CN117074442A - 华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝x射线检测用工装 - Google Patents
华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝x射线检测用工装 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，该工装包括前屏和后屏，用以夹持胶片，前屏材质为不锈钢，厚度为1.5mm，后屏材质为铝，厚度为6mm；在前屏和后屏上开设3个透照孔和2个定位孔，实现一次装卡检测3个焊缝；通过快速膨胀塞穿过定位孔来将该检测用工装可拆卸地快速安装在管板上，以便于后续的焊缝检测，同时，该快速膨胀塞还能够确保固定过程中不会损伤U形管。
Description
技术领域
本发明涉及华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，主要用于蒸汽发生器管子管板焊缝射线检测过程中对X射线管及胶片的固定。
背景技术
华龙一号蒸汽发生器是中国具有完全自主知识产权的第三代先进压水堆蒸汽发生器，其为立式倒U形管的自然循环换热器，通过U形管将一次侧反应堆冷却剂的热量传递给二次侧的水，产生两相的汽水混合物，在二次侧内的汽水分离装置将汽水混合物中的水分离出来，从蒸汽出口输出与饱和蒸汽供汽轮机发电。U型传热管是蒸汽发生器的关键部件，它起着隔离和传热的双重作用，即在内表面流通的是带放射性的热量较高的一回路工质水，在外表面流通的取自自然界的海水或河水经必要处理的用来产生蒸汽的二回路工质水。而管板作为蒸汽发生器的主要部件，起着隔离一回路和二回路的作用，其与换热管的焊缝(简称管子管板焊缝)的质量是确保核动力设备正常运行的关键。其数量多达一万余个，检测难度大，检测量繁重，又由于其射线检测过程是与焊接过程交叉进行，故无法进行吊转，这就造成其工位固定、无法移动的特点，给辐射防护增加了一定的难度。
传统管板采用焦点为的Ir192进行射线检测，曝光时间长，辅助时间过多，导致效率低下，同时由于γ射线源360°放射，辐射防护难度大，对周围环境影响不易控制，此类γ放射源供货周期无法保证，也随时伴随停供风险，给管子管板焊缝射线检测带来了不小的困难。
采用棒阳极X射线探伤仪对其进行检测能够避免这些缺陷，但其自身也存在不足之处；由于焊缝透照厚度差大，棒阳极穿透力强，易造成边蚀现象；另外，由于华龙一号的实际工况复杂，胶片的固定及屏蔽难度极大，而且需要考虑胶片及探伤仪的固定、拆卸等操作的工作效率，否则难以在预定时间内完成过万个焊缝的检测工作。
所以目前急需要研发一套专用工装，以解决棒阳极X射线检测的辅助装配，确保则棒阳极X射线检测顺利进行。
发明内容
为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，该工装包括前屏和后屏，用以夹持胶片，前屏材质为不锈钢，厚度为1.5mm，后屏材质为铝，厚度为6mm；在前屏和后屏上开设3个透照孔和2个定位孔，实现一次装卡检测3个焊缝；通过快速膨胀塞穿过定位孔来将该检测用工装可拆卸地快速安装在管板上，以便于后续的焊缝检测，同时，该快速膨胀塞还能够确保固定过程中不会损伤U形管，从而完成本发明。
具体来说，本发明的目的在于提供以一种华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，
该工装包括前屏1和后屏2；
其中，在前屏1和后屏2之间夹持有胶片；
在所述前屏1和后屏2上开设有贯穿前屏1和后屏2的通孔，所述通孔包括透照孔和定位孔；
其中，该工装还包括螺帽3，所述螺帽3的端头位于后屏2的外侧，所述螺帽3的杆部穿过所述透照孔并与固定在前屏1上的螺杆4旋拧配合，从而夹紧前屏1和后屏2；
该工装还包括位于前屏1外侧，安装在螺杆4上的补偿块5；在所述补偿块5上设置有圆角，当所述补偿块5嵌入到U型管中时，所述圆角与管子管板角焊缝之间无缝隙耦合；
在螺帽3、螺杆4和补偿块5上都开设有供X射线机机头穿过的同心的通孔。
其中，所述透照孔设置有三个，所述定位孔设置有两个，间隔排列；
优选地，透照孔直径为定位孔直径为/>相邻孔间距为75mm。
其中，所述前屏1为不锈钢板，厚度为1.5mm；
在该前屏1上还激光刻印有圆环，该圆环与透照孔同心，该圆环直径为在该圆环外缘处钻设有用于指示透照位置的通孔。
其中，所述后屏2为铝板，厚度为6mm。
其中，在所述螺帽3的端头上开设有豁槽，通过该豁槽固定棒阳极X射线探伤仪。
其中，该工装还包括快速膨胀塞6；通过将所述快速膨胀塞6穿过定位孔后伸入到U型管来将该工装固定在管板上。
其中，所述快速膨胀塞6包括能够嵌入到U型管中的弹性橡胶圈67，通过该弹性橡胶圈从内部撑紧U型管来将所述快速膨胀塞6及检测用工装固定在管板上。
其中，所述快速膨胀塞6还包括中空直杆，该直杆的前段为细杆段61，该直杆的后段为粗杆段62，在该直杆的中空腔内设置有拉杆63，在所述拉杆63的前端连接有挡块64；
所述弹性橡胶圈67套设在所述细杆段61的外部，且位于挡块64和粗杆段62之间；通过拉杆63带动挡块64一同沿着拉杆长度方向移动，进而夹紧或者放松所述弹性橡胶圈67；
当夹紧所述弹性橡胶圈67时，该弹性橡胶圈67从内部撑紧U型管；当放松所述弹性橡胶圈67时，该弹性橡胶圈67与U型管内壁脱离。
其中，在所述粗杆段62上，在远离细杆段61的一端设置有卡盘65，所述细杆段61和粗杆段62都穿过定位孔进入到U型管中，所述卡盘65位于定位孔的外侧。
其中，在所述拉杆63的后端连接有锁紧手柄66；通过旋转该锁紧手柄66来拉伸并固定所述拉杆63，进而夹紧弹性橡胶圈67。
本发明所具有的有益效果包括：
(1)根据本发明提供的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，该工装中设置有补偿块，通过补偿块的圆角与管子管板角焊缝进行无缝隙耦合，以达到补偿、减小透照厚度差，降低底片黑度差的目的，提高检测质量；
(2)根据本发明提供的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，该工装结构新颖，通过前屏和后屏夹紧胶片，防止已打孔的胶片曝光；同时在螺帽上有环槽，用以固定棒阳极机头，同时通过螺帽的高低调整检测焦距的大小；
(3)根据本发明提供的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，该工装中设置有快速膨胀塞，并通过该快速膨胀塞实现管板和检测用工装之间的可拆卸安装；其中，通过橡胶形变撑紧U型管的方式，既能够缩短拆卸及安装工作的操作时间，还能够确保在拆卸安装过程中不会损伤管板及U型管，满足华龙一号蒸汽发生器管子管板的产品质量要求；
(4)根据本发明提供的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，该工装与华龙一号蒸汽发生器管子管板相匹配，可根据需要将X射线探伤仪机头固定于管板的任一焊缝处，实现全覆盖检测，而且都能够确保工装与焊缝之间的定位精度定位精确，其焦距通过机头与后屏之间的匹配确定，恒定不变；成像质量好，灵敏度高，利于焊缝缺陷的显示，同时其效率相比于其他方法大大提高，能够应用在华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测过程中。
附图说明
图1示出华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装整体结构示意图；
图2示出补偿块嵌入到U型管中时的结构示意图；
图3示出检测用工装在透照孔处的剖视图；
图4中示出了未装配弹性橡胶圈时的快速膨胀塞示意图；
图5中示出了装配有弹性橡胶圈但并未拉紧拉杆的快速膨胀塞示意图；
图6示出了夹紧弹性橡胶圈时的快速膨胀塞示意图；
图7示出X射线检测用工装在管板上拆卸的示意图。
附图标记
1-前屏
2-后屏
3-螺帽
4-螺杆
5-补偿块
6-快速膨胀塞
61-细杆段
62-粗杆段
63-拉杆
64-挡块
65-卡盘
66-锁紧手柄
67-弹性橡胶圈
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
根据本发明提供的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，如图1中所示，该工装包括前屏1和后屏2；
其中，在前屏1和后屏2之间夹持有胶片；
在所述前屏1和后屏2上开设有贯穿前屏1和后屏2的通孔，所述通孔包括透照孔和定位孔；
其中，该工装还包括螺帽3，所述螺帽3的端头位于后屏2的外侧，所述螺帽3的杆部穿过所述透照孔并与固定在前屏1上的螺杆4旋拧配合，从而夹紧前屏1和后屏2；
如图2和图3中所示，该工装还包括位于前屏1外侧，安装在螺杆4上的补偿块5；在所述补偿块5上设置有圆角，当所述补偿块5嵌入到U型管中时，所述圆角与管子管板角焊缝之间无缝隙耦合；所述管板角焊缝如图2中所示，图2中管板下表面与U型管端部之间的倒圆型结构即为所述管板角焊缝；相应地，补偿块5圆角位于圆筒与圆盘之间的拐角位置，所述补偿块4的圆筒伸入到U型管中，所述补偿块4的圆盘与管板贴紧。
在螺帽3、螺杆4和补偿块5上都开设有供X射线机机头穿过的同心的通孔，即X射线机机头依次穿过螺帽3、螺杆4和补偿块5后进入到U型管中，从而在U型管中发射X射线照射焊缝。
在一个优选的实施方式中，所述透照孔设置有三个，所述定位孔设置有两个，间隔排列；
优选地，透照孔直径为定位孔直径为/>相邻孔间距为75mm。
本申请人研究发现，该检测用工装中设置三个透照孔的实用价值最高，如果透照孔开设更多，更密集，在其中个透照孔进行探测时，X射线会影响其他焊缝位置对应的胶片，导致其他焊缝检测效果欠佳，而如果通过增大前屏后屏面积来增加透照孔，还会大幅提升该检测用工装的重量，导致操作不便，难以在华龙一号蒸汽发生器的加工中应用，基于此，设置三个透照孔和两个定位孔的形式能够最大化提高检测效率，并且保证检测质量。
优选地，所述前屏1为不锈钢板，厚度为1.5mm；
在该前屏1上还激光刻印有圆环，该圆环与透照孔同心，该圆环直径为作为评定区边界，在该圆环外缘处钻设有用于指示透照位置的通孔。在圆环外边缘相隔90°方向钻/>通孔，其中9点钟方向为一个通孔，12点钟方向为两个通孔，用来指示透照位置方便日后缺陷定位；所述圆环的尺寸与补偿块5的圆盘尺寸一致，所以在设置补偿块的情况下，补偿块边缘的影像痕迹与该圆环的影像痕迹重合。
优选地，所述后屏2为铝板，厚度为6mm。本申请人研究发现，将前屏和后屏设置为上述不锈钢及铝板，能够有效的保护胶片，并且获得理想的曝光效果，从而获知焊缝的焊接质量。
在一个优选的实施方式中，在所述螺帽3的端头上开设有豁槽，通过该豁槽固定棒阳极X射线探伤仪。优选地，将螺帽上开宽度0.5mm，深度5mm的槽，通过该槽与机头快速卡紧装置匹配，相应地，在机头上设置有能够伸出的卡片，该卡片的尺寸刚好能够嵌入到该槽内，从而实现固定。
在一个优选的实施方式中，如图4、图5和图6中所示，该工装还包括快速膨胀塞6；通过将所述快速膨胀塞6穿过定位孔后伸入到U型管来将该工装固定在管板上。
所述快速膨胀塞6包括能够嵌入到U型管中的弹性橡胶圈67，通过该弹性橡胶圈从内部撑紧U型管来将所述快速膨胀塞6及检测用工装固定在管板上。
优选地，所述快速膨胀塞6还包括中空直杆，该直杆的前段为细杆段61，该直杆的后段为粗杆段62，在该直杆的中空腔内设置有拉杆63，在所述拉杆63的前端连接有挡块64；
所述弹性橡胶圈67套设在所述细杆段61的外部，且位于挡块64和粗杆段62之间；通过拉杆63带动挡块64一同沿着拉杆长度方向移动，进而夹紧或者放松所述弹性橡胶圈67；
当夹紧所述弹性橡胶圈67时，该弹性橡胶圈67从内部撑紧U型管；当放松所述弹性橡胶圈67时，该弹性橡胶圈67与U型管内壁脱离。
图4中示出了未装配弹性橡胶圈时的快速膨胀塞示意图，图5中示出了装配快速膨胀塞但并未拉紧拉杆，并未夹紧弹性橡胶圈时的示意图，图6示出了夹紧弹性橡胶圈时的示意图。
本申请中的快速膨胀塞不仅仅要确保对检测用工装的安装牢固度，也要考虑拆卸的便捷性，毕竟上万的焊缝需要检测，工作量极大，而且更重要的是确保在拆卸过程中不能划伤U型管，划伤U型管可能会导致极其严重的后果，基于此，本申请中提出的快速膨胀塞通过弹性橡胶圈从内部撑紧U型管来实现U型管与检测用工装之间的固结。
优选地，在所述粗杆段62上，在远离细杆段61的一端设置有卡盘65，所述细杆段61和粗杆段62都穿过定位孔进入到U型管中，所述卡盘65位于定位孔的外侧。
优选地，在所述拉杆63的后端连接有锁紧手柄66；通过旋转该锁紧手柄66来拉伸并固定所述拉杆63，进而夹紧弹性橡胶圈67。本申请中，通过弯折该锁紧手柄66来实现对拉杆63的拉紧和放松，并且在拉紧时，所述锁紧手柄66处于与拉杆垂直的状态，并且锁死，这样的设计能够极大地方便于实际操作，提高焊缝检测效率。
本申请提供的所述X射线检测用工装适用于华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝的检测工作，所述X射线检测用工装在管板上拆卸如图7中所示，通过该图可知，由于华龙一号蒸汽发生器管子管板上有一万多个待检测焊缝，而且受到操作空间的限制，能够同时参与检测的工装及工作人员都比较少，一般只能允许2-3个工装及工作人员同时进行检测工作，为了确保及时且高质量的完成检测工作，检测效率和质量就是极其重要的评价指标。本申请的检测工装在前屏上设置有补偿块，可以在安装时快速对准并插入到管板中，快速膨胀塞上设置有锁紧手柄，通过旋转该锁紧手柄即可夹紧所述弹性橡胶圈，进而使得该弹性橡胶圈从内部撑紧U型管，其操作便捷效率高；在拆卸时，仅需将锁紧手柄转回原位即可放松弹性橡胶圈，进而使得弹性橡胶圈与U型管脱离，可以取下该检测工装；将该检测工装固定安装在管板上，再将其从管板上拆卸下来，一次操作仅需35秒左右；本申请提供的X射线检测用工装能够快速地在管板上拆卸安装，并且确保安装过程中不会损伤管板及U型管，刚好能够满足华龙一号蒸汽发生器的生产加工需求。
以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，其特征在于，该工装包括前屏(1)和后屏(2)；
其中，在前屏(1)和后屏(2)之间夹持有胶片；
在所述前屏(1)和后屏(2)上开设有贯穿前屏(1)和后屏(2)的通孔，所述通孔包括透照孔和定位孔；
其中，该工装还包括螺帽(3)，所述螺帽(3)的端头位于后屏(2)的外侧，所述螺帽(3)的杆部穿过所述透照孔并与固定在前屏(1)上的螺杆(4)旋拧配合，从而夹紧前屏(1)和后屏(2)；
该工装还包括位于前屏(1)外侧，安装在螺杆(4)上的补偿块(5)；在所述补偿块(5)上设置有圆角，当所述补偿块(5)嵌入到U型管中时，所述圆角与管子管板角焊缝之间无缝隙耦合；
在螺帽(3)、螺杆(4)和补偿块(5)上都开设有供X射线机机头穿过的同心的通孔。
2.根据权利要求1所述的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，其特征在于，
所述透照孔设置有三个，所述定位孔设置有两个，间隔排列；
优选地，透照孔直径为φ10mm；定位孔直径为φ16.5mm，相邻孔间距为75mm。
3.根据权利要求1所述的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，其特征在于，
所述前屏(1)为不锈钢板，厚度为1.5mm；
在该前屏(1)上还激光刻印有圆环，该圆环与透照孔同心，该圆环直径为φ23mm，在该圆环外缘处钻设有用于指示透照位置的通孔。
4.根据权利要求1所述的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，其特征在于，
所述后屏(2)为铝板，厚度为6mm。
5.根据权利要求1所述的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，其特征在于，
在所述螺帽(3)的端头上开设有豁槽，通过该豁槽固定棒阳极X射线探伤仪。
6.根据权利要求1所述的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，其特征在于，
该工装还包括快速膨胀塞(6)；通过将所述快速膨胀塞(6)穿过定位孔后伸入到U型管来将该工装固定在管板上。
7.根据权利要求6所述的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，其特征在于，
所述快速膨胀塞(6)包括能够嵌入到U型管中的弹性橡胶圈(67)，通过该弹性橡胶圈从内部撑紧U型管来将所述快速膨胀塞(6)及检测用工装固定在管板上。
8.根据权利要求7所述的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，其特征在于，
所述快速膨胀塞(6)还包括中空直杆，该直杆的前段为细杆段(61)，该直杆的后段为粗杆段(62)，在该直杆的中空腔内设置有拉杆(63)，在所述拉杆(63)的前端连接有挡块(64)；
所述弹性橡胶圈(67)套设在所述细杆段(61)的外部，且位于挡块(64)和粗杆段(62)之间；通过拉杆(63)带动挡块(64)一同沿着拉杆长度方向移动，进而夹紧或者放松所述弹性橡胶圈(67)；
当夹紧所述弹性橡胶圈(67)时，该弹性橡胶圈(67)从内部撑紧U型管；当放松所述弹性橡胶圈(67)时，该弹性橡胶圈(67)与U型管内壁脱离。
9.根据权利要求8所述的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，其特征在于，
在所述粗杆段(62)上，在远离细杆段(61)的一端设置有卡盘(65)，所述细杆段(61)和粗杆段(62)都穿过定位孔进入到U型管中，所述卡盘(65)位于定位孔的外侧。
10.根据权利要求8所述的华龙一号蒸汽发生器管子管板焊缝X射线检测用工装，其特征在于，
在所述拉杆(63)的后端连接有锁紧手柄(66)；通过旋转该锁紧手柄(66)来拉伸并固定所述拉杆(63)，进而夹紧弹性橡胶圈(67)。
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