CN205423462U - 一种防松螺栓组件和螺栓拧紧工具和胀紧工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于核电站技术领域，具体涉及一种防松螺栓组件和螺栓拧紧工具和胀紧工具。一种防松螺栓组件，由防松螺栓A与防松帽装配而成，组装后防松螺栓A旋转时防松帽随同防松螺栓A一同旋转，防松螺栓A的上部为一个圆形的凸台垫片，圆形的凸台垫片上端为防松螺栓旋拧头部，防松帽整体为圆筒形，圆筒形底部中间设计有与防松螺栓旋拧头部相匹配的定位孔。本实用新型用于高放射性设备上的防松螺栓失效后的修复工作，通过相关安装工具的配合使用，在水下远距离操作，实现在多种位置上对高放射性设备的螺栓进行防松的修复工作。

Description

一种防松螺栓组件和螺栓拧紧工具和胀紧工具

技术领域

本实用新型涉及一种高放射性设备上的防松螺栓组件，可以通过远距离操作完成高放射性设备上螺栓的安装及防松，尤其在经过运行后带有高剂量辐射的反应堆堆内构件设备上，可用于解决的螺栓更换后的防松问题。

背景技术

目前用于高放射性设备上常见的螺栓防松方式主要是在设备制造期间，螺栓安装完成后在螺栓上焊接防松销，或者通过在螺栓上安装防松帽，防松帽与设备本身采用断续焊的方式连接，而这些螺栓的安装及防松工作都是在设备加工或者安装期间完成。

从目前的现状看，这个防松方式有它的局限性，设备在放射性的工作环境下经过较长时间运行后，本体材料及焊缝均会发生脆化现象，设备在高温高压及高放射性的运行工况下，由于受到水流的冲刷、设备的震动或者异物进入系统后对设备的冲击等种种原因，有可能造成原有设备上的螺栓防松结构失效，从而引发防松功能失效甚至螺栓脱落。而防松失效的螺栓在未修复或者更换的情况下，继续在高温高压、大流量和强放射性的工作环境下运行，将会对设备和系统造成运行的安全隐患，甚至导致核安全事故的发生。

设备在经过长时间的运行后，设备本体已带有极高的放射性，在维修环境下对设备相关的操作及维修工作只能依靠水对其屏蔽，而且这些设备即便在水屏蔽的环境下也需要进行远程操作才能保证作业人员的安全，根据目前的手段，这种修复工作无法采用在水下远距离焊接防松销或者防松帽来解决防松螺栓的修复问题。

为满足上述修复要求，需要发明一种防松螺栓组件及螺栓防松工艺，配合相关工具，以完成对高放射性设备螺栓的防松失效缺陷实施远距离修复。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种防松螺栓组件，用于高放射性设备上的防松螺栓失效后的修复工作，通过相关安装工具的配合使用，在水下远距离操作，实现在多种位置上对高放射性设备的螺栓进行防松的修复工作。

为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种防松螺栓组件，由防松螺栓A与防松帽装配而成，组装后防松螺栓A旋转时防松帽随同防松螺栓A一同旋转，防松螺栓A的上部为一个圆形的凸台垫片，圆形的凸台垫片上端为防松螺栓旋拧头部，防松帽整体为圆筒形，圆筒形底部中间设计有与防松螺栓旋拧头部相匹配的定位孔。

所述的防松螺栓旋拧头部为一字形或者多边形。

一种螺栓拧紧工具，一端为操作人员手持端，并安装力矩扳手，另一端是与防松螺栓旋拧头部相匹配的套筒头部，中间由金属长杆连接，金属长杆中间安装一个平衡块，平衡块上设置有吊点。

一种胀紧工具，前端由带胀紧凸台的空心半圆柱形的活动胀紧块组成，活动胀紧块的尾端通过固定轴安装在胀紧工具本体上，固定轴与活动胀紧块之间采用间隙配合，胀紧凸台的数量根据防松动定位孔的数量确定，活动胀紧块前端中间有与防松螺栓旋拧头部配合的孔，外部有紧固环进行紧固，两个活动胀紧块中间有一根芯杆，芯杆末端连接一个可沿轴向伸缩的进给芯杆，胀紧工具在防松螺栓组件上定位后，通过进给芯杆驱动胀紧工具芯杆，当进给芯杆带动芯杆向活动胀紧块前端伸出时，芯杆顶住带有胀紧凸台的活动胀紧块内壁，活动胀紧块以固定轴为中心，向圆周直径方向胀开。

本实用新型所取得的有益效果为：

本实用新型有效保证了在高放射性设备上更换防松失效螺栓的安全；该工艺解决了在高辐照环境下，设备螺栓防松失效后，通过远距离操作安装新螺栓并有效解决螺栓防松问题；该工艺扩展了高放射性设备上防松失效的螺栓远距离更换所有可能出现的工况，如防松失效螺栓已脱落或者防松失效但螺栓还未脱落等情况；该工艺能够精确控制螺栓安装力矩，保证更换过程中对螺栓安装力矩的要求；该工艺能够显著降低操作人员的辐照剂量。

本实用新型通过远距离操作，在高放射性设备上加工出符合防松帽的安装孔、防松动定位孔，从设备结构上改变螺栓的防松方式；通过对防松帽和防松螺栓的结构及尺寸设计，装配成防松螺栓组件后可确保在运行过程中螺栓与防松帽不会因为产生相对松动，而造成磨损或者失效的情况；利用胀紧式防松动定位工具对防松帽进行胀紧，通过对防松帽的胀紧使防松帽在防松动定位孔内完成胀紧定位，起到螺栓防松作用。

附图说明

图1为防松螺栓组件安装在设备上的示意图；

图2为防松螺栓组件示意图；

图3为防松螺栓组件剖面示意图；

图4为螺栓拧紧工具示意图；

图5为胀紧工具示意图；

图6为需要安装防松螺栓的设备示意图；

图7为现场实施示意图；

图8为防松螺栓组件在堆内构件设备被加工工件上安装完成的状态示意图；

图9为一种用于高放射性设备螺栓胀紧式防松工艺示意图；

图中：1、被加工本体；2、防松螺栓组件；3、防松螺栓A；4、防松帽；5、凸台垫片；6、防松螺栓旋拧头部；7、套筒头部；8、平衡块；9、金属长杆；10、力矩扳手；11、孔；12、胀紧凸台；13、紧固环；14、芯杆；15、活动胀紧块；16、固定轴；17、进给芯杆；18、原防松螺栓安装孔；19、防松动定位孔；20、防松帽安装孔；21、吊装设备；22、操作人员；23、操作人员；24、进给装置控制器；25、操作人员；26、高放射性设备本体；27、转运容器；28、防松螺栓B。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图2所示，本实用新型所述防松螺栓组件2由防松螺栓A3与防松帽4装配而成，组装后防松螺栓A3旋转时防松帽4会随同防松螺栓A3一同旋转。防松螺栓A3螺纹部分的螺纹尺寸及螺纹长度与原设备上的螺纹设计相同。防松螺栓A3的上部为一个圆形的凸台垫片5，凸台垫片5主要作用是为了螺栓安装后螺栓与高放射性设备被加工本体1的结合面贴平、压实，同时作为防松帽4的定位平台。圆形的凸台垫片5上端为防松螺栓旋拧头部6，如图3所示，防松螺栓旋拧头部6可设计为多种结构，如一字形或者多边形。防松帽4整体为圆筒形，圆筒形底部中间设计有与防松螺栓旋拧头部6相匹配的定位孔。

如图4所示，螺栓拧紧工具是一个水下操作的远距离长柄工具，一端为操作人员手持端，并安装力矩扳手10，另一端是与防松螺栓旋拧头部6相匹配的套筒头部7，中间由金属长杆9连接，金属长杆9中间安装一个平衡块8，平衡块8上设置有吊点，可以通过上方的吊装设备平衡吊工具的重量，让操作者更轻松，对中操作及力矩确定更准确。

如图5所示，胀紧工具前端由带胀紧凸台12的空心半圆柱形的活动胀紧块15组成，活动胀紧块15的尾端通过固定轴16安装在胀紧工具本体上，固定轴16与活动胀紧块15之间采用间隙配合，保证活动胀紧块15的动作灵活性。胀紧凸台12的数量根据防松动定位孔19的数量确定，活动胀紧块15前端中间有与防松螺栓旋拧头部6配合的孔11，外部有紧固环13进行紧固。两个活动胀紧块15中间有一根芯杆14，芯杆14末端连接一个可沿轴向伸缩的进给芯杆17。胀紧工具在防松螺栓组件2上定位后，通过进给芯杆17驱动胀紧工具芯杆14。当进给芯杆17带动芯杆14向活动胀紧块15前端伸出时，芯杆14顶住带有胀紧凸台12的活动胀紧块15内壁，活动胀紧块15以固定轴16为中心，向圆周直径方向胀开。

一种用于高放射性设备的螺栓胀紧式防松工艺，包括如下步骤：

步骤一、确认需要修复的防松螺栓B28需求；

01.高放射性设备本体26上可能存在多组防松螺栓B28，如图1所示。

02.通过设备振动值超标或者异物撞击监测显示异常，以及通过水下视频装置对设备本体26上的防松螺栓B28进行检查。

03.确认防松螺栓B28是否已经脱落或者防松失效，通过检查确认防松螺栓B28的修复要求。

步骤二、设计加工新防松螺栓A3和防松帽4；

01.根据检查的结果，确认需要修复的防松螺栓B28型号及尺寸。

02.根据需要修复的原螺栓28尺寸，设计加工新防松螺栓A3和防松帽4。

步骤三、确认新防松螺栓组件的尺寸；

01.对新防松螺栓A3和防松帽4的材料证明、尺寸、加工质量等进行检查，确认其可用性。

步骤四、确认需要修复的防松螺栓B28状况

01.用水下视频装置检查有修复需求的防松螺栓B28目前的状态，确认需要修复的防松螺栓B28状况，其中主要有以下几种状态：

02.防松销焊点已脱开或者已断裂，防松螺栓A3还未松动；

03.防松帽4焊缝脱开，防松螺栓A3还未发生转动；

04.防松销焊点已脱开或者已断裂，防松螺栓A3已经产生了局部甚至多圈转动；

05.防松帽4焊缝脱开，防松螺栓A3已经产生了局部甚至多圈转动；

06.防松销或者防松帽3已经脱开，防松螺栓A3已经从设备本体上脱落。

步骤五、防松螺栓处理：

01.如果防松螺栓A3或防松帽4已从高放射性设备本体26脱落行程系统异物，需要检查异物的去向，并通过水下异物打捞设备将高放射性防松螺栓A3或者防松帽4打捞出来，放入暂存容、转运容器27内，待下一步处理，将打捞工具运送至水面去污，并存放在指定区域；

02.如果高放射性设备本体26上的防松螺栓组件2仅是防松失效，还没有从高放射性设备本体26上脱落，则需要使用螺栓水下拆除工作平台进行螺栓拆除工具的定位，然后利用螺栓拆除工具拆除防松失效的防松螺栓组件2，并将其放入暂存容、转运容器27内，待下一步处理。

03.将所有需要进行修复防松缺陷的防松螺栓组件2全部拆除。并确认高放射性设备本体26所有需要修复防松缺陷位置螺孔均已没有防松螺栓A3存在，将水下螺栓拆除设备运送至水面去污，并存放在指定区域。

04.确认高放射性设备本体26上需要进行修复的防松螺栓孔18位置，并对高放射性设备被加工本体1防松螺栓安装孔18进行清洁，清洁后用纯净水对防松螺栓安装孔18进行冲洗，完成后将水下清洁工具运送至水面去污，并存放在指定区域。

步骤六、在设备需要修复的防松失效的防松螺栓安装孔18上加工防松帽安装孔20；

01.将防松帽安装孔20加工设备组装完成，并运送至需要修复的防松螺栓B28安装位置的孔位上定位，在高放射性设备被加工本体1的原防松螺栓安装孔18上对中；

02.对高放射性设备被加工本体1加工，直至防松帽安装孔20加工完成；

03.将水下加工工具运送至水面去污，并存放在指定区域。

步骤七、在设备需要修复的防松失效的防松帽安装孔20上加工防松动定位孔19；

01.将防松动定位孔19加工设备组装完成，并通过运送至需要修复的防松失效的螺栓孔位上定位，在高放射性设备被加工本体1的防松帽安装孔20对中；

02.对防松帽安装孔20的侧壁进行加工，直至防松动定位孔19加工完成；

03.按设计完成防松动定位孔19的加工后，将防松动定位孔加工设备运送至水面去污，并存放在指定区域。

步骤八、对防松帽安装孔20及防松动定位孔19进行清洁；

01.对加工后的高放射性设备被加工本体1上需要修复的原防松螺栓安装孔18、防松动定位孔19、防松帽安装孔20进行冲洗、清洁；

02.冲洗后将水下清洁工具运送至水面去污，并存放在指定区域；

03.完成加工、清洁后的防松螺栓组件安装孔如图6所示。

步骤九、组装防松螺栓组件；

01.将防松帽4与防松螺栓A3组装成防松螺栓组件2所示，并确认防松帽4安装到位，如图3所示；

步骤十、在需要修复的位置安装防松螺栓组件2；

01.组装好螺栓旋拧工具，调整平衡块8的位置，尽量将螺栓旋拧工具置于一个吊装水平状态，如图4所示

02.将组装好的防松螺栓组件2套在螺栓旋拧工具套筒头部7；

03.操作人员22利用吊装设备21连接平衡装块8吊入水中；

04.将安装了防松螺栓组件2的螺栓旋拧工具运送至安装操作位置；

05.操作人员25调整防松螺栓组件2与需要修复的原防松螺栓安装孔18对中；

06.操作人员25通过操作螺栓旋拧工具在需要修复的原防松螺栓安装孔18上安装防松螺栓组件2；

07.操作人员25旋拧力矩扳手10，按照力矩要求拧紧防松螺栓组件。

08.将螺栓旋拧工具运送至水面去污并存放在指定区域。

步骤十一、对安装到位的防松螺栓组件2中的防松帽4进行胀紧式防松动定位操作，操作现场示意图如图7所示；

01.组装胀紧工具；

02.利用吊装设备21将胀紧工具吊入水池，运送至防松螺栓组件2胀紧操作位置；

03.通过操作人员23操作进给芯杆控制器24，将胀紧工具进给芯杆17置于末终端状态；

04.操作人员25远距离将胀紧工具活动胀紧块15前端的孔11，套在防松螺栓组件2的防松螺栓旋拧头部6外部，并进行调整、完成多方向对中；

05.由操作人员23操作进给芯杆控制器24，将进给芯杆17伸出，胀紧工具芯杆14随着进给芯杆17的动作向前伸出；

06.胀紧工具芯杆14向前伸出，顶碰活动胀紧块15内壁，活动胀紧块15以固定轴16为中心在圆周方向上向外张开；

07.当活动胀紧块15上的胀紧凸台12触碰到防松帽4内侧侧边时，操作人员23继续操作进给芯杆控制器24，伸出进给芯杆17。

08.胀紧工具芯杆14继续向前伸出，胀紧工具的活动胀紧块15继续张开，胀紧凸台12挤压防松螺帽4内侧侧边，使防松螺帽4内侧侧边的变形部分卡进防松帽定位孔19，直至芯杆14达到设计进给量。

09.操作人员23操作进给芯杆控制器24，反向动作进给芯杆17，改变芯杆14运动方向，缓慢缩回芯杆14；

010.随着进给芯杆17的动作，芯杆14慢慢退回，活动胀紧块15收拢，直至达到进给芯杆17的末终端状态。

011.操作人员25通过操作胀紧工具，将胀紧工具的活动胀紧块15退出防松帽4位置，并解除胀紧工具在设备被加工本体1上的固定。

012.将胀紧工具送至水面去污，并存放在指定区域待用。

步骤十二、更换所有防松失效的螺栓；

01.按照上述做法进行所有防松螺栓组件2的安装及防松动胀紧定位；

02.对防松帽的防松动定位安装状况进行检查确认。防松螺栓组件在堆内构件设备被加工工件上安装完成的状态见图8。

Claims (4)

1.一种防松螺栓组件，其特征在于：由防松螺栓A(3)与防松帽(4)装配而成，组装后防松螺栓A(3)旋转时防松帽(4)随同防松螺栓A(3)一同旋转，防松螺栓A(3)的上部为一个圆形的凸台垫片(5)，圆形的凸台垫片(5)上端为防松螺栓旋拧头部(6)，防松帽(4)整体为圆筒形，圆筒形底部中间设计有与防松螺栓旋拧头部(6)相匹配的定位孔。

2.根据权利要求1所述的防松螺栓组件，其特征在于：所述的防松螺栓旋拧头部(6)为一字形或者多边形。

3.一种螺栓拧紧工具，其特征在于：一端为操作人员手持端，并安装力矩扳手(10)，另一端是与防松螺栓旋拧头部(6)相匹配的套筒头部(7)，中间由金属长杆(9)连接，金属长杆(9)中间安装一个平衡块(8)，平衡块(8)上设置有吊点。

4.一种胀紧工具，其特征在于：前端由带胀紧凸台(12)的空心半圆柱形的活动胀紧块(15)组成，活动胀紧块(15)的尾端通过固定轴(16)安装在胀紧工具本体上，固定轴(16)与活动胀紧块(15)之间采用间隙配合，胀紧凸台(12)的数量根据防松动定位孔(19)的数量确定，活动胀紧块(15)前端中间有与防松螺栓旋拧头部(6)配合的孔(11)，外部有紧固环(13)进行紧固，两个活动胀紧块(15)中间有一根芯杆(14)，芯杆(14)末端连接一个可沿轴向伸缩的进给芯杆(17)，胀紧工具在防松螺栓组件(2)上定位后，通过进给芯杆(17)驱动胀紧工具芯杆(14)，当进给芯杆(17)带动芯杆(14)向活动胀紧块(15)前端伸出时，芯杆(14)顶住带有胀紧凸台(12)的活动胀紧块(15)内壁，活动胀紧块(15)以固定轴(16)为中心，向圆周直径方向胀开。