SE454888B - Vermebehandlingsforfarande for avlegsnande av restspenningar i en svetsad rorfog - Google Patents

Description

40 454 sas 2 ning; Behandlingen utföres enligt följande: först avkyles rörets inre yta med vätska, under det att endast en del intill den svetsade fogen lokalt uppvärms genom ett lämpligt uppvärm- ningsorgan från utsidan, så att en lämplig temperaturskillnad för avlägsnande av påkänningen ástadkommes mellan den yttre och den inre väggytan hos den uppvärmda delen, varigenom den termiska påkänningen àstadkommes i den uppvärmda delen över sträckgränsen. Därefter avkyles den uppvärmda delen till rums- temperatur, under det att vätskan strömmar genom rörlednings- systemet, så att temperaturskillnaden mellan den yttre och den inre väggytan elimineras. När denna behandling för avlägsnande av restpåkänning utföres i ett rörledningssystem i en verklig anläggning uppstår de nedan angivna problemen.

Pig 1, Z och 3 visar anordningar, som skall vara verksamma för att utföra behandlingen för avlägsnande av restpàkänning hos den svetsade fogen mellan ett huvudrör och ett grenrör, som lutar med en lämplig vinkel, och den svetsade fogen mellan ett grenrör och en rörbas (en rörstruktur består av huvudrör och kort rörliknande grensäte, som har lämplig diameter och lämp- lig väggtjocklek och är svetsat på huvudröret) eller huvudrör och grensarg. (Uttrycket "svetsad fog", som används i denna beskrivning, innefattar svetsade fogar av de ovan beskrivna typerna). Några av dessa anordningar kan emellertid inte er- hålla tillfredsställande borttagning av restpåkänningen. För _ det första är den i fig 1 visade anordningen A uppenbarligen mycket komplicerad med avseende på lindníngstillverkning. Vid den svetsade fogen, som är den viktigaste delen, ändrar dess- utom ett elektriskt strömflöde sin riktning från huvudrörets perifeririktning till grenrörets perifeririktning eller tvärt- om, så att densitetsfördelningen av magnetiskt flöde inte är likformig. Som resultat härav är det svårt att styra tempera- turen, varför det blir svårt att erhålla en likformig tempera- turfördelning. Vidare är de grenrör, som är utsatta för behand- lingen för avlägsnande av restpåkänning, olika med avseende på storlek och form, så att ett grenrör i fullskalemodell mäste iordningställas på basis av uppmätta data och ett induktans- element mâste ändras många gånger på basis av grenrörets fullskalemodell, till dess ett tillfredsställande induktans- element utformats. Sålunda tillverkas ett induktansorgan, som skall användas, genom de så kallade modelltesterna. Som resul- 40 454 888 3 tat härav uppkommer problemet att lång tid och stora kostnader erfordras för att utforma och tillverka en tillfredsställande anordning A.

Den i fig 2 visade anordningen B medför samma problem som de, vilka beskrivits ovan. Någon likformig temperaturfördel- ning kan sålunda inte erhållas. Dessutom är lindningsarrange- manget vid den svetsade fogen| b1 ytterst komplicerat. Såsom resultat av detta är det mycket svårt att reproducera samma an- ordning, varför en likformig temperaturfördelning är svår att uppnå.

För att förbättra möjligheten att styra temperaturen ärg i denna anordning B, ferromagnetiska element b4, bs inplacera- de mellan rören och lindningen vid de punkter bz och bg, vid vilka det elektriska strömflödets riktning ändras, så att en likformig temperaturfördelning kan erhållas. För att utforma och konstruera anordníngen B erfordras modelltester liksom vid den ovan under hänvisning till fig 1 beskrivna anordningen A, varigenom de ferromagnetiska elementensb4, bs storlek och läge bestämsi I samband med den i fig 3 visade anordningen C är en ledare C1 koncentriskt lindad kring ett grenrör för att täcka detsamma och därvid är ledaren så lindad att den täcker huvud- röret. Anordningen C skiljer sig från anordningarna A och B i detta avseende. Ledaren C1 är lindad runt huvudröret för att inte helt täcka detta, varför en undre del CZ av huvudröret, vilken del befinner sig på andra sidan om grenröret, inte uppvärms. Sàsom resultat härav elimineras inte påkänningen och påkänningen i den svetsade fogen ändras från tryckpåkänning till dragpàkänning, så att effekterna av behandlingen för av- lägsnande av restpàkänning reduceras.

Sammanfattningsvis kan sägas att det förhållandet, att den svetsade fogen och en förutbestämd del intill den svetsade fogen, inklusive en zon, i vilken ingen restpåkänníng åstad- kommes, inte uppvärms helt ogynnsamt påverkar behandlingen för avlägsnande av restpàkänning. Antag att exempelvis en rörbas W, som visas i fig 4 (I), fullständigt och likformigt upp- värms av en lindning K och att den inre ytan av huvud- och gren- rören avkyls av ett kylmedel. Därvid åstadkommes dragpàkän- ning mittemot restpàkänningen vid de yttre ytorna av huvud- och grenrören, under det att tryckpåkänningen àstadkommes vid 454 888. 4 de inre ytor av huvud- och grenrören, vilka bildar basen W.

Låt r beteckna radien till mitten av grenrörets vägg; låt tï beteckna grenrörets väggtjocklek; låt R beteckna huvudrörets radie; och låt tjockleken t1/r << 1. Antag nu att rörbasen W kan uppdelas i grenröret W1 och huvudröret W2, såsom visas i fig 4 (II). På ändarna W3 och W4 verkar det nedan angivna momentet Mo MO = tz - E - a - A'T 12(1 -4) där E: Young's modul, x W: linjär utvidgningskoefficíent AT: temperaturskillnad mellan ytter- och innerytor samt J: Poissons tal likadant i de av pilarna angivna riktningarna. Vid rörbasens W svetsade fog balanseras i praktiken momentet Mo, så att den ovan beskrivna påkänningen åstadkommes. _ När ett grenrör uppvärms likformigt men ett huvudrör upp- värms partiellt skiljer sig ett böjmoment, som verkar på gren- röret, från det böjmoment, som verkar på huvudröret. Som resultat härav omintetgöres balansen mellan momenten Mo, så att den svetsade fogen vid huvudrörets sida attraheras till gren- röret och dragpåkänningen âstadkommes vid den svetsade fogens inre yta. Sålunda är behandlingen för avlägsnande av restpå~ känhing ineffektiv.

I betraktande av det ovanstående har föreliggande uppfin- ning till ändamâl att åstadkomma ett uppvärmningsförfarande och en uppvärmningsapparat, som väsentligt kan eliminera ovan- stående och andra problem, som uppstår vid den konventionella processen för avlägsnande av restpåkänníng, varvid såväl temperaturstyrningen som lindningsarrangemanget kan förenklas för förbättrande av effekterna av behandlingen för avlägsnande av restpåkänning. h t Ovanstående och andra syften, verkningar, egenskaper och fördelar med uppfinningen kommer att framgå närmare av den följande beskrivningen avseende en föredragen utföringsform av uppfinningen i samband med den bifogade ritningen.

Kort beskrivning av ritningen Pig 1, 2 och 3 visar perspektivvyer av motsvarande 40 s 454- 888 konventionella anordningar.

Fig 4 (I) och 4(II) visar vyer, som används för att för- klara föreliggande uppfinnings grundläggande princip.

Pig 5 visar en sidovy av en föredragen utföringsform för att realisera uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av den föredragna utföríngsformen Kortfattat uttryckt uppvärms, enligt föreliggande uppfin- ning, inte endast ett huvudrör och ett grenrör utan även den mellanliggande svetsade fogen fullständigt och likformígt eller väsentligen likformigt, så att de problem, som uppstår vid den konventionella processen och apparaten vid behandling för av- lägsnande av restpàkänning elimineras. a Enligt fig 5 innefattar nu ett rör med ett grenrör, generellt angivna med hänvisningsbeteckningen 1, ett huvudrör 2, ett rörsäte 3, som är fastsvetsat på huvudröret 2 vid 4, samt ett grenrör 5, som är fastsvetsat på rörsätet 3 vid 6. Såsom beskrivits ovan àstadkommes restspänning i de svetsade fogarna 4 och 6.

Vid föreliggande uppfinning används en högfrekvent induk- tionsuppvärmningslindning 7 för att utföra behandlingen för avlägsnande av restspänning hos huvud- och grenrörenheten 1.

Lindningen 7 är så utformad att den omger de svetsade fogarna 4 och 6, en förutbestämd del av huvudröret 2 intill den svetsade fogen S samt en förutbestämd del av grenröret 5 intill den svetsade fogen 6. För att lindningen 7 skall kunna fast- sättas på huvud- och grenrörenheten 1 i en kärnkraftanläggning under uppbyggnad eller i drift är lindningen 7 genom ett plan, som innehåller huvudrörets 2 axellinje, delad i en övre sektion 8 och en undre sektion 9 och den övre sektionen 8 är vidare uppdelad i en grenrörsektion 10 och en huvudrörsektion 11.

Både grenrörsektionen 10 och huvudrörsektionen 11 är vidare uppdelade i två halvor i vertikal riktning. För att erhålla en likformig eller väsentligen likformig magnetflödesdensitet vid zoner, som omges av induktionsuppvärmningslindningen 7, när den senare är aktiverad, är líndníngssektionerna utdragna ~ periferiskt över rörsätet J och grenröret 5 och utdragna koncentriskt eller spiralformigt från grenröret över huvudröret Z. Vidare är dessa induktionsuppvärmningslindningssektioner så anordnade, att den elektriska strömmen flyter i samma riktning i alla zoner.

ZS 40 454 ass 1 6 Induktionsuppvärmningslindningen 7 innefattar därför ett flertal lindningssektioner (inte visade), som är uppdelade på det ovan beskrivna sättet. Varje lindningssektion har en form, som är avsedd att passa till den del, som lindningen uppvärmer, och den är tillverkad av ett rör eller liknande, vilket har hög elektrisk ledningsförmåga. I praktiken är alla lindníngssektio- ner, som är avsedda att passa till en huvud- och grenrörenhet 1, vilken är utsatt för behandlingen för avlägsnande av rest- påkänning, utvalda samt mekaniskt och elektriskt hopkopplade med varandra via hopkopplingsenheter 12, så att den elektriska strömmen passerar genom dessa líndningssektioner i samma rikt- ning. Om, dessutom, så erfordras tvingas ett kylmedel att strömma genom huvud- och grenrören 2 och 5. Dessutom kan in- duktionsuppvärmningslindningen 7 förstärkas med ett lämpligt isoleringsmaterial, som har en önskad hållfasthetsgrad.

Hopkopplingsenheterna 12 kan elimineras och de lindnings- sektioner, som bildar den högfrekventa induktionsuppvärmníngs- líndningen 7, kan serie- eller parallellkopplas så länge som den elektriska strömmen flyter genom varje spolsektion i samma riktning. Med andra ord flyter den elektriska strömmen i samma riktning genom de intill varandra befintliga lindningssektio- nerna.

Den högfrekventa induktionsuppvärmningslindningen 7, sam- mansatt på det ovan beskrivna sättet, är fastsatt på en huvud- och grenrörenhet 1 för att utföra behandlingen för avlägsnande av restpåkänning. Först anordnas líndningssektíonerna 8, 9, 10 och 11 på huvud- och grenrörenheten 1 och de anslutes elektriskt till varandra via hopkopplingsenheterna 12 på det ovan beskrivna sättet, varigenom huvud- och grenrörenheten 1 omges av den högfrekventa induktionsuppvärmningslindningen 7.

Om så erfordras kan kylvatten tvingas att strömma genom in- duktionsuppvärmningslindningen 7. Såsom beskrivits tidigare kan lindningen 7 åstadkomma en likformig täthetsfördelning av magnetiskt flöde över en förutbestämd del, inklusive de svetsade fogarna 4 och 6, så att den förutbestämda delen kan uppvärmas líkformigt till en önskad temperatur. Såsom resul- tat av detta kan den genom svetsning åstadkomna restspänningen bli bättre.

Enligt föreliggande uppfinning är den högfrekventa induk- tíonsuppvärmningslindningen 7 enkel till sin konstruktion och den innefattar ett flertal lindningssektioner, vits ovan, 454 888 såsom beskri~ så att noggranna temperaturstyrningar möjliggöres för huvud- och grenrörenheter med olika storlek och form.

Det torde inses att anordningen för att realisera före- liggande rörenhet huvudrör den lika den typ, rör. uppfinning inte är begränsad till en huvud- och gren- av den typ, där en rörbas är fastsvetsad på ett och ett grenrör är fastsvetsat pà rörbasen utan att gärna kan appliceras på en huvud~ och grenrörenhet av där ett grenrör är direkt fastsvetsat på ett huvud- Såsom beskrivits ovan kan föreliggande uppfinningpge ett uppvärmningsförfarande som är mycket effektivt vid avlägsnande av restpàkänning i de svetsade fogarna hos en huvud- och gren- rörenhet.

Claims (1)

1. 454 888 g, Patentkrav Uppvärmningsförfarande för avlägsnande av restspänning i en svetsad fog (4 eller 6) mellan huvud- och grenrör (2, 5) av den typ, där en del av desamma, inklusive den svetsade gegen <4 eller 6) mellan huvud- och grenrören (2, 5), omges av en högfrekvent induktionslindning (7) och lindningen aktiveras för att uppvärma nämnda del, varigenom restpàkänning i den svetsade fogen avlägsnas, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar stegen att dela den högfrekventa induktions- lindningen axiellt hos huvudröret (2) för bildande av en övre och en undre lindningssektion (8 resp. 9) samt även axiellt hos grenröret (5) för bildande av en första och en andra sektion (10 respektive 11), att montera var och en av nämnda spolsektioner på en motsvarande del av huvud- och grenrören (2, 5) för att täcka hela periferiytomradet hos bade nämnda huvudrör (2) och grenrör (5) intill den svetsade fogen för att passa till hela periferin av nämnda för uppvärmning avsedda del hos huvudröret och grenröret, inklusive den mellanliggande evetsade fogen, samt att arrangera samtliga lindningssektioner pa huvudröret och grenröret, sa att elektrisk ström, som passerar genom lindningssektionerna, kommer att passera i samma riktning genom desamma, att sammankoppla lindnings- sektionerna och att bringa ström att passera genom desamma, samt att upprätta en väsentligen likformig densitetsfördelning av magnetiskt flöde över nämnda hela periferiytomrade hos nämnda huvud- och grenrör, inklusive den mellanliggande evetsade fogen, varigenom nämnda hela periferiytomrade hos nämnda huvud- och grenrör, inklusive den mellanliggande svetsade fogen uppvärms väsentligen likformigt till önskad temperatur. f..