SE454183B

SE454183B - HEAT TREATMENT DEVICE FOR RELEASE OF REMAINABLE VOLTAGES IN A WELDING UNIT IN A PIPE PIPE

Info

Publication number: SE454183B
Application number: SE8502646A
Authority: SE
Inventors: T Koga; M Sugimori; M Terasaki; T Maenosono; S Tsushima; K Yoshida; T Kuriwaki; M Hirado
Original assignee: Daiichi Koshuha Kogyo Kk; Ishikawajima Harima Heavy Ind
Priority date: 1984-03-22
Filing date: 1985-05-29
Publication date: 1988-04-11
Also published as: DE3519467C2; SE8502646L; JPS60197823A; JPH046770B2; DE3519467A1; SE8502646D0

Description

40 454 183 frigörande behandlingen får temperaturen hos hela det upp- hettade partiet ej överstiga en kritisk temperatur och temperaturskillnaden mellan de yttre och inre ytorna hos - ett förutbestämt parti innefattande svetsfogen (t.ex. ett parti med en längd om Sfkf i de förenade rörens axelrikt- ning, där R är rörens radie och t är rörens'väggtjocklek) måste höjas till en nivå vid vilken restspänningarna kan frigöras. För detta ändamål måste formen hos svetsfogen och ett förutbestämt parti intill denna undersökas i detalj var- efter utformningen av en induktansspole som kan uppnå den fördelaktigaste temperaturfördelningen måste bestämmas innan ett bäst lämpat induktionsorgan för genomförande av den spän- níngsfrigörande behandlingen av denna speciella svetsfog fram- ställes. The temperature of the entire heated portion must not exceed a critical temperature and the temperature difference between the outer and inner surfaces of a predetermined portion comprising the weld joint (eg a portion with a length of Sfkf in the joined tubes). axis direction, where R is the radius of the tubes and t is the wall thickness of the tubes) must be raised to a level at which the residual stresses can be released. To this end, the shape of the weld joint and a predetermined portion adjacent thereto must be examined in detail, after which the design of an inductor which can achieve the most advantageous temperature distribution must be determined before a most suitable induction means for carrying out the voltage releasing treatment of this particular weld joint. asked.

De komponenter som bildar en rörledning och som skall förenas genom svetsning, innefattar ej endast raka rör, utan även krökar, T-förgreningar, korsformiga förgreningar, ventiler, pumpar, "sweepolets" (munstycken för inre montering), "weldolets" (munstycken för yttre montering), lock osv. De faktiska formerna och noggranna dimensionerna hos dessa komponenter kan ej er- hållas från ritningar (eftersom.dimensionerna hos dessa kompo- nenter enligt ritningarna är så kallade konstruktionsdimen- sioner eller referensdimensioner, vilka bestämmer de maximalt eller minimalt tillåtna dimensionerna, varigenom konstruktions- dimensionerna ej behöver sammanfalla med de faktiska dimen- sionerna). Till följd härav måste vid framställning av en induktor formerna, dimensionerna och andra erforderliga data hos dessa komponenter uppmätas på fältet och en induktor lämplig för en speciell komponent måste framställas på grundval av de enligt ovan faktiskt uppmätta värdena. Härigenom åtgår mycket tid och arbete.The components which form a pipeline and which are to be joined by welding include not only straight pipes, but also bends, T-branches, cross-shaped branches, valves, pumps, "sweepolets" (nozzles for internal mounting), "weldolets" (nozzles for external mounting), lids, etc. The actual shapes and precise dimensions of these components cannot be obtained from drawings (since the dimensions of these components according to the drawings are so-called design dimensions or reference dimensions, which determine the maximum or minimum permissible dimensions, whereby the construction dimensions are not need to coincide with the actual dimensions). Consequently, in the manufacture of an inductor, the shapes, dimensions and other required data of these components must be measured in the field and an inductor suitable for a particular component must be manufactured on the basis of the values actually measured as above. This takes a lot of time and work.

Särskilt vid fall av ett kärnkraftverk i drift måste formerna och dimensionerna hos dessa komponenter uppmätas under en avstängningsperiod (några månader) när bränsleelementen ersättes och användes i cykler om ett eller ett och ett halvt år. Dessutom tar det omkring fyra månader att erhålla ovan angivna värden samt konstruera och framställa en induktor, varigenom det är omöjligt att genomföra en restspännings- 'frigörande behandling under en avstängningsperiod. Till följd härav genomföres i praktiken denna behandling under nästa 10 15 20 25 30 35 40 454 183 avstängníngsperiod.Especially in the case of a nuclear power plant in operation, the shapes and dimensions of these components must be measured during a shutdown period (a few months) when the fuel elements are replaced and used in cycles of one or one and a half years. In addition, it takes about four months to obtain the above values and to design and manufacture an inductor, making it impossible to carry out a residual voltage releasing treatment during a shutdown period. As a result, in practice this treatment is carried out during the next shutdown period.

I fall risk föreligger för att intergranulära korrosíons~ sprickor kan uppkomma före nästa avständningsperiod, behöve{_ den föregående eller första avstängningsperioden ökas med omkring två månader, för att den kompletta spänningsfrigörande behandlingen skall kunna genomföras. En sådan ökning av av- stängningsperioden resulterar vanligen i en bränsleskillnads- förlust om miljardtals yen (dvs. en skillnad i kostnad mellan kärnbränsle och tjockolja eller kolbränsle), varigenom åsamkas stora ekonomiska förlušter.In case there is a risk that intergranular corrosion cracks may occur before the next shutdown period, the previous or first shutdown period needs to be increased by about two months in order for the complete stress releasing treatment to be carried out. Such an increase in the shutdown period usually results in a fuel difference loss of billions of yen (ie a difference in cost between nuclear fuel and heavy oil or coal fuel), thereby incurring large economic losses.

Vid fall av restspänningsfrigörande behandling av etf rörsäte (en del placerad mellan ett huvudrör och ett grenrör när dessa förenas) måste ej enbart rörsätet upphettas till en förutbestämd temperatur utan även ett förutbestämt parti av huvudröret intill svetsfogen mellan huvudröret och rörsätet och ett förutbestämt parti av grenröret intill svetsfogen mellan grenröret och rörsätet. I detta fall har aggregatet huvudrör, rörsäte och grenrör en mycket komplicerad form, till och med när faktiska former och dimensioner hos dessa delar är till- gängliga. Till följd härav är det i praktiken omöjligt att likformigt upphetta ett sådant aggregat. Därför måste i prak- tiken framställas en fullskalemodell av aggregatet, vilken baserar sig på faktiskt uppmätta data, varvid måste konstrueras och framställas en lämplig induktor som förmår likformigt upp- hetta aggregatet och vars form och dimensioner är baserade på denna fullskalemodell. Dvs. försöken med fullskalemodellen måste genomföras i ändamål att konstruera och framställa en optimal induktor för den restspänningsfrigörande behandlingen av aggregatet.In the case of residual stress releasing treatment of a pipe seat (a part placed between a main pipe and a manifold when these are joined) not only the pipe seat must be heated to a predetermined temperature but also a predetermined portion of the main pipe adjacent the weld between the main pipe and the pipe seat and a predetermined portion of the branch pipe. next to the weld joint between the manifold and the pipe seat. In this case, the unit main pipe, pipe seat and manifold have a very complicated shape, even when the actual shapes and dimensions of these parts are available. As a result, it is practically impossible to uniformly heat such a unit. Therefore, in practice, a full-scale model of the unit must be produced, which is based on actually measured data, whereby a suitable inductor must be designed and produced which is capable of uniformly heating the unit and whose shape and dimensions are based on this full-scale model. Ie. the experiments with the full-scale model must be carried out in order to design and produce an optimal inductor for the residual voltage-releasing treatment of the unit.

Modellförsöken erfordrar emellertid mycket arbete och mycket tid, varvid det i praktiken under en avstängningsperiod är omöjligt att uppmäta form och dimension hos de komponenter som skall utsättas för den restspänningsfrigörande behandlingen och att sedan genomföra modellförsöken på det ovan beskrivna sättet samt att konstruera och framställa en optimal induktor.However, the model tests require a lot of work and a lot of time, whereby in practice during a shutdown period it is impossible to measure the shape and dimension of the components to be subjected to the residual stress releasing treatment and then to carry out the model tests as described above and to design and produce an optimal inductor.

Vid fall av användning av en konventionell induktor för den restspänningsfrigörande behandlingen, vilken induktor är konstruerad och framställd efter modellförsök baserade på data uppmätta på faktiska komponenter som skall utsättas för den restspänningsfrigörande behandlingen, är delningarna mellan 10 15 20 25 30 35 40 454 183 4 induktorns slingor och avständen mellan slingorna och komponenternas ytor fastställda, varigenom det är omöjligt att ändra dessa delningar och avstånd även i de fall då en önskad yttemperaturfördelning ej kan uppnås vid den rest-_ spänningsfrigörande behandlingen.In the case of using a conventional inductor for the residual voltage releasing treatment, which inductor is designed and manufactured according to model tests based on data measured on actual components to be subjected to the residual voltage releasing treatment, the divisions between the inductors are 10 15 20 25 30 35 40 454 183 4 inductor loops and the distances between the loops and the surfaces of the components are determined, whereby it is impossible to change these divisions and distances even in cases where a desired surface temperature distribution cannot be achieved in the residual stress releasing treatment.

Det är välkänt inom tekniken att när ett parti av ytter- ytan hos ett rör upphettas väsentligen likformigt genom induk- tionsvärmning eller liknande medan vatten bringas strömma genom ledningen, är temperaturen hos detta parti proportionell till rörets väggtjocklek. Ifall en konventionell induktor an- vändes vid den restspänningsfrigörande behandlingen, ökas ett avstånd mellan ett förutbestämt parti av ett rör och en'in- duktionsslinga och/eller ökas delningen hos induktionsslingorna när det förväntas att temperaturen hos detta förutbestämda parti ökar utöverettförutbestämd parti till följd av att vägg- tjockleken hos detta parti är stor. Som ovan beskrivits är det emellertid omöjligt att ändra dessa avstånd och delningar, även i fall dessa ej befunnits vara tillfredsställande för uppnående av en önskad temperaturfördelning.It is well known in the art that when a portion of the outer surface of a tube is heated substantially uniformly by induction heating or the like while water is caused to flow through the conduit, the temperature of that portion is proportional to the wall thickness of the tube. If a conventional inductor is used in the residual voltage releasing treatment, a distance between a predetermined portion of a tube and an induction loop is increased and / or the pitch of the induction loops is increased when it is expected that the temperature of this predetermined portion increases beyond the predetermined portion due to that the wall thickness of this lot is large. As described above, however, it is impossible to change these distances and divisions, even if these have not been found to be satisfactory for achieving a desired temperature distribution.

Mot bakgrund av det ovan angivna är ändamålet för före- liggande uppfinning att tillhandahålla en anordning som förmår likformigt upphetta ett svetsförband och intillig- gande partier hos en rörledníng i ett kärnkraftverk under konstruktion eller i drift, utan behov av uppmätning av faktiska former och storlekar hos berörda komponenter och utan behov av utformning och konstruktion av en induktor för modellförsök på det ovan beskrivna sättet.In view of the above, the object of the present invention is to provide a device capable of uniformly heating a welded joint and adjacent portions of a pipeline in a nuclear power plant under construction or in operation, without the need to measure actual shapes and sizes of affected components and without the need for the design and construction of an inductor for model testing in the manner described above.

Utföringsexempel av uppfinningen beskrivas närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka'fig. 1 är en frontvy av en utföringsform av en induktor använd för att genom- föra den restspänningsfrigörande behandlingen av ett svetsför- band mellan rör; figä 2 är en ändvy av induktorn i fíg. 1; fig. 3 är en perspektivvy visande ett arrangemang av slingor hos den i fig. 1 visade induktorn;'fig. 4 visar en frontvy av ett röraggregat som utsättas för restspänningsfrigörande be- handling i enlighet med föreliggande uppfinning; fig. S är en frontvy av en induktor använd för upphettning av det i fig. 4 visade aggregatet i enlighet med föreliggande uppfin- ning;'fig1 6 är en snittvy_av ett annat aggregat av komponenter som utsättas för den restspänningsfrigörande behandlingen i 10 15 20 25 30 35 40 454 183 enlighet med föreliggande uppfinning; och'fíg. 7 är en snittvy av ett ytterligare aggregat som utsattes för den restspånningsfrigörande behandlingen enligt föreliggande uppfinning. 1 ' Pig. 1 och 2 visar en induktor som enligt föreliggande uppfinning är anordnad att användas för genomförande av ett upphettningsförfarande i enlighet med föreliggande uppfin- ning. Med 1A betecknas ett rostfritt stålrör av typ 304 med en ytterdiameter om 28 tum och med 1B betecknas ett rostfritt stålrör vars ytterdiameter och väggtjocklek är större än hos röret 1A. Rören 1A och 1B är förenade via en svetsfog 1¿ vilken tillsammans med ett förutbestämt intilliggande parti utsattes för den restspänningsfrigörande behandlingen genom ett upphettningsförfarande i enlighet med föreliggande upp- finning.Embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a front view of an embodiment of an inductor used to carry out the residual voltage releasing treatment of a welded joint between pipes; Fig. 2 is an end view of the inductor of FIG. 1; Fig. 3 is a perspective view showing an arrangement of loops of the inductor shown in Fig. 1; 4 shows a front view of a pipe assembly subjected to residual stress releasing treatment in accordance with the present invention; Fig. 5 is a front view of an inductor used to heat the assembly shown in Fig. 4 in accordance with the present invention; Fig. 16 is a sectional view of another assembly of components subjected to the residual voltage releasing treatment in Fig. 4. 40 35 40 454 183 in accordance with the present invention; och'fíg. 7 is a sectional view of an additional assembly subjected to the residual voltage releasing treatment of the present invention. 1 'Pig. 1 and 2 show an inductor which according to the present invention is arranged to be used for carrying out a heating method in accordance with the present invention. 1A denotes a stainless steel pipe of type 304 with an outer diameter of 28 inches and 1B denotes a stainless steel pipe whose outer diameter and wall thickness are larger than that of the pipe 1A. The tubes 1A and 1B are connected via a weld joint 1¿ which together with a predetermined adjacent portion was subjected to the residual stress releasing treatment by a heating process in accordance with the present invention.

Ett induktionsspoleaggregat 2 innefattar ett cirkulärt ihåligt kopparrör med en ytterdiameter om 25 mm, vilket kan uppdelas i två halvcirkulära sektioner. Induktionsspole- aggregatet 2 består av fyra delar, närmare bestämt en induk- tíonsspole 21 med liten diameter, induktionsspolar 22 och 23 med mellanliggande diameter och en induktionsspole 24 med stor diameter. _ En förbindningstunga 3 år framställd av ett elektriskt ledande material såsom koppar och har ett avsattsparti Sa, så att en öppning avgränsas mellan ett par förbindningstungor 3 när de paras ihop med varandra eller anordnas i ett motsatt inbördes förhållande. Varje ände hos induktionsspolesektionerna 21, 22, 23 eller 24 är framställd i kontakt med ytterytan hos varje tunga 3. Två halvcirkulära induktionsspolesektioner 21 är således förbundna medelst tungorna 3 till en cirkulär in- duktionsspole, såsom bäst visas i fig. 2. Förbindningstungornas 3 längd varierar beroende på induktionsspolarnas 21-24 dia- meter, som bäst visas i fig. 1, så att de med induktíonsspole- sektionerna förenade fria ändarna hos förbindningstungorna 3 år inriktade i horisontell riktning, som visas i fig. 1.An induction coil assembly 2 comprises a circular hollow copper tube with an outer diameter of 25 mm, which can be divided into two semicircular sections. The induction coil assembly 2 consists of four parts, more specifically an induction coil 21 of small diameter, induction coils 22 and 23 of intermediate diameter and an induction coil 24 of large diameter. A connecting tongue 3 is made of an electrically conductive material such as copper and has a deposit portion Sa, so that an opening is delimited between a pair of connecting tongues 3 when they are mated together or arranged in an opposite mutual relationship. Each end of the induction coil sections 21, 22, 23 or 24 is made in contact with the outer surface of each tongue 3. Two semicircular induction coil sections 21 are thus connected by the tongues 3 to a circular induction coil, as best shown in Fig. 2. The length of the connecting tongues 3 varies depending on the diameters of the induction coils 21-24, which are best shown in Fig. 1, so that the free ends of the connecting tongues connected to the induction coil sections are aligned in the horizontal direction shown in Fig. 1.

Ett distanselement 41 eller 42 framställt av ett elektriskt isolerande material, har sådan tjocklek, att det kan inpassas i den av ett par förbindningstungor 3 avgränsade öppningen (se fig. 2), har sådan höjd att det sträcker sig förbi eller utanför spåret som avgränsas av ett par förbindningstungor 3 och har en sådan bredd att det kan inpassas i två eller flera 10 TS 20 25 30 35 40 454 183 spår avgränsade av förbindningstungorna 3, såsom bäst visas i fíg. 1. Som bäst visas i fig. 2, har distanselementet 41 en sådan tjocklek, att ett par motsatta förbindningstungor b 3 kommer i intim kontakt med varandra och så att de för- bindes elektriskt med varandra, medan distanselementets 42 tjocklek är vald på sådant sätt, att ett par förbindnings- tungor 3 hâlles på avstånd från varandra, varigenom de är elektriskt isolerade från varandra.A spacer element 41 or 42 made of an electrically insulating material, has such a thickness that it can fit into the opening delimited by a pair of connecting tongues 3 (see Fig. 2), has such a height that it extends beyond or outside the groove delimited by a pair of connecting tongues 3 and has such a width that it can be fitted in two or more grooves delimited by the connecting tongues 3, as best shown in fig. As best shown in Fig. 2, the spacer element 41 has such a thickness that a pair of opposite connecting tongues b3 come into intimate contact with each other and so that they are electrically connected to each other, while the thickness of the spacer element 42 is chosen in such a way , that a pair of connecting tongues 3 are kept at a distance from each other, whereby they are electrically insulated from each other.

Ett par förbindníngstungor 3 och det däremellan placerade distanselementet är bultade vid varandra medelst en elektriskt ledande bult 5, såsom visas i fig. 2. Ett par förbindnings= bultade vid varandra förbindningstungor 3 är Bulten 6 har en förbind- ningsdel óa som bildar en elektrisk förbindning mellan ett par av förbindningstungor 3 och ett intilliggande par förbindningstungor 3, såsom bäst visas i fig. 3. Ett par för~ bindningstungor 3 och distanselementet 41 eller 42 är dessutom bultade vid varandra medelst bultar 7. Medelst förbindnings- tungorna 3, distanselementen 41 och 42 och bultarna S, 6 och 7 är således två eller flera halvcirkulära induktionsspole- sektioner mekaniskt och elektriskt förbundna i serie till ett tungor 3 och distanselementet 42 är medelst en bult 6, så att detta par elektriskt isolerade från varandra. induktionsspoleblock som enligt fig. 3 är allmänt betecknat med Z.A pair of connecting tongues 3 and the spacer element placed therebetween are bolted to each other by means of an electrically conductive bolt 5, as shown in Fig. 2. A pair of connecting bolts to each other connecting tongues 3 is The bolt 6 has a connecting part óa which forms an electrical connection between a pair of connecting tongues 3 and an adjacent pair of connecting tongues 3, as best shown in Fig. 3. A pair of connecting tongues 3 and the spacer element 41 or 42 are further bolted to each other by means of bolts 7. By means of the connecting tongues 3, the spacer elements 41 and 42 and the bolts S, 6 and 7 are thus two or more semicircular induction coil sections mechanically and electrically connected in series to a tongue 3 and the spacer element 42 is by means of a bolt 6, so that this pair is electrically insulated from each other. induction coil block which according to Fig. 3 is generally denoted by Z.

Kylvatten bringas strömma från en inloppsledning 8a genom varje halvcírkulär induktionsspolesektíon och utströmmar genom ett utlopp 8b, så att induktionsspolesektionen hindras från att bli överhettad.Cooling water is caused to flow from an inlet line 8a through each semicircular induction coil section and outflows through an outlet 8b, so that the induction coil section is prevented from overheating.

Tre induktionsspoleblock ZA, ZB och ZC, vart och ett innefattande tre cirkulära induktionsspolar, är anordnade intill svetsfogen 1 mellan rören 1A och 1B, såsom visas i fig. 1. Dessa tre induktionsspoleblock 2A-2C är mekaniskt förbundna med distanselementen 41 och 42 genom förbindnings- element 9. Förbindningsbultens 6 förbindningsdel 6a hos ett distanselement 42 hos ett induktionsspoleblock intill an- gränsande distanselement 42 är elektriskt förbundet med in- tilliggande förbindningsbult 6 hos angränsande distans- element 42. På detta sätt är induktionsspoleblocken ZA-2C elektriskt förbundna i serie och bildar induktionsspole- aggregatet 2 (se fíg. 3). 10 15 20 ZS 30 35 40 454 183 Enligt föreliggande uppfinning är avstånden mellan in- duktionsspolarna 21-24 och delningarna hos induktionsspolarna 21-24 valda i beroende av yttre former, väggtjocklekar, material osv. hos rören 1A-1B, så att hela det upphettade_ 9 partiet erhåller en likformig temperaturfördelning. Som ovan beskrivits har därför induktionsspolarna 21-24 olika inner- diametrar. Distanselementen 41 och 42 är dessutom utformade med ett flertal bulthál med liten delning, så att delningen mellan induktionsspolarna 21-24 kan varieras. Alternativt kan bulthålen vara förlängda i horisontell riktning.Three induction coil blocks ZA, ZB and ZC, each comprising three circular induction coils, are arranged adjacent the weld 1 between the tubes 1A and 1B, as shown in Fig. 1. These three induction coil blocks 2A-2C are mechanically connected to the spacers 41 and 42 by connecting element 9. The connecting part 6a of the connecting bolt 6 of a spacer element 42 of an induction coil block adjacent adjacent spacer element 42 is electrically connected to adjacent connecting bolt 6 of adjacent spacer element 42. In this way, the induction coil blocks ZA-2C are electrically connected in series and forms the induction coil unit 2 (see fig. 3). 10 15 20 ZS 30 35 40 454 183 According to the present invention, the distances between the induction coils 21-24 and the divisions of the induction coils 21-24 are selected depending on external shapes, wall thicknesses, materials, etc. of the tubes 1A-1B, so that the entire heated portion obtains a uniform temperature distribution. As described above, therefore, the induction coils 21-24 have different inner diameters. The spacer elements 41 and 42 are also designed with a plurality of bolt holes with a small pitch, so that the pitch between the induction coils 21-24 can be varied. Alternatively, the bolt holes can be extended in the horizontal direction.

Som ovan beskrivits har enligt föreliggande uppfinning índuktionsspoleaggregatet Z ett flertal induktionsspolar 21- 24 med olika innerdiametrar, och förbindningstungorna 3 har olika storlek. Induktionsspolarna med olika innerdíametrar kan hopsättas parallellt med varandra medelst distanselementen 41 och 42, såsom bäst visas i fig. 1.As described above, according to the present invention, the induction coil assembly Z has a plurality of induction coils 21-24 with different inner diameters, and the connecting tongues 3 have different sizes. The induction coils with different inner diameters can be assembled in parallel with each other by means of the spacer elements 41 and 42, as best shown in Fig. 1.

I det följande kommer arbetssättet för induktionsspole- aggregatet Z av ovan angiven konstruktion att beskrivas. Det antages att ett parti hos rören TA och 1B innefattande den däremellan liggande svetsfogen 1, som visas i fig. 1 skall utsättas för den restspänningsfrigörande behandlingen och detta parti kommer hädanefter att benämnas "ett parti skall behandlas". Beroende på den axiella längden hos parti som skall behandlas utväljes ett lämpligt antal organ 41 och 42 och ett antal förbindningselement 9. I syfte att likformigt upphetta det parti som skall behandlas utväljes dessutom ett lämpligt antal induktionsspolar 21-24, vilka var och en har en lämplig innerdiameter, och ett lämpligt antal av varje bult S, 6 eller 7. Därefter ihopsättes dessa valda som det distans- komponenter omkring rören 1A och 1B till ett induktíonsspole- aggregat 2 på ovan beskrivet sätt.In the following, the operation of the induction coil assembly Z of the above construction will be described. It is assumed that a portion of the tubes TA and 1B comprising the intermediate weld joint 1, shown in Fig. 1, will be subjected to the residual stress releasing treatment and this portion will hereinafter be referred to as "a portion to be treated". Depending on the axial length of the portion to be treated, a suitable number of means 41 and 42 and a number of connecting elements 9 are selected. In order to uniformly heat the portion to be treated, a suitable number of induction coils 21-24 are also selected, each having a suitable inner diameter, and a suitable number of each bolt S, 6 or 7. Thereafter, these selected as the spacer components are assembled around the tubes 1A and 1B to an induction coil assembly 2 in the manner described above.

Därpå tillföres energi till induktionsspoleaggregatet 2 för kontroll av att det parti som skall behandlas kan upphettas till att uppvisa en likformig temperaturfördelning. I fall en önskad temperaturfördelning ej kan uppnås måste några av induktionsspolarna eller- slíngorna 21-24 ersättas. Sedan tillföres åter energi till induktionsspoleaggregatet 2 för att man skall kunna se ifall en önskad temperaturfördelning kan uppnås. På detta sätt ändras kombinationen och arrangemanget av induktíonsspolarna 21-24 genom försök (trial-and-error) 10 15 20 ZS 30 35 40 454 185 tills man erhåller ett induktionsspoleaggregat 2 som förmår tillhandahålla en önskad temperaturfördelning över det parti som skall behandlas. , Som ovan beskrivits kan enligt föreliggande uppfinning varje induktionsslinga 21, 22, 23 eller 24 ersättas genom lossning och sedan átdragning av bultarna S, 6 och 7, så att ett optimalt induktionsspoleaggregat, anordnat att tillhanda- hålla en likformig temperaturfördelning över det parti som skall behandlas, enkelt kan monteras omkring rören 1A och 1B.Energy is then supplied to the induction coil assembly 2 to check that the portion to be treated can be heated to exhibit a uniform temperature distribution. In case a desired temperature distribution cannot be achieved, some of the induction coils or loops 21-24 must be replaced. Then energy is again supplied to the induction coil assembly 2 in order to be able to see if a desired temperature distribution can be achieved. In this way, the combination and arrangement of the induction coils 21-24 is changed by trial and error until an induction coil assembly 2 is obtained which is capable of providing a desired temperature distribution over the batch to be treated. As described above, according to the present invention, each induction loop 21, 22, 23 or 24 can be replaced by loosening and then tightening the bolts S, 6 and 7, so that an optimal induction coil assembly, arranged to provide a uniform temperature distribution over the portion to be treated, can be easily mounted around the pipes 1A and 1B.

Antalet induktionsspoleblock ZA-2C kan ökas eller minskas beroende på den axiellt längden hos det parti som skall be- handlas, och det är naturligtvis möjligt att ändra antalet induktionsvärmeslingor hos varje induktionsspoleblock ZA, 2B eller 2C. Dessutom kan som ovan beskrivits innerdiametrarna och delningarna hos induktionsvärmeslingorna ändras alltefter behov.The number of induction coil blocks ZA-2C can be increased or decreased depending on the axial length of the portion to be treated, and it is of course possible to change the number of induction heating coils of each induction coil block ZA, 2B or 2C. In addition, as described above, the inner diameters and divisions of the induction heating coils can be changed as needed.

Med hänvisning till fig. 4 kommer att beskrivas den restspänningsfrigörande behandlingen av en svetsfog 11 mellan ett grenrör 1D och ett rörsäte (weldolet) 1C, en svetsfog 12 mellan rörsätet 1C och ett huvudrör 1A och partier intill dessa svetsfogar 11 och 12. Huvudröret 1A och grenröret 1D har ytterdiametrar om 28 resp. 4 tum.With reference to Fig. 4, the residual stress releasing treatment of a weld joint 11 between a manifold 1D and a pipe seat (weldolet) 1C, a weld joint 12 between the pipe seat 1C and a main pipe 1A and portions adjacent to these welds 11 and 12 will be described. the manifold 1D has outer diameters of 28 resp. 4 inches.

I syfte att ändra den restspänning som föreligger i ytorna hos partierna intill svetsfogen 11 hos grenröret 1D och rörsätet 1C till en tryckspänning, måste ett parti som omgives av den streckprickat utritade linjen X likformigt upp- hettas, så att en väsentligen líkformig temperaturskillnad framkallas mellan de yttre och inre ytorna hos grenröret 1D och rörsätet 1C. (Kylvattnet strömmar genom grenröret 1D och rörsätet 1C, så att deras innerytor kyles.) I detta fall är det svart att upprätta en likformig temperaturfördelning vid ett parti hos grenröret 1D intill svetsfogen 11, varför en restspänningsfrigörande behandling genomföres enligt nedan med en anordning visad i fig. S.In order to change the residual stress present in the surfaces of the portions adjacent to the weld 11 of the manifold 1D and the tube seat 1C to a compressive stress, a portion surrounded by the dashed line X must be uniformly heated so as to produce a substantially uniform temperature difference between outer and inner surfaces of the manifold 1D and the tube seat 1C. (The cooling water flows through the manifold 1D and the pipe seat 1C, so that their inner surfaces are cooled.) In this case, it is black to establish a uniform temperature distribution at a portion of the manifold 1D adjacent the weld 11, so a residual stress releasing treatment is performed below with a device shown in Fig. S.

Enligt föreliggande uppfinning omges en väsentlig del, exklusive svetsfogen 11 ochett till denna angränsande parti av partiet X som skall behandlas av ett induktionsspole- block ZD. Grenröret 1D,rörbasen:1C och ett parti intill svets- fogen 11 är omgivna av ett induktionsspoleblock ZE. Dessa in- duktionsspoleblock 1D och ZE är elektriskt förbundna i serie :i 10 15 20 25 30 35 40 454 183 till ett upphettningsaggtegat.According to the present invention, an essential part, excluding the weld joint 11, is also surrounded to this adjacent portion by the portion X to be treated by an induction coil block ZD. The manifold 1D, the tube base: 1C and a portion adjacent the weld joint 11 are surrounded by an induction coil block ZE. These inductor blocks 1D and ZE are electrically connected in series: in 10 15 20 25 30 35 40 454 183 to a heating unit.

Huvudröret 1A har standardstorlek och standardform, vari- genom för upphettning av detta huvudrör 1A kan vara onödigt att använda upphettningsanordningen enligt föreliggande upp: finning. Induktionsspoleblocket ZE för upphettning av gren- röret är utformat och konstruerat på ett huvudsakligen liknande sätt som det med hänvisning till fig. 1-3 beskrivna. Dvs. induktionsslingorna 25-29 av varierande form och storlek fästes vid och lösgöres från distanselementen 41 och 2 genom försök (trial-and-error) tills en önskad temperaturfördel- ning kan erhållas. Det är naturligtvis möjligt att anordna' i induktionsvärmeblocket ZD i enlighet med föreliggande uppfin- ning på ett huvudsakligen enligt ovan beskrivet sätt. I enlig- het med föreliggande uppfinning är hela induktionsspoleblocket ZE utformat och konstruerat så att det kan separeras från induktionsspoleblocket ZD vid huvudröret 1A. Utrymmet för induktionsspoleblocket 2D motsvarande svetsfogen 11 mellan huvudröret 1A och rörsätet IC är så valt, att induktionsspole- blocket 1E för ett grenrör 1D (omkring 12 tum i diameter) och i rörsätet IC kan förbindas med induktionsspoleblocket ZD.The main pipe 1A has a standard size and standard shape, whereby for heating this main pipe 1A it may be unnecessary to use the heating device according to the present invention. The induction coil block ZE for heating the manifold is designed and constructed in a substantially similar manner to that described with reference to Figs. 1-3. Ie. the induction loops 25-29 of varying shape and size are attached to and detached from the spacers 41 and 2 by trial-and-error until a desired temperature distribution can be obtained. It is of course possible to arrange in the induction heating block ZD in accordance with the present invention in a manner substantially as described above. In accordance with the present invention, the entire induction coil block ZE is designed and constructed so that it can be separated from the induction coil block ZD at the main tube 1A. The space of the induction coil block 2D corresponding to the weld joint 11 between the main tube 1A and the tube seat IC is chosen so that the induction coil block 1E of a manifold 1D (about 12 inches in diameter) and in the tube seat IC can be connected to the induction coil block ZD.

Som ovan beskrivits utväljes på lämpligt sätt enligt före- liggande uppfinning prefabricerade induktionsslingor av varierande storlek och form och förbindes mekaniskt och elek- triskt med distanselementen, så att även de partier som är svära att likformigt uppvärma till följd av lokala variationer i form och väggtjocklek kan likformigt upphettas. Dessutom kan i beroende av huruvida ett större eller mindre parti skall upp- hettas, lämpliga induktíonsslíngor tilläggas eller avlägsnas.As described above, according to the present invention, prefabricated induction loops of varying size and shape are suitably selected and mechanically and electrically connected to the spacer elements, so that even those portions which are difficult to uniformly heat due to local variations in shape and wall thickness can uniformly heated. In addition, depending on whether a larger or smaller batch is to be heated, suitable induction loops can be added or removed.

Spelrummen (avstànden mellan huvudrörets 1A ytterytor, rör- sätet 1C och grenröret 1D à ena sidan och induktionsslingorna ä andra sidan) och delníngarna hos índuktíonsslíngorna kan dessutom väljas optimalt, så att upphettníngen för frigöring av restspänningarna kan avsevärt förbättras och rationaliseras. ° Därigenom kan enligt föreliggande uppfinning undanröjas hittills oundgängliga modellförsök och mätningar av form och storlek hos de föremål som skall behandlas på plats. Vidare ; kan hittills ej ändringsbara spelrum och delningar ändras på Q ett enligt ovan enkelt sätt. Till följd härav kan upphettnings- förfarandet för erhållande av en likformig temperatur genom restspänningsfrigörande behandling genomföras på ett utom- 10 454 183 10 ordentligt rationellt sätt.In addition, the clearances (the distance between the outer surfaces of the main tube 1A, the tube seat 1C and the manifold 1D on one side and the induction loops on the other side) and the divisions of the induction loops can be optimally selected, so that the heating for releasing residual voltages can be considerably improved. Thus, according to the present invention, hitherto unavoidable model tests and measurements of the shape and size of the objects to be treated on site can be eliminated. Further; hitherto non-changeable clearances and divisions can be changed on Q in a simple way as above. As a result, the heating process for obtaining a uniform temperature by residual stress releasing treatment can be carried out in an extremely rational manner.

Det i fig. S visade induktíonsspoleaggregatet kan även utnyttjas för restspänningsfrígörande behandling pà ett aggregat hos vilket ett huvudrör 1A är förenat med ett grenrör IB genom ett munstycke 1E av ínsatstyp (Sweepolet], såsom visas i fig. 6, eller ett aggregat med ett huvudrör 1A och ett vid detta direkt svetsat grenrör 1D, såsom visas i fíg. 7. I fíg. 6 och 7 anger beteckningarna 11, 12 och 13 svetsförband. Som ovan beskrivits kan föreliggande uppfinning tillhandahålla ett förfarande och en anordning för upphett- ning, vilka är mycket verksamma för frigöring av restspän- ningar i svetsfogar och till dessa angränsande partier hos ett rörledningssystem i ett kärnkraftverk under konstruktion eller i drift. 'fThe induction coil assembly shown in Fig. 5 can also be used for residual voltage releasing treatment on an assembly in which a main pipe 1A is connected to a manifold IB by an insert type nozzle 1E (Sweepolet], as shown in Fig. 6, or an assembly with a main pipe 1A and a branch pipe 1D directly welded thereto, as shown in Fig. 7. In Figs. 6 and 7, the designations 11, 12 and 13 indicate welded joints. As described above, the present invention can provide a method and a device for heating, which are very effective for releasing residual stresses in welds and to these adjacent portions of a pipeline system in a nuclear power plant during construction or in operation.

Claims

454 183 11 Patent claims

1. Device for releasing residual stresses of an evetsband in a pipeline by heating by means of induction heating coils intended to enclose pipelines at a distance; at the area of the welded joint, the loops being formed in the form of interconnected loosely connected arcuate sections of electrically conductive material, each of which forms a half-turn nose a coil formed by the loops, characterized in that the induction heating elements ; 22; 23; 24) forming arcuate sections are semicircular and have mutually equal and different radii for adaptation to the outer diameter of the pipeline (1A; 1B) at the area of the welded joint (1), that the two ends of each arcuate section are joined by substantially radial connecting tongues (3) of electrically conductive material, and that the connecting tongues (3) are releasably connected to spaced-apart diet members (41, 42) of electrically insulating material and electrically and mechanically interconnected in such a manner that the arcuate sections are connected in series.

Device according to claim 1, characterized in that the connecting tongues (3) of each induction heating loop (21; 22; 23; 24) are electrically conductive connected to each other at the sections one side and via connecting parts (6a) are electrically conductive connected to the opposite connecting tongues (3) of the adjacent induction heating coils at the other side of the sections.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of induction heating coils (21; 22-24) are connected in blocks by means of associated spacers (41, 42) and in that the blocks are connected at the ends of the diets by means of connecting elements. (9).