自动焊接机器人的操作示意图；

图4出示了实施例1中熔炉出料管修复方法的流程图；

图5出示了实施例1中续管经坡口加工后的结构示意图；

图6出示了实施例2中熔炉出料管修复方法的流程图；

图7出示了实施例3中熔炉出料管修复方法的流程图；

图8出示了实施例4中熔炉出料管修复方法的流程图；

图9出示了实施例5中熔炉出料管修复方法的流程图；

图10出示了实施例5中验证试验步骤的流程图。

附图说明：1、出料管；2、转运工作平台；3、工作装置；31、残管切割装置；32、坡口加工装置；33、自动焊接机器人；4、续管；5、焊接后出料管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

根据本申请的一个方面，提出了熔炉出料管修复系统，用于在高温高放环境下对熔炉出料管进行修复工作。

在本实施例中，如图1-图3所示，该熔炉出料管修复系统包括转运工作平台2、工作装置3和遥控操作设备。其中，工作装置3包括残管切割装置31、坡口加工装置32和自动焊接机器人33。具体地，转运工作平台2用于将工作装置3运送至出料管1的下方，遥控操作设备用于远程遥控工作装置3完成出料管1的修复工作。其中，残管切割装置31用于切除出料管1的损坏部分，坡口加工装置32用于对出料管1进行坡口加工，自动焊接机器人33用于对出料管1和续管4进行焊接，以形成焊接后出料管5。由此，该熔炉出料管修复系统能够适应狭窄的修复环境，通过遥控方式最大限度保障人员安全，并使用自动化设备从而有效避免工作人员在高危环境中因进出时间和频率要求而出现操作失误的可能性，使得高温高放熔炉出料管能够安全、灵活、便捷、精准、可靠地完成修复，进而保证高温高放熔炉能够及时、快速恢复运作，保障了核电站运作的稳定性。

进一步地，在本实施例中，残管切割装置31、坡口加工装置32和自动焊接机器人33均具有监控设备，能够对工作装置3的工作情况进行实时监控，方便了工作人员根据监控情况及时地在一定范围内对焊接操作进行精确的控制调节以适应焊接要求，保障了焊接过程的灵活性、可靠性和安全性。

在一个具体实施例中，转运工作平台2是一种带有工作平台的转运车，能够将工作装置3从从熔炉外部运输至出料管1正下方，并能够在一定范围内提供X、Y、Z方向的运动以及绕X轴、Y轴、Z轴方向的转动。残管切割装置31是一种圆管环形切割机，能够将出料管1熔融损坏的部分切除，并生成规则平整的切口，其上带有必要的监控系统方便操作人员对切割过程进行控制。坡口加工装置32是一种远程操控坡口加工设备，例如数控镗床，其上带有车刀以及能够让车刀圆周方向以及圆周径向进行移动的机构，使其具备对出料管1的平齐切口进行和焊接坡口加工的功能，其上带有必要的监控系统方便操作人员对坡口加工过程进行控制。自动焊接机器人33是一种自动氩弧焊机，能够对带有坡口的出料管1和带有对称坡口的续管4进行焊连，其上带有必要的监控系统方便操作人员对焊接过程进行控制。

进一步地，在本实施例中，该熔炉出料管修复系统还包括试验台架，该试验台架位于高温高放环境之外，能够模拟出料管1修复的工作环境，用于在进行修复工作之前的模拟试验，从而确定出料管1修复时合理的工艺参数，进而保证最终的焊接质量。

应用本申请的上述技术方案，至少实现了如下技术效果：

1.该熔炉出料管修复系统采用设备遥控操作自动化设备，通过切割、坡口加工以及焊接续管的方式对高温高放熔炉出料管进行修复，能够最大限度的保障人员安全，并能够最大程度避免人员在高危环境中进行出现操作失误的可能性。

2.该熔炉出料管修复系统具有较高的修复精度，修复完成的出料管具备熔断之前的所有功能，保持之前的强度和刚度等力学性能以及导电性、导热性等物理性能，且修复完成后的焊接后出料管无修复缝隙，能够适应高温加热，并且不会对修复区域产生影响。

3.该熔炉出料管修复系统可实现快速、便捷、精准操作，从而能够在较短的修复窗口期进行高温高放熔炉出料管的修复。

4.该熔炉出料管修复系统的修复过程震动小，载荷轻，能够避免对出料管及熔炉部分造成影响。

5.该熔炉出料管修复系统具有一定范围的调节和适应功能，对于出料管的尺寸、材料、高度、长度、垂直度、倾斜角度以及直线度等因素完全能够适应。

为了应用上述实施例，本申请还提出使用熔炉出料管修复系统的熔炉出料管修复方法，包括现场实施步骤。在现场实施步骤中，可进行出料管的修复工作。具体地，现场实施步骤包括现场转运、现场切割、现场坡口、现场焊接和现场检查步骤。

图4是本申请实施例1中使用熔炉出料管修复系统的熔炉出料管修复方法的流程图，如图4所示，该方法具体包括以下步骤：

S1现场转运步骤，使用转运工作平台2将工作装置3运送至出料管1的下方。

由此，通过远程操控转运工作平台2，可将焊接所需工作装置3安全、快速、灵活、准确地运送到出料管1下方，避免了工作人员直接进入高温高放环境，同时能够适应狭窄的修复环境，保障了后续焊接操作的可靠性和稳定性。

S2现场切割步骤，使用残管切割装置31对出料管1进行切割。

在一个实施例中，如图1所示，通过远程操控并实时监控搭载转运工作平台2的残管切割装置31，能够对出料管1进行灵活、快速、精准的切割，形成整齐的切口和规则的断面。同时，该残管切割装置31具有一定范围的调节和适应功能，对于残管的尺寸、材料、高度、长度、垂直度、倾斜角度以及直线度等因素完全能够适应。值的说明的是，在切割过程中，切割部位应该尽量靠近故障发生处，以保证上方有足够长度的出料管1以供续管4焊接。

在一个具体实施例中，在第一个现场切割步骤中，切割位置与出料管1发生故障处距离30-50mm，保证切割部位的材料组织未受到熔断机制影响而发生组织变化。

在一个优选实施例中，在第一个现场切割步骤中，切割位置与出料管1发生故障处距离40±3mm，由此能够在保证上方有足够长度的出料管1以供续焊的前提下，进一步保证切割部位的材料组织未受到熔断机制影响而发生组织变化，从而能够保证最终焊接的可靠性和稳定性。

S3现场坡口步骤，使用坡口加工装置32对出料管1进行坡口加工。

在一个实施例中，如图2所示，通过远程操控并实时监控搭载转运工作平台2的坡口加工装置32，例如数控镗床，能够对出料管1进行灵活、快速、精准地坡口加工。举例来说，坡口可采用窄坡口焊接，以尽量减小焊接应力影响。同时，该坡口加工装置32具有一定范围的调节和适应功能，对于残管的尺寸、材料、高度、长度、垂直度、倾斜角度以及直线度等因素完全能够适应。

在一个具体实施例中，在现场坡口步骤中，单边坡口角度为3-5°，以配合高温高放熔炉出料管的材质和结构进一步减小焊接应力影响，并保留1-3mm长、2-3mm厚的钝边以便于打底。

在一个优选实施例中，如图5所示，在现场坡口步骤中，单边坡口角度为4±0.2°，以最大限度配合高温高放熔炉出料管的材质和结构进一步减小焊接应力影响，并保留2±0.2mm长、2.5±0.2mm厚的钝边以进行有效打底，从而能够有效避免遗留对接间隙，使得出料管和续管的内外壁都能够完全融合，进而保证了后续的焊接质量。

S4现场焊接步骤，使用自动焊接机器人对出料管和续管进行焊接。

在一个实施例中，如图3所示，通过远程操控并实时监控搭载转运工作平台2的自动焊接机器人33，能够对出料管1和续管4进行灵活、快速、精准地焊接，同时该过程通过自动化控制能够避免对出料管造成较大外载或冲击，保证了工作设备的安全性。此外，自动焊接机器人33具有一定范围的调节和适应功能，对于出料管1的尺寸、材料、高度、长度、垂直度、倾斜角度以及直线度等因素完全能够适应。

在一个具体实施例中，可使用多道堆焊工艺，以打底→填充→盖面的程序进行，由此能够适当降低残余应力水平并提高焊接效率，同时焊丝规格匹配续管4材料。特别地，续管材料与原出料管材料相同，续管材料可选用与原出料管一致的Inconel 690，焊丝规格则匹配选用ERNiCrFe-7A。

值的说明的是，由于高温高放熔炉出料管一般材质都是金属材料，并且由于其具有导电、导热以及熔融态物质导流要求，因此使用承插、法兰连接等方式都无法满足其达到故障前的使用状态，所以采用焊接来连接续管4能够有效避免遗留对接间隙，从而达到连接、密封、导电、导热以及导流等各方面的技术要求，使得修复完成后的出料管无修复缝隙，能够适应高温加热，并且不会对修复区域产生影响。

现场检查步骤具体包括：

S5，检查并判断现场焊接步骤之后得到的焊接后出料管5是否符合标准。

其中，标准可包括焊接后出料管总长度标准、焊接后出料管垂直度标准、焊接后出料管内径标准、焊接后出料管外径标准等。

具体地，焊接后出料管总长度标准为在现场焊接步骤之后，焊接后出料管5的总长度相较于出料管1发生损坏前的原始长度不超出±5mm；焊接后出料管垂直度标准为在现场焊接步骤之后，焊接后出料管5的垂直度不超过Φ5mm；焊接后出料管内径标准为在现场焊接步骤之后，焊接后出料管5的焊接处的内径不低于出料管1该处内径；焊接后出料管外径标准为在现场焊接步骤之后，焊接后出料管5的焊接处的外径与出料管1该处的外径相较不超过-1mm～+2mm。

S6，若焊接后出料管5符合标准，则确定焊接合格。

由此，基于上述标准对焊接后出料管5进行检查，能够全面判定该焊接后出料管5的状态是否合格，保证最终焊接后出料管能够保证其导热及导电性能基本保持不变，从而保障高温高放熔炉的稳定工作，避免了不合格的焊接后出料管在后续工作中造成安全风险，最大限度保证核电站工作设备的安全性。

在实施例2中，如图6所示，在现场检查步骤中，若焊接后出料管5不符合标准，则在现场检查步骤后还包括：

现场调整步骤，重新执行返回S2，依次执行现场切割、现场坡口、现场焊接步骤和现场检查步骤。

在一个具体实施例中，在第二个现场切割步骤中，切割位置与出料管1发生故障处距离20-30mm。优选地，切割位置与出料管1发生故障处距离25±3mm，由此能够有效避免第二个现场切割步骤后续的焊接工作受到第一个现场切割步骤后焊接的影响。此外，第二个现场切割步骤还需保障余留的出料管长度范围内具有可供残管切割装置31、坡口加工装置32以及自动焊接机器人33运行和工作的合理空间。

在实施例3中，如图7所示，现场实施步骤还包括现场调温步骤，现场调温步骤于现场转运步骤之前进行，现场调温步骤具体包括：

S7，测量出料管末端的温度。

S8，若出料管末端温度超过180度，则使用保护性气体使得出料管末端降温，最终使得出料管末端的温度处于170～180度之间。

在一个具体实施例中，可使用高压保护性气体进行吹扫，如氩气，从而使得出料管末端快速、安全降温。

S9，若出料管末端温度低于170度，则对熔炉加温使得出料管末端温度升高，最终使得出料管末端的温度处于170～180度之间。

通过上述调温过程，由于熔炉温度较高，出料管熔断部分温度高达150℃～200℃以上，不同于一般焊接场景下可通过升温直接进行焊接，在高温高放熔炉的出料管进行焊接工作前，需将出料管1的温度控制在需求范围内，从而保障后续焊接工作的稳定性。

在实施例4中，如图8所示，在现场调温步骤之前，还包括：

S10现场准备步骤，清理出料管1中凝固的炉料。

在一个具体实施例中，由于熔炉出料管中可能残存凝固的炉料，可能存在放射性污染，所以首先需要对熔炉出料管的残管部分进行清理和去污。此外，还需要检查确认现场能够利用的工具处于良好的可用状态，并科学配置实施人员，使其分工明确，既要包括总指挥人员、又要包括各团队管理人员、各团队操作人员以及一定数量的后勤保障人员，同时需要根据现场实施步骤，将所需要的工具运送转移到现场。

在实施例5中，如图9所示，在现场实施步骤之前，还包括：

S11验证试验步骤，在高温高放环境之外模拟出料管修复的工作环境，在进行现场实施步骤之前进行模拟试验，确定现场实施步骤中的工艺参数。

在一个具体实施例中，如图10所示，具体包括以下步骤：

S101，验证准备。

具体地，首先，寻求合适的试验场地，一般验证试验需要在封闭厂房中进行。该试验场地需要具备三个条件：合理的空间、与真实环境较为接近的温度，风速不宜过高，从而能够保证焊接质量。其次，搭建与现场尺寸完全一致的试验冷台架，确保设备尺寸、干涉障碍以及工具工作范围等与现场保持一致。再次，科学配置试验人员，使其分工明确，既要包括总指挥人员、又要包括各团队管理人员、各团队操作人员以及一定数量的后勤保障人员。再者，根据现场实际环境中能够利用的工具情况，在试验中也要予以体现和利用。最后，根据出料管的材质、截面尺寸以及余留长度，预先确定合理的工艺参数，保证最终的焊接质量。

S102，试验出料管预热。

具体地，对试验出料管进行预热，使得工件达到跟真实状态下相近的温度状态。

S103，试验出料管切割。

具体地，使用残管切割装置31按照相同的尺寸比例对进行切割。进一步地，切割部位应该尽量靠近故障发生处，以保证上方有足够长度的出料管以供续管焊接，但至少应与出料管故障处间隔30mm～50mm，以保证切割部位的材料组织未受到熔断机制影响而发生组织变化。

S104，试验出料管坡口加工。

具体地，使用坡口加工装置32，例如数控镗床，对切割后的出料管进行坡口加工。为尽量减小焊接应力影响，坡口采用窄坡口焊接，单边坡口角度一般取4°，并留有2mm左右的钝边便于进行打底。

S105，试验出料管焊接。

具体地，使用自动焊接机器人33对续管进行焊接，焊接采用多道堆焊形式，以打底→填充→盖面的程序进行。

S106，焊接检查。

具体地，对焊接完成的出料管状态，可包括焊接质量、长度、垂直度、导电导热性能等，根据需要按照专业机构测评、专家判断以及用户审查的方式进行检查。

S107，焊接调整。

根据检查结果调整工艺参数，然后重新进行S102-S106的验证试验，直到检查结果满足要求。

由于现场环境中高温、高辐射等特殊环境因素，人员难以深入靠近进行检查，因此通过上述验证试验步骤，能够在外部搭建1：1的试验台架对真实工作状态进行模拟和还原，并利用初步核定的技术方案进行模拟实施。将试验结果通过机构评定、专家判断以及用户审查等方式进行确认之后，才能在真实环境中利用模拟试验确定的工艺参数进行现场实施。经实践证明，验证试验能够充分摸清现场实施所需要的工艺参数，并且验证试验能够真切再现现场实施中将会遇到的各种问题和状况，有利于实施人员做好技术、工具、心理、身体状态以及风险等方面的准备和应对方案，有效提高焊接实施的成功率。

应用本申请的上述技术方案，至少实现了如下技术效果：

1.该熔炉出料管修复方法采用设备遥控操作自动化设备，通过切割、坡口加工以及焊接续管的方式对高温高放熔炉出料管进行修复，能够最大限度的保障人员安全，并能够最大程度避免人员在高危环境中进行出现操作失误的可能性。

2.该熔炉出料管修复方法具有较高的修复精度，修复完成的出料管具备熔断之前的所有功能，保持之前的强度和刚度等力学性能以及导电性、导热性等物理性能，且修复完成后的焊接后出料管无修复缝隙，能够适应高温加热，并且不会对修复区域产生影响。

3.该熔炉出料管修复方法可实现快速、便捷、精准操作，从而能够在较短的修复窗口期进行高温高放熔炉出料管的修复。

4.该熔炉出料管修复方法的修复过程震动小，载荷轻，能够避免对出料管及熔炉部分造成影响。

5.该熔炉出料管修复方法具有一定范围的调节和适应功能，对于出料管的尺寸、材料、高度、长度、垂直度、倾斜角度以及直线度等因素完全能够适应。

6.该熔炉出料管修复方法具有调温功能，能够针对熔炉出料管所在的温度环境，灵活地进行调温，以保证焊接过程的稳定性。

7.该熔炉出料管修复方法通过验证试验，能够充分摸清现场实施所需要的工艺参数，并且验证试验能够真切再现现场实施中将会遇到的各种问题和状况，有利于实施人员做好技术、工具、心理、身体状态以及风险等方面的准备和应对方案，有效提高焊接实施的成功率。

以上，仅为本申请的多个具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其申请构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，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那些要素，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (16)

1.一种熔炉出料管修复系统，用于在高温高放环境下对熔炉出料管(1)进行修复工作，其特征在于，包括转运工作平台(2)、工作装置(3)和遥控操作设备，所述转运工作平台(2)将所述工作装置(3)运送至所述出料管(1)的下方，所述遥控操作设备遥控所述工作装置(3)，所述工作装置(3)包括残管切割装置(31)、坡口加工装置(32)和自动焊接机器人(33)，所述残管切割装置(31)切除所述出料管(1)的损坏部分，所述坡口加工装置(32)对所述出料管(1)进行坡口加工，所述自动焊接机器人(33)对所述出料管(1)和续管(4)进行焊接。

2.根据权利要求1所述的熔炉出料管修复系统，其特征在于，所述残管切割装置(31)、坡口加工装置(32)和自动焊接机器人(33)均具有监控设备，所述监控设备对所述工作装置(3)的工作情况进行实时监控。

3.根据权利要求1所述的熔炉出料管修复系统，其特征在于，还包括试验台架，所述试验台架位于所述高温高放环境之外，所述试验台架模拟所述出料管修复的工作环境，用于在进行所述修复工作之前的模拟试验。

4.一种使用权利要求1-3任一项的熔炉出料管修复系统的熔炉出料管修复方法，其特征在于，包括现场实施步骤，在所述现场实施步骤中，进行所述出料管的修复工作，所述现场实施步骤包括现场转运、现场切割、现场坡口、现场焊接和现场检查步骤，

在所述现场转运步骤中，使用所述转运工作平台将工作装置运送至所述出料管的下方，

在所述现场切割步骤中，使用所述残管切割装置(31)对所述出料管(1)进行切割，

在所述现场坡口步骤中，使用所述坡口加工装置(32)对所述出料管(1)进行坡口加工，

在所述现场焊接步骤中，使用所述自动焊接机器人(33)对所述出料管(1)和续管(4)进行焊接，

在所述现场检查步骤中，检查并判断所述现场焊接步骤之后得到的焊接后出料管(5)是否符合标准，若所述焊接后出料管(5)符合标准，则确定焊接合格。

5.根据权利要求4所述的熔炉出料管修复方法，其特征在于，在所述现场检查步骤中，若所述焊接后出料管(5)不符合标准，则在所述现场检查步骤后还包括现场调整步骤，

在所述现场调整步骤中，重新执行所述现场切割、现场坡口、现场焊接步骤和现场检查步骤。

6.根据权利要求5所述的熔炉出料管修复方法，其特征在于，在第一个所述现场切割步骤中，切割位置与所述出料管(1)发生故障处距离30-50mm，在所述现场坡口步骤中，单边坡口角度为3-5°，保留1-3mm长、2-3mm厚的钝边。

7.根据权利要求6所述的熔炉出料管修复方法，其特征在于，在第一个所述现场切割步骤中，切割位置与所述出料管(1)发生故障处距离40±3mm，在所述现场坡口步骤中，单边坡口角度为4±0.2°，保留2±0.2mm长、2.5±0.2mm厚的钝边。

8.根据权利要求7所述的熔炉出料管修复方法，其特征在于，在第二个所述现场切割步骤中，切割位置与所述出料管(1)发生故障处距离20-30mm。

9.根据权利要求8所述的熔炉出料管修复方法，其特征在于，在第二个所述现场切割步骤中，切割位置与所述出料管(1)发生故障处距离25±3mm。

10.根据权利要求9所述的熔炉出料管修复方法，其特征在于，在所述现场焊接步骤中，使用多道堆焊工艺，焊丝规格匹配所述续管(4)材料。

11.根据权利要求10所述的熔炉出料管修复方法，其特征在于，在所述现场焊接步骤中，使用多道堆焊工艺，焊丝规格为ERNiCrFe-7A，所述续管(4)材料为Inconel 690。

12.根据权利要求4-11任一项所述的熔炉出料管修复方法，其特征在于，在所述现场检查步骤中，所述标准包括焊接后出料管总长度标准、焊接后出料管垂直度标准、焊接后出料管内径标准、焊接后出料管外径标准。

13.根据权利要求12所述的熔炉出料管修复方法，其特征在于，所述焊接后出料管总长度标准为在所述现场焊接步骤之后，所述焊接后出料管(5)的总长度相较于所述出料管(1)发生损坏前的原始长度不超出±5mm；

所述焊接后出料管垂直度标准为在所述现场焊接步骤之后，所述焊接后出料管(5)的垂直度不超过Φ5mm；

所述焊接后出料管内径标准为在所述现场焊接步骤之后，所述焊接后出料管(5)的焊接处的内径不低于所述出料管(1)该处的内径；

所述焊接后出料管外径标准为在所述现场焊接步骤之后，所述焊接后出料管(5)的焊接处的外径与所述出料管(1)该处的外径相较不超过-1mm～+2mm。

14.根据权利要求4-10任一项所述的熔炉出料管修复方法，其特征在于，所述现场实施步骤还包括现场调温步骤，所述现场调温步骤于所述现场转运步骤之前进行，在所述现场调温步骤中，

测量所述出料管(1)末端的温度；

若所述出料管(1)末端温度超过180度，则使用保护性气体使得所述出料管(1)末端降温，最终使得所述出料管(1)末端的温度处于170～180度之间；

若所述出料管(1)末端温度低于170度，则对所述熔炉加温使得所述出料管(1)末端温度升高，最终使得所述出料管(1)末端的温度处于170～180度之间。

15.根据权利要求13所述的熔炉出料管修复方法，其特征在于，在所述现场调温步骤之前，还包括现场准备步骤，

在所述现场准备步骤中，清理所述出料管(1)中凝固的炉料。

16.根据权利要求4-10任一项所述的熔炉出料管修复方法，其特征在于，在所述现场实施步骤之前，还包括验证试验步骤，

在所述验证试验步骤中，在所述高温高放环境之外模拟所述出料管(1)修复的工作环境，在进行所述现场实施步骤之前进行模拟试验，确定所述现场实施步骤中的工艺参数。

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