CN207176027U - 一种火电厂集箱接管角焊缝的现场焊后热处理机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种火电厂集箱接管角焊缝的现场焊后热处理机构，包括覆盖合金钢集箱筒体预设轴向长度和该长度范围内待处理锥形角焊缝底部面积以外的合金钢集箱筒体外表面面积的第一柔性陶瓷加热器；覆盖合金钢小管预设轴向长度和该长度范围内合金钢小管外表面面积及待处理锥形角焊缝全部锥形外表面的第二柔性陶瓷加热器；分别设置在合金钢集箱筒体、待处理锥形角焊缝和合金钢小管外表面的合金钢集箱筒体测温热电偶、锥形角焊缝测温热电偶和合金钢小管测温热电偶；采用本实用新型热处理机构既可以得到不同部件的真实准确温度、使焊缝得到有效热处理，又可以防止小管出现过烧现象。
Description
技术领域
本实用新型涉及涉及火电机组锅炉集箱焊后热处理技术领域，具体涉及一种火电厂集箱接管角焊缝的现场焊后热处理机构。
背景技术
火电机组锅炉集箱是汇集各支路小管蒸汽或水的重要部件，要承受高温高压的运行工况，通常采用Cr含量1.5％～9.5％的合金钢制造。因合金钢材质的淬硬性较大，现场焊接后必须进行焊后热处理，释放应力、韧化显微组织，所以焊后热处理是保证焊缝安全运行的关键工序。因集箱与小管之间的规格差别较大、两者之间焊接形成的角焊缝结构隐蔽，机构选择不当都无法使焊缝得到有效热处理，容易导致裂纹形成或工质泄露，发生事故。
图1所示为一种传统的集箱角焊缝现场热处理机构示意图。包括绳状加热器4以周向缠绕的方式分两部分布置于角焊缝3及其临近部件外表面；一部分绳状加热器4以分区缠绕的方式布置在合金钢集箱筒体1外表面，每个分区沿合金钢筒体1的轴向宽度等于角焊缝3相邻锥形底部圆形之间的最小距离，缠绕的绳状加热器厚度为1层，分区数量通常为待处理角焊缝3的数量加3～5；另一部分绳状加热器以单层缠绕的方式布置在覆盖角焊缝3的锥形外表面和沿合金钢小管2轴向一定长度范围内的合金钢小管2外表面，合金钢小管2的布置长度通常等于合金钢小管2实测壁厚的3～5倍。热电偶5为K性铠装 热电偶，采用机械绑扎的方式固定于小管2外壁；热电偶5通过温度采集及电流反馈装置(6)监测小管2的温度并控制绳状加热器4。该机构的缺点和不足之处在于：(1)热电偶5采用机械绑扎式固定于合金钢小管2外壁，无法固定于角焊缝3的锥形外表面，所以测温位置并非待处理角焊缝3位置的温度；(2)热电偶5处于合金钢小管2金属外壁和加热器中间，所测温度是介于加热器和小管2金属管壁之间的温度，真实的金属壁温低于热电偶5的测量温度；(3)绳状加热器4对合金钢集箱筒体1的覆盖表面过小，散热面积大，角焊缝3的实际温度无法升至标准要求的预定范围。上述原因的综合作用，会导致角焊缝3不能得到有效热处理，对集箱角焊缝3的长期运行可靠性造成影响。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现场焊后热处理机构的缺点和不足，提供了一种火电厂集箱接管角焊缝的现场焊后热处理机构，具有加热效果可靠、便于现场实施的优点。
为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种火电厂集箱接管角焊缝的现场焊后热处理机构，包括覆盖合金钢集箱筒体1预设轴向长度和该长度范围内待处理锥形角焊缝3底部面积以外的合金钢集箱筒体1外表面面积的第一柔性陶瓷加热器4；覆盖合金钢小管2预设轴向长度和该长度范围内合金钢小管2外表面面积及待处理锥形角焊缝3全部锥形外表面的第二柔性陶瓷加热器5；分别设置在合金钢集箱筒体1、待处理锥形角焊缝3和合金 钢小管2外表面的合金钢集箱筒体测温热电偶6、锥形角焊缝测温热电偶7和合金钢小管测温热电偶8。
所述第一柔性陶瓷加热器4由长25mm、宽15mm厚度5mm的数个带孔陶瓷单元采用电加热丝穿过陶瓷单元内孔连接成一个大矩形，大矩形的一条边上带有数个小矩形凸起，大矩形带有小矩形凸起的侧边为长度方向，长度方向与合金钢集箱筒体1的轴向平行，大矩形的长度等于待处理角锥形焊缝3沿合金钢筒体1的轴向跨距并向两侧各增加一个待处理锥形角焊缝3相邻锥形底部圆形最小间距的长度；大矩形的宽度方向与合金钢集箱筒体1的周向平行，宽度等于合金钢集箱筒体1的周长减去待处理锥形角焊缝3底部圆形的直径；第一柔性陶瓷加热器4的小矩形数量为待处理锥形角焊缝3的数量减1；小矩形的长度方向、宽度方向分别与大矩形长度方向、宽度方向平行；小矩形的长度为待处理锥形角焊缝3相邻锥形底部圆形之间的最小距离；小矩形的宽度为待处理锥形角焊缝3锥形底部圆形的直径。
所述第二柔性陶瓷加热器5由矩形加热器和绳状加热器两部分组合而成；矩形加热器由长15mm、宽8mm、厚度5mm的数个带孔陶瓷单元采用电加热丝穿过陶瓷单元内孔连接而成；柔性加热器5的矩形加热器长度方向与合金钢小管2的轴向平行，长度等于合金钢小管2实测壁厚数值乘5；矩形加热器的宽度与合金钢小管2的周向平行，宽度等于合金钢小管2的外壁周长；绳状加热器由长10mm、直径8mm的数个带内孔管状陶瓷单元采用电加热丝穿过陶瓷单元内孔连接而成，长度满足单层缠绕覆盖整个待处理锥形角焊缝3的全部锥 形外表面要求。
所述合金钢集箱筒体测温热电偶6、锥形角焊缝测温热电偶7和合金钢小管测温热电偶8为K型一级热电偶；分别采用冶金结合方式固定于合金钢集箱筒体1外表面、待处理锥形角焊缝3的锥形斜面和合金钢小管2的外表面；合金钢集箱筒体测温热电偶6通过温度采集及电流反馈装置9监测合金钢集箱筒体1的实际温度并控制第一柔性陶瓷加热器4的热量输出；锥形角焊缝测温热电偶7通过温度采集及电流反馈装置9监测待处理锥形角焊缝3的实际温度并控制第二柔性陶瓷加热器5的热量输出；合金钢小管测温热电偶8通过温度采集及电流反馈装置9监测合金钢小管2的实际温度。
与现有技术相比，本实用新型的优势在于：
1、通过不同规格、不同形式加热器的布置，使角焊缝处的加热面积得到有效保证，不会出现焊后热处理无法升温至预定范围的问题；
2、热电偶采用冶金结合的方式分别固定在角焊缝及集箱、小管母材，既可以得到不同部件的真实准确温度、使焊缝得到有效热处理，又可以防止小管出现过烧现象。
3、该机构操作灵活方便，便于现场实施。
附图说明
图1为一种传统的火电厂集箱接管角焊缝现场焊后热处理结构示意图。
图2为火电厂集箱接管角焊缝的焊接结构示意图。
图3为本实用新型提供的一种火电厂集箱接管角焊缝现场焊后热处理机构示意图。
图4本实用新型提供的一种火电厂集箱接管角焊缝现场焊后热处理机构中第一柔性陶瓷加热器的展开结构示意图。
图5本实用新型提供的一种火电厂集箱接管角焊缝现场焊后热处理机构中第二柔性陶瓷加热器的展开结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型更加明显易懂，以下结合附图和具体实施案例对本实用新型作如下详细说明：
火电厂合金钢集箱筒体1和合金钢小管2以焊接的方式连接，焊接形成锥形角焊缝3，部件焊接连接后的结构形式如图2所示。
图3为本实用新型提供的一种火电厂集箱接管角焊缝现场焊后热处理机构示意图。包括可以覆盖合金钢集箱筒体1预设轴向长度和该长度范围内待处理锥形角焊缝3底部面积以外的合金钢集箱筒体1外表面面积的第一柔性陶瓷加热器4；可以覆盖合金钢小管2预设轴向长度和该长度范围内合金钢小管2外表面面积及待处理锥形角焊缝3全部锥形外表面的第二柔性陶瓷加热器5；分别设置在合金钢集箱筒体1、待处理锥形角焊缝3和合金钢小管2外表面的合金钢集箱筒体测温热电偶6、锥形角焊缝测温热电偶7和合金钢小管测温热电偶8。
图4为本实用新型提供的一种火电厂集箱接管角焊缝现场焊后热处理机构中的第一柔性陶瓷加热器4展开示意图。所述柔性加热器 4由长25mm、宽15mm厚度5mm的数个带孔陶瓷单元采用电加热丝穿过陶瓷单元内孔连接成一个大矩形，大矩形的一条边上带有数个小矩形凸起，大矩形带有小矩形凸起的侧边为长度方向，长度方向与合金钢集箱筒体1的轴向平行，大矩形的长度等于待处理锥形角焊缝3沿合金钢筒体1的轴向跨距并向两侧各增加一个待处理锥形角焊缝3相邻锥形底部圆形最小间距的长度；大矩形的宽度方向与合金钢集箱筒体1的周向平行，宽度等于合金钢集箱筒体1的周长减去待处理锥形角焊缝3底部圆形的直径；第一柔性陶瓷加热器4的小矩形数量为待处理角锥形焊缝3的数量减1；小矩形的长度方向、宽度方向分别与柔性加热器4的大矩形长度方向、宽度方向平行；小矩形的长度为待处理锥形角焊缝3相邻锥形底部圆形之间的最小距离；小矩形的宽度为待处理锥形角焊缝3锥形底部圆形的直径。
图5本实用新型提供的一种火电厂集箱接管角焊缝现场焊后热处理机构中第二柔性陶瓷加热器5的展开结构示意图。所述第二柔性陶瓷加热器5由矩形加热器和绳状加热器两部分组合而成；矩形加热器由长15mm、宽8mm、厚度5mm的数个带孔陶瓷单元采用电加热丝穿过陶瓷单元内孔连接而成；柔性加热器5的矩形加热器长度方向与合金钢小管2的轴向平行，长度等于合金钢小管2实测壁厚数值乘5；矩形加热器的宽度与合金钢小管2的周向平行，宽度等于合金钢小管2的外壁周长；绳状加热器由长10mm、直径8mm的数个带内孔管状陶瓷单元采用电加热丝穿过陶瓷单元内孔连接而成，长度满足单层缠绕覆盖整个待处理锥形角焊缝3的全部锥形外表面要求。
所述合金钢集箱筒体测温热电偶6、锥形角焊缝测温热电偶7和合金钢小管测温热电偶8为K型一级热电偶；分别采用冶金结合方式固定于合金钢集箱筒体1外表面、待处理锥形角焊缝3的锥形斜面和合金钢小管2的外表面；合金钢集箱筒体测温热电偶6通过温度采集及电流反馈装置9监测合金钢集箱筒体1的实际温度并控制第一柔性陶瓷加热器4的热量输出；锥形角焊缝测温热电偶7通过温度采集及电流反馈装置9监测待处理角锥形角焊缝3的实际温度并控制第二柔性陶瓷加热器5的热量输出；合金钢小管测温热电偶8通过温度采集及电流反馈装置9监测合金钢小管2的实际温度。
实施案例：合金钢集箱筒体1和合金钢小管2之间通过待处理角锥形角焊缝3焊接连接完成后，采用储能焊机将合金钢集箱筒体测温热电偶6、锥形角焊缝测温热电偶7和合金钢小管测温热电偶8分别焊接连接到合金钢集箱筒体1、待处理锥形角焊缝3及合金钢小管2上；将第一柔性陶瓷加热器4包覆于合金钢集箱筒体1外侧，第一柔性陶瓷加热器4的凸出小矩形伸入待处理锥形角焊缝3锥形底部之间的合金钢集箱筒体1外表面，而后采用铁丝将第一柔性陶瓷加热器4扎紧，使第一柔性陶瓷加热器4与合金钢集箱筒体1表面贴实；在合金钢小管2外表面包覆第二柔性陶瓷加热器5的矩形部分，而后用铁丝将第二柔性陶瓷加热器5的矩形部分扎紧；在合金钢角焊缝3外表面缠绕第二柔性陶瓷加热器5的绳状部分，使绳状加热器缠绕满待处理锥形角焊缝3的锥形外表面，而后用铁丝将第二柔性陶瓷加热器5的绳状部分扎紧。全部加热器布置完成后，采用硅酸铝保温棉将所有 加热器全部包裹覆盖，利用合金钢集箱筒体测温热电偶6的温度反馈信号控制第一柔性陶瓷加热器4，利用锥形角焊缝测温热电偶7的温度反馈信号控制第二柔性陶瓷加热器5，利用合金钢小管测温热电偶8监测合金钢小管2的金属壁温，使待处理锥形角焊缝3部位的温度按照工艺规程加热到预定温度范围，达到韧化焊缝组织、减少焊接残余应力的目的。
Claims (4)
1.一种火电厂集箱接管角焊缝的现场焊后热处理机构，其特征在于：包括覆盖合金钢集箱筒体(1)预设轴向长度和该长度范围内待处理锥形角焊缝(3)底部面积以外的合金钢集箱筒体(1)外表面面积的第一柔性陶瓷加热器(4)；覆盖合金钢小管(2)预设轴向长度和该长度范围内合金钢小管(2)外表面面积及待处理锥形角焊缝(3)全部锥形外表面的第二柔性陶瓷加热器(5)；分别设置在合金钢集箱筒体(1)、待处理锥形角焊缝(3)和合金钢小管(2)外表面的合金钢集箱筒体测温热电偶(6)、锥形角焊缝测温热电偶(7)和合金钢小管测温热电偶(8)。
2.根据权利要求1所述的一种火电厂集箱接管角焊缝的现场焊后热处理机构，其特征在于：所述第一柔性陶瓷加热器(4)由长25mm、宽15mm厚度5mm的数个带孔陶瓷单元采用电加热丝穿过陶瓷单元内孔连接成一个大矩形，大矩形的一条边上带有数个小矩形凸起，大矩形带有小矩形凸起的侧边为长度方向，长度方向与合金钢集箱筒体(1)的轴向平行，大矩形的长度等于待处理角锥形焊缝(3)沿合金钢筒体(1)的轴向跨距并向两侧各增加一个待处理锥形角焊缝(3)相邻锥形底部圆形最小间距的长度；大矩形的宽度方向与合金钢集箱筒体(1)的周向平行，宽度等于合金钢集箱筒体(1)的周长减去待处理锥形角焊缝(3)底部圆形的直径；第一柔性陶瓷加热器(4)的小矩形数量为待处理锥形角焊缝(3)的数量减1；小矩形的长度方向、宽度方向分别与大矩形长度方向、宽度方向平行；小矩形的长度为待处理锥形角焊缝(3)相邻锥形底部圆形之间的最小距离；小矩形的宽度为待处理锥形角焊缝(3)锥形底部圆形的直径。
3.根据权利要求1所述的一种火电厂集箱接管角焊缝的现场焊后热处理机构，其特征在于：所述第二柔性陶瓷加热器(5)由矩形加热器和绳状加热器两部分组合而成；矩形加热器由长15mm、宽8mm、厚度5mm的数个带孔陶瓷单元采用电加热丝穿过陶瓷单元内孔连接而成；柔性加热器(5)的矩形加热器长度方向与合金钢小管(2)的轴向平行，长度等于合金钢小管(2)实测壁厚数值乘5；矩形加热器的宽度与合金钢小管(2)的周向平行，宽度等于合金钢小管(2)的外壁周长；绳状加热器由长10mm、直径8mm的数个带内孔管状陶瓷单元采用电加热丝穿过陶瓷单元内孔连接而成，长度满足单层缠绕覆盖整个待处理锥形角焊缝(3)的全部锥形外表面要求。
4.根据权利要求1所述的一种火电厂集箱接管角焊缝的现场焊后热处理机构，其特征在于：所述合金钢集箱筒体测温热电偶(6)、锥形角焊缝测温热电偶(7)和合金钢小管测温热电偶(8)为K型一级热电偶；分别采用冶金结合方式固定于合金钢集箱筒体(1)外表面、待处理锥形角焊缝(3)的锥形斜面和合金钢小管(2)的外表面；合金钢集箱筒体测温热电偶(6)通过温度采集及电流反馈装置(9)监测合金钢集箱筒体(1)的实际温度并控制第一柔性陶瓷加热器(4)的热量输出；锥形角焊缝测温热电偶(7)通过温度采集及电流反馈装置(9)监测待处理锥形角焊缝(3)的实际温度并控制第二柔性陶瓷加热器(5)的热量输出；合金钢小管测温热电偶(8)通过温度采集及电流反馈装置(9)监测合金钢小管(2)的实际温度。
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