一种防止核电厂管道焊接变形的装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种防止核电厂管道焊接变形的装置及方法，所述装置包括支撑架、固定在支撑架上的固定平台、与固定平台可活动连接的顶升机构以及与固定平台可拆卸连接的夹具。在焊接之前，将开设有接管座孔的管道固定在固定平台上，然后通过顶升机构对管道施加与焊接应力大小相等、方向相反的外力，使管道产生与焊接变形幅度相同、方向相反的预变形，以便在管道焊接接管座后消除焊接变形，因此，焊接之后不需要进行变形校正，节约了工期，在提高施工效率的同时，施工成本也较低，满足对核电厂施工质量、进度和成本的要求，从而解决了现有技术中对已发生焊接变形的管道进行人工校正的方法效率低，维护成本高，工程质量差的技术问题。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及核电厂建造施工【技术领域】，尤其涉及一种防止核电厂的管道在焊接过 程中变形的装置及方法。 -种防止核电厂管道焊接变形的装置及方法
【背景技术】
[0002] 在核电厂管道施工过程中，温度、压力（压差）、流量等测点管线一般通过接管座 与管道连接，在管道预制过程中，一般先在管道上开出接管座的焊接孔，再将接管座焊接 到已开好焊接孔的管道上。由于接管座一般为非对称形状，因此接管座焊接一般也为单侧 不对称焊接。由于焊接时一般不会也不可能将管道温度预热到焊接温度，管道预热温度与 管道焊接温度就会产生温度差，管道和焊缝的冷却收缩就不一致，这样焊缝就产生了较大 的焊接应力，导致管道出现较为明显的焊接变形，对较小管道的焊接变形尤为突出。
[0003] 但是，目前核电厂对管道焊接接管座时出现管道变形并没有行之有效的预防措 施，不能进行事前有效预防，只能事后对已发生焊接变形的管道进行人工或机械校正。对已 发生焊接变形的管道进行人工或机械校正需要投入大量的人力、物力和时间，而且管道愈 大愈难进行校正，极大的影响了核电厂管道预制的速度，影响核电厂工程施工进度，同时人 工或机械校正法会使金属材料因冷作硬化而变脆并产生附加应力，对工程施工质量也产生 了不利影响。其主要缺点是工作效率低，维护成本高，工程质量差，不能满足对核电厂施工 质量、进度和成本的要求。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中核电厂管道在焊接接管座时极易出现焊接变形，而人工或机 械校正管道变形的方法效率低，维护成本高，工程质量差，不能满足对核电厂施工质量、进 度和成本要求的技术问题，本发明提供一种新的防止核电厂管道焊接变形的装置及方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：提供一种防止核电厂管道焊接变 形的装置，其特征在于，所述装置包括支撑架、固定在所述支撑架上的固定平台、与所述固 定平台可活动连接的顶升机构以及与所述固定平台可拆卸连接的用于固定所述管道的夹 具，所述顶升机构可相对于所述固定平台移动，并可选择性地顶升所述管道的焊接处对应 的位置以抵消焊接时的焊接应力。
[0006] 进一步的，所述固定平台水平固定在所述支撑架上，所述顶升机构可相对于所述 固定平台在坚直方向移动。
[0007] 进一步的，所述顶升机构包括位于所述固定平台上方的顶升板、焊接在所述顶升 板下表面的至少两个第一螺栓以及与所述每个第一螺栓配合使用的至少一个第一螺帽。
[0008] 进一步的，所述顶升板下表面间隔焊接有四个所述第一螺栓，每个所述第一螺栓 螺纹连接有一个所述第一螺帽，所述四个第一螺栓分布在所述顶升板的四角，并相对于所 述顶升板呈中心对称设置。
[0009] 进一步的，所述固定平台开设有贯穿孔，所述第一螺栓由所述固定平台的上表面 插入所述贯穿孔中，所述第一螺帽在所述固定平台下表面与所述第一螺栓螺纹连接，所述 顶升板高于所述固定平台的高度可通过旋转所述第一螺帽在所述第一螺栓上的位置进行 调节。
[0010] 进一步的，所述固定平台包括两根凹槽背对设置的槽钢以及焊接在所述两根槽钢 上的连接板，所述两根槽钢对称开设有贯穿孔，所述贯穿孔包括形成在所述槽钢上腿上的 开孔和形成在所述槽钢下腿上的开孔，所述第一螺栓由所述槽钢上腿的开孔贯穿插入所述 槽钢下腿的开孔中，所述第一螺帽在所述槽钢的下腿处与所述螺栓螺纹连接。
[0011] 进一步的，所述夹具包括可箍住所述管道的抱箍以及将所述抱箍可拆卸地连接到 所述固定平台上的第二螺帽，所述抱箍为半包围的大致呈半圆形的结构，所述抱箍的两端 从所述固定平台的上表面插入开设在所述固定平台上的固定孔中，并通过所述第二螺帽固 定。
[0012] 进一步的，所述支撑架包括两对分叉的支腿以及焊接在所述两对分叉的支腿上的 横梁，所述固定平台通过第二螺栓固定在所述横梁上。
[0013] 本发明还提供一种应用以上任意所述的防止核电厂管道焊接变形的装置防止核 电厂管道焊接变形的方法，所述装置包括支撑架、固定在所述支撑架上的固定平台、与所述 固定平台可活动连接的顶升机构以及与所述固定平台可拆卸连接的用于固定所述管道的 夹具，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0014] S1、在需要焊接接管座的管道上开设接管座孔；
[0015] S2、将开设有接管座孔的管道固定在所述防止核电厂管道焊接变形的装置上，并 将所述管道的对应所述接管座孔的部分对准所述顶升机构；
[0016] S3、调整所述顶升机构相对于所述固定平台的高度，对所述管道的对应所述接管 座孔的部分施加与焊接接管座时的焊接应力大小相等，方向相反的外力；
[0017] S4、将接管座焊接在所述管道上；
[0018] S5、焊接完成后，解除在步骤S3中施加在管道上的外力，并将管道从所述装置上 取下。
[0019] 进一步的，所述步骤S2还包括以下步骤：
[0020] S21、将开设有接管座孔的管道放置在所述装置的固定平台上，使所述顶升机构对 准所述管道的对应所述接管座孔的部分；
[0021] S22、用所述装置的夹具将所述管道可拆卸地固定在所述固定平台上。
[0022] 进一步的，所述顶升机构包括位于所述固定平台上方的顶升板、焊接在所述顶升 板下表面的至少两个第一螺栓以及与所述每个第一螺栓配合使用的至少一个第一螺帽，所 述步骤S3还包括以下步骤：
[0023] S31、旋转所述顶升机构的第一螺帽，使所述第一螺栓高于所述固定平台上表面的 部分变长，使所述顶升板高于所述固定平台上表面的高度增加；
[0024] S32、当所述顶升板与所述管道接触后，根据施工经验和工艺经验继续旋转所述第 一螺帽，使顶升板对所述管道施加与所述焊接应力方向相反的外力，直到所述外力与焊接 应力大小相等。
[0025] 采用上述技术方案以后，本发明可获得以下有益技术效果：本发明提供的防止核 电厂管道焊接变形的装置及方法可以在接管座焊接在管道上之前对管道进行相关控制，即 先将管道固定在装置上，然后操作位于在管道对应接管座孔的位置的顶升机构，顶升机构 可以给管道施加与焊接应力大小相等、方向相反的外力，使管道产生与焊接变形幅度相同、 方向相反的预变形，以便在管道焊接接管座后消除焊接变形，因此，焊接之后不需要进行变 形校正，克服了事后对已发生焊接变形的管道进行人工校正的缺陷，提高了工程质量，节约 了工期，并且，本发明提供的防止核电厂管道焊接变形的装置结构简单，材料便宜，因此，在 提高施工效率的同时，施工成本也较低，满足对核电厂施工质量、进度和成本的要求，从而 解决了现有技术中核电厂管道在焊接接管座时极易出现焊接变形，而人工或机械校正管道 变形的方法效率低，维护成本高，工程质量差的技术问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 下面将结合附图及实施例对本发明的实施方式作进一步说明，附图中：
[0027] 图1是本发明涉及的防止核电厂管道焊接变形装置的立体结构示意图；
[0028] 图2和图3分别是本发明涉及的防止核电厂管道焊接变形装置的不同方位的平面 结构示意图；
[0029] 图4是图2中A-A方向的剖面图；
[0030] 图5是本发明涉及的防止核电厂管道焊接变形的方法流程图。
【具体实施方式】
[0031] 为了解决现有技术中核电厂管道在焊接接管座时极易出现焊接变形，而人工或机 械校正管道变形的方法效率低，维护成本高，工程质量差，不能满足对核电厂施工质量、进 度和成本要求的技术问题，本发明采用的主要技术方案为：采用一种防止核电厂管道焊接 变形的装置，在将接管座焊接到管道上之前，对管道进行预处理，具体的，通过操作位于管 道对应接管座孔的位置的顶升机构，使顶升机构对管道施加与焊接应力大小相等、方向相 反的外力，从而使管道产生与焊接变形幅度相同、大小相等的预变形，以便综合焊接操作时 管道出现的焊接变形。
[0032] 下面结合具体的附图对本发明的实施方式做具体的描述。
[0033] 图1所示是本发明涉及的防止核电厂管道焊接变形装置的立体结构示意图，图2 和图3分别是本发明涉及的防止核电厂管道焊接变形装置的不同方位的平面结构示意图， 为了便于说明本发明的技术方案，本发明的附图中均示出了固定在防止核电厂管道焊接变 形装置的管道，另外，本发明中出现的表示方位的描述均是在图2中所示的防止核电厂管 道焊接变形装置处于正常使用状态下为基准的。
[0034] 从图1和图2中可以看出，防止核电厂管道焊接变形的装置包括支撑架10、固定在 支撑架10上的固定平台20、与固定平台20可活动连接的顶升机构30以及与固定平台20 可拆卸连接的用于固定管道1的夹具40。
[0035] 核电厂中管道1的长度一般都较长，且需要设置多个检测流量、压力或温度的检 测点，也即是需要多个通过接管座引出的测点管线。若仅设置一个支撑架10支撑管道1，管 道1会因长度过长支撑不够而产生变形，导致对管道1进行的任何操作都不方便，因此，为 了管道1的支撑更加稳定，焊接接管座的操作更加方便，防止核电厂管道焊接变形装置的 支撑架10优选为至少设置两个。结合图1和图2,本实施例中的支撑架10包括间隔一定 距离设置的两对分叉的支腿11以及支撑在两对分叉的支腿11上的横梁12,本实施例中， 横梁12优选为槽钢，槽钢的平面朝上，凹槽朝下，以便保证支撑架10表面的平整，也方便在 凹槽内与支腿11焊接。采用槽钢作为横梁12,取料简单，无需进行其他的选材和设计，当 然在其他的变形例中，横梁12也可以用其他的大致板状的部件代替，保证横梁12足够的刚 性即可。两对支腿11的高度相同，使得横跨在两对支腿11上的横梁12处于水平状态，每 对支腿11交叉相交，支撑更加稳定，横梁12支撑在每对支腿11相交的位置，并焊接在支腿 11上，使得支撑架10更加稳定。
[0036] 固定平台20包括两根凹槽背对设置的槽钢21以及焊接在两根槽钢21上的连接 板22。本实施例中，连接板22优选设置为4块，其中两块分别焊接在两根槽钢21的两端 部，用于连接两块槽钢21，增强固定平台20的刚性，另外两块连接板22与两根槽钢21的上 腿211焊接，并相隔一定距离，两根槽钢21的上腿211的上表面和连接板22形成了固定平 台20的上表面20a。本实施例采用两根槽钢21间隔一定的距离背对设置，并使用连接板 22将两块槽钢21焊接起来，使固定平台20内部中空，既保证了固定平台20较强的刚性，又 在一定程度上减轻了其重量，方便操作，节约材料。在实际应用中，可以根据管道1的长度 及重量设置连接板22的个数，例如增加焊接在槽钢21上腿211之间的连接板22的数量， 以便稳定支撑长度更长、重量更大的管道。
[0037] 图3所示为本发明涉及的防止核电厂管道焊接变形装置的侧面图，固定平台20通 过第二螺栓23固定在支撑架10上，具体的，参考图2和图3,固定平台20和支撑架10的横 梁12上分别对应开设有螺栓孔，第二螺栓23穿过该螺栓孔，最后再旋紧第二螺帽将固定平 台20固定在横梁12上。本实施例中，螺栓孔开设在槽钢21的下腿212上，将固定平台20 固定在横梁12上时，分别在下腿212的上表面和横梁12的槽内各设置一个第二螺帽，以起 到良好的固定作用。
[0038] 图4为图2中A-A方向的剖面图，图中示出了顶升机构30的结构，结合图1和图 2,顶升机构30包括位于固定平台20上方的顶升板31、焊接在顶升板31下表面的至少两个 第一螺栓32以及与每个第一螺栓32配合使用的至少一个第一螺帽33。顶升机构30与固 定平台20可活动地连接，顶升机构30可相对于固定平台20在坚直方向上移动，并选择性 地顶升所述管道的焊接处对应的位置以抵消焊接时的焊接应力。具体的，固定平台20开设 有贯穿孔24,贯穿孔24的孔径与第一螺栓32的直径相当，顶升机构30的第一螺栓32由固 定平台20的上表面20a插入贯穿孔24中。
[0039] 本实施例中，顶升机构30的第一螺栓32优选设置为两个，每个第一螺栓32螺纹 连接一个第一螺帽33,两个第一螺栓32间隔焊接在顶升板31的下表面，并相对于顶升板 31的平行于管道1延伸方向的中心线对称设置，对应的，固定平台20的贯穿孔24在两根槽 钢21上对称设置，即两根槽钢21的贯穿孔24相对于槽钢21长度延伸的方向轴对称，也即 是两个贯穿孔24相对于顶升板31的平行于管道1延伸方向的中心线对称设置，以便当顶 升机构30对管道1施加外力时，保持顶升板31的水平方向设置，从而防止顶升板31施加 到管道1上的外力偏移管道中心，并保持外力的大小均衡、方向一致性，从而更好的抵消管 道焊接接管座时出现的焊接应力。更为优选的方案是，在顶升板31的下表面间隔焊接四个 第一螺栓32,每个第一螺栓32螺纹连接一个第一螺帽33,四个第一螺栓32分布在顶升板 31的四角，并相对于顶升板31呈中心对称设置。不仅能够增加顶升板31的水平放置稳定 性以更好地抵消焊接应力，还能够增强顶升机构30的刚性，提高其顶升的强度。在其他的 变形例当中，每个第一螺栓32可以螺纹连接有两个第一螺帽33,以增加顶升机构30支撑的 强度和稳定性。
[0040] 每个贯穿孔24包括形成在槽钢21上腿211上的开孔和形成在槽钢21下腿212 上的开孔，每个槽钢21的上腿211和下腿212上的开孔在坚直方向上对应，使得当顶升机 构30的第一螺栓32插入到贯穿孔24时保持坚直的状态，便于第一螺栓32在贯穿孔24中 相对于固定平台20在坚直方向上移动。第一螺帽33在槽钢21的下腿212处与第一螺栓 32连接，第一螺帽33可以固定在下腿212的下表面或者固定在位于槽钢21凹槽内的下腿 212的上表面，便于后续对第一螺帽33进行操作。顶升板31呈板状，以保证施加到管道1 上的外力的均衡性，顶升板31位于固定平台20上方，第一螺栓32焊接在顶升板31的下表 面，顶升板31通过第一螺丝32和第一螺帽33可活动地连接在固定平台20上，具体地，当 用户按照一定的方向（比如顺时针）旋转第一螺帽33时，第一螺栓32可相对固定平台20 向上移动，使位于固定平台20上方的顶升板31逐渐远离固定平台20,反之，当用户按照相 反的方向（比如逆时针）旋转第一螺帽33时，第一螺栓32可相对固定平台20向下移动， 使顶升板31逐渐靠近固定平台20。
[0041] 夹具40包括可箍住管道1的抱箍41以及将抱箍41可拆卸地连接到固定平台20 上的第三螺帽42。本实施例中，抱箍41为半包围的大致呈半圆形的结构，其直径大小与管 道1的直径大小相当。抱箍41横跨在管道1上之后，其两端可以插入形成在固定平台20 上的固定孔中，抱箍41的两端形成有外螺纹，相当于第三螺栓，第三螺帽42可在槽钢21上 腿211位于凹槽内的下表面与抱箍41两端的外螺纹螺纹连接，进而将管道1固定在固定平 台20上；当对管道1的操作完成后，需要将管道1从固定平台20上拆卸下来，用户只需要 旋转第三螺帽42,解除第三螺帽42与抱箍41之间的连接，从而夹具40可从固定平台20上 拆卸下来。为了加强管道1与固定平台20之间的固定效果，可以设置多个夹具40,本实施 例中，防止核电厂管道焊接变形的设置有四个夹具40。
[0042] 本实施例中的防止核电厂管道焊接变形的装置中使用的材料主要为钢，例如固定 平台20的连接板22为钢板，与槽钢21焊接后，能够提供足够的刚性，以固定管道1，为顶升 机构30的工作提供条件；顶升机构30的顶升板31也为钢板，具有较强的刚性和硬度，能够 在外力作用下顶起部分管道1，对管道1施加外力，使管道1产生一定的预变形。由于本发 明的技术方案应用环境是核电厂，核电厂的管道长度及外径较大，重量大，因此，对支撑管 道并对管道进行操作的装置的刚性要求较高，而钢材料满足以上要求，同等强度的刚性前 提下，钢的价格相对便宜，因此是优选的材料。
[0043] 需要指出的是，以上仅为本发明涉及的防止核电厂管道焊接变形装置的一个实施 例的技术方案，在其他的变形例中，固定平台可以是由四条钢片焊接或一体成型的空心钢 架，同样可以保证装置的刚性，节约材料。固定平台上开设有分别与支撑架10、顶升机构30 和夹具40配合的开孔。与支撑架10配合的开孔可以仅仅开设在固定平台的下表面上，支 撑架10及固定平台通过螺钉固定连接，具体为螺钉从支撑架10的横梁12的下表面向上依 次插入横梁12和固定平台上的开孔，并逐渐旋紧。与顶升机构30配合的开孔为贯穿固定 平台上表面和下表面的贯穿孔，顶升机构30的第一螺栓32从固定平台的上表面插入该贯 穿孔中，并从下表面穿出，第一螺帽33在固定平台的下表面与第一螺栓32连接，用户同样 可以通过旋转第一螺帽33调节顶升板31与固定平台上表面之间的距离。与夹具40配合 的开孔可以贯穿整个固定平台，也可以仅开设在固定平台的上表面上，连接抱箍41和固定 平台的第三螺帽安装在固定平台的上表面，夹具40的抱箍41依次穿过第三螺帽、开孔，并 旋紧第三螺帽。
[0044] 在其他的变形例中，夹具包括大致呈环型的抱箍以及螺栓，抱箍由两个通过螺栓 可拆卸连接的两个半圆形的部分构成，该夹具在固定管道1时，上面的半圆形部分跨接管 道，下面的半圆形部分跨接固定平台，两部分通过螺栓连接，同样可以实现将管道1固定在 固定平台上。
[0045] 在其他的变形例中，需要对正在施工的管道焊接接管座，管道的延伸方向可能为 坚直的，这种情况下，固定平台以坚直的方向固定在支撑架上，顶升机构固定在固定平台 上，顶升机构可相对于固定平台在水平方向上移动，对管道的顶升方向也为水平方向。在 另外的变形例中，管道的延伸方向可能为倾斜的，此时顶升机构的移动方向也是倾斜的，因 此，不管管道在那种状态，顶升机构的移动方向为垂直于管道延伸的方向，以便对管道施加 与焊接应力方向相反、大小相等的外力。
[0046] 下面具体介绍采用以上所述的防止核电厂管道焊接变形的装置防止核电厂管道 焊接变形的方法。
[0047] 图5所示是本发明涉及的防止核电厂管道焊接变形的方法流程图，该方法包括以 下步骤：
[0048] S1、在需要焊接接管座的管道1上开设接管座孔2,结合图1，管道上开设有接管座 孔2,用于焊接接管座3 ;
[0049] S2、将开设有接管座孔2的管道1固定在防止核电厂管道焊接变形的装置上，并将 管道1的对应接管座孔2的部分对准顶升机构30 ;
[0050] 步骤S2还包括以下步骤：
[0051] S21、将开设有接管座孔的管道放置在防止核电厂管道焊接变形的装置的固定平 台20上，使顶升机构30对准接管座孔2 ;在这一步骤中，管道1放置在固定平台20的中心， 使两根槽钢21相对于管道1对称。
[0052] S22、用防止核电厂管道焊接变形的装置的夹具将管道可拆卸地固定在所述固定 平台上。在这一步骤中，首先将夹具40的抱箍41跨接在管道1上，将管道1箍住，抱箍41 的两端从固定平台20的上表面20a插入到固定平台20的固定孔中，旋紧第三螺帽42。本 实施例中，第三螺帽43在槽钢20上腿211位于凹槽内的下表面处与抱箍41的两端连接， 从而将管道1可拆卸地固定在固定平台20上。由于用户可以通过旋转第三螺帽43,解除第 三螺帽43与抱箍41之间的连接，管道1又可以从固定平台20上拿下来，因此，管道1和固 定平台20之间的连接为可拆卸式的。
[0053] S3、调整顶升机构30相对于固定平台的高度，对管道的对应于接管座孔的部分施 加与焊接接管座时的焊接应力大小相等，方向相反的外力；该外力的大小需要工人根据施 工经验和工艺经验进行把握。
[0054] 步骤S3还包括以下步骤：
[0055] S31、旋转顶升机构30的第一螺帽33,使第一螺栓32高于固定平台20上表面20a 的部分变长，使顶升板31高于固定平台20上表面20a的高度增加；在这一步骤中，可以沿 着一定的方向（比如顺时针）旋转第一螺帽33时，第一螺栓32可相对固定平台20向上移 动，使位于固定平台20上方的顶升板31逐渐远离固定平台20。
[0056] S32、当顶升板31与管道1接触后，根据施工经验和工艺经验继续旋转第一螺帽 33,使顶升板31对管道1施加与焊接应力方向相反的外力，直到该外力与焊接应力大小相 等。本实施例中，参考图1和图2,接管座孔2位于管道1的上部，在焊接接管座3时，会在 管道1上的对应于焊接的部分产生一定大小的方向坚直向下的焊接应力，在该焊接应力作 用下，管道1会产生趋向于焊接应力方向的焊接变形。而熟练于管道焊接的施工工人和技 术人员凭借多年的施工经验和工艺经验对管道焊接时会出现的焊接应力大小和焊接变形 幅度的大小有准确的判断。在顶升板31与管道1接触后，继续旋转螺帽33,使顶升板31对 管道1施加外力，该外力的方向坚直向上，与焊接应力的方向相反，至于该外力施加的大小 需要操作人员凭经验进行把握，直到该外力与焊接应力大小相等。此时，管道1会产生一定 的预变形，该预变形与焊接变形的幅度相同、方向相反，如图2中所示，预变形为向上弯曲 变形一定弧度。
[0057] S4、按照焊接工艺的要求将接管座3焊接在管道1上；本实施例中，优选的焊接方 式为电焊，电焊的精度较高，环境条件要求较低，且管道变形小，适合应用于核电厂管道的 焊接。
[0058] S5、焊接完成后，解除在步骤S3中施加在管道上的外力，并将管道1从防止核电厂 管道焊接变形装置上取下。此步骤中，可以沿着与步骤S31中方向相反的方向（例如逆时 针）旋转顶升机构30的第一螺帽33,第一螺栓32可相对固定平台20向下移动，使位于固 定平台20上方的顶升板31逐渐靠近固定平台20,直到与固定平台20的上表面20a接触， 顶升机构30对管道1的顶升外力解除。然后，旋转夹具40的第三螺帽42,使第三螺帽42 与抱箍41之间的接合解除，取下抱箍41，最后将管道1从固定平台20上取下。
[0059] 从以上过程可以看出，顶升机构30的第一螺帽33在第一螺栓32上的不同位置可 以决定顶升机构30的顶升板31是否顶升管道1对应接管座孔2的位置，S卩，顶升机构30可 以选择性地顶升管道1的对应接管座孔2的位置，以抵消焊接过程中出现的焊接应力。由 于焊接过程中管道1产生的焊接变形被焊接之前施加到管道1上的预变形综合，因此，焊接 完成的管道1从防止核电厂管道焊接变形装置上拆卸下来之后，管道1不会发生焊接变形。
[0060] 本发明提供的防止核电厂管道焊接变形的装置及方法可以在接管座焊接在管道1 上之前对管道1进行相关控制，即先将管道1固定在装置上，然后操作位于在管道1对应接 管座孔2的位置的顶升机构30,顶升机构30可以给管道1施加与焊接应力大小相等、方向 相反的外力，使管道1产生与焊接变形幅度相同、方向相反的预变形，以便在管道焊接接管 座3后消除焊接变形，因此，焊接之后不需要进行变形校正，克服了事后对已发生焊接变形 的管道进行人工校正的缺陷，提高了工程质量，节约了工期，并且，本发明提供的防止核电 厂管道焊接变形的装置结构简单，材料便宜，因此，在提高施工效率的同时，施工成本也较 低，满足对核电厂施工质量、进度和成本的要求，从而解决了现有技术中核电厂管道在焊接 接管座时极易出现焊接变形，而人工或机械校正管道变形的方法效率低，维护成本高，工程 质量差的技术问题。
[0061] 本领域技术人员应理解，以上仅为本发明最优的实施例，可以根据上述说明加以 改进或变换，在没有做出创造性劳动的前提下做出的改进和变换都应属于本发明所附权利 要求的保护范围。
【权利要求】
1. 一种防止核电厂管道焊接变形的装置，其特征在于，所述装置包括支撑架（10)、固 定在所述支撑架（10)上的固定平台（20)、与所述固定平台（20)可活动连接的顶升机构 (30)以及与所述固定平台（20)可拆卸连接的用于固定所述管道的夹具（40)，所述顶升机 构（30)可相对于所述固定平台（20)移动，并可选择性地顶升所述管道的焊接处对应的位 置以抵消焊接时的焊接应力。
2. 如权利要求1所述的防止核电厂管道焊接变形的装置，其特征在于，所述固定平台 (20)水平固定在所述支撑架（10)上，所述顶升机构（30)可相对于所述固定平台（20)在坚 直方向上移动。
3. 如权利要求2所述的防止核电厂管道焊接变形的装置，其特征在于，所述顶升机构 (30) 包括位于所述固定平台（20)上方的顶升板（31)、焊接在所述顶升板（31)下表面的至 少两个第一螺栓（32)以及与所述每个第一螺栓（32)配合使用的至少一个第一螺帽（33)， 所述两个第一螺栓（32)相对于所述顶升板（31)的平行于所述管道延伸方向的中心线对称 设置。
4. 如权利要求3所述的防止核电厂管道焊接变形的装置，其特征在于，所述顶升板 (31) 下表面间隔焊接有四个所述第一螺栓（32)，每个所述第一螺栓（32)螺纹连接有一个 所述第一螺帽（33)，所述四个第一螺栓（32)分布在所述顶升板（31)的四角，并相对于所述 顶升板（31)呈中心对称设置。
5. 如权利要求3所述的防止核电厂管道焊接变形的装置，其特征在于，所述固定平台 (20)开设有贯穿孔，所述第一螺栓（32)由所述固定平台（20)的上表面（20a)插入所述贯 穿孔中，所述第一螺帽（33)在所述固定平台（20)下表面与所述第一螺栓（32)螺纹连接， 所述顶升板（31)高于所述固定平台（20)的高度可通过旋转所述第一螺帽（33)在所述第 一螺栓（32)上的位置进行调节。
6. 如权利要求5所述的防止核电厂管道焊接变形的装置，其特征在于，所述固定平台 (20) 包括两根凹槽背对设置的槽钢（21)以及焊接在所述两根槽钢（21)上的连接板（22)， 所述两根槽钢（21)对称开设有贯穿孔（24)，所述贯穿孔（24)包括形成在所述槽钢上腿 (211)上的开孔和形成在所述槽钢下腿（212)上的开孔，所述第一螺栓（32)由所述槽钢上 腿（211)的开孔贯穿插入所述槽钢下腿（212)的开孔中，所述第一螺帽（33)在所述槽钢 (21) 的下腿处（212)与所述第一螺栓（32)螺纹连接。
7. 如权利要求2所述的防止核电厂管道焊接变形的装置，其特征在于，所述夹具（40) 包括可箍住所述管道的抱箍（41)以及将所述抱箍（41)可拆卸地连接到所述固定平台（20) 上的第二螺帽（42)，所述抱箍（41)为半包围的呈半圆形的结构，所述抱箍（41)的两端从所 述固定平台（20)的上表面插入开设在所述固定平台（20)上的固定孔中，并通过所述第二 螺帽（42)固定。
8. 如权利要求2所述的防止核电厂管道焊接变形的装置，其特征在于，所述支撑架 (10)包括两对分叉的支腿（11)以及焊接在所述两对分叉的支腿（11)上的横梁（12)，所述 固定平台（20)通过第二螺栓固定在所述横梁（12)上。
9. 一种应用以上任意一项权利要求所述的防止核电厂管道焊接变形的装置防止核电 厂管道焊接变形的方法，所述装置包括支撑架（10)、固定在所述支撑架（10)上的固定平台 (20)、与所述固定平台（20)可活动连接的顶升机构（30)以及与所述固定平台（20)可拆卸 连接的用于固定所述管道的夹具（40)，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 51、 在需要焊接接管座的管道上开设接管座孔（2); 52、 将开设有所述接管座孔（2)的管道固定在所述防止核电厂管道焊接变形的装置 上，并将所述管道的对应所述接管座孔（2)的部分对准所述顶升机构（30); 53、 调整所述顶升机构（30)相对于所述固定平台（20)的高度，对所述管道的对应所述 接管座孔（2)的部分施加与焊接接管座时的焊接应力大小相等，方向相反的外力； 54、 将接管座（3)焊接在所述管道上； 55、 焊接完成后，解除在步骤S3中施加在管道上的外力，并将管道从所述装置上取下。
10. 如权利要求9所述的防止核电厂管道焊接变形的方法，其特征在于，所述步骤S2还 包括以下步骤： 521、 将开设有接管座孔（2)的管道放置在所述装置的固定平台（20)上，使所述顶升机 构（30)对准所述管道的对应所述接管座孔（2)的部分； 522、 用所述装置的夹具（40)将所述管道可拆卸地固定在所述固定平台（20)上。
11. 如权利要求9所述的防止核电厂管道焊接变形的方法，其特征在于，所述顶升机构 (30) 包括位于所述固定平台（20)上方的顶升板（31)、焊接在所述顶升板（31)下表面的至 少两个第一螺栓（32)以及与所述每个第一螺栓（32)配合使用的至少一个第一螺帽（33)， 所述步骤S3还包括以下步骤： 531、 旋转所述顶升机构（30)的所述第一螺帽（33)，使所述第一螺栓（32)高于所述固 定平台（20)上表面（20a)的部分变长，使所述顶升板（31)高于所述固定平台（20)上表面 (20a)的高度增加； 532、 当所述顶升板（31)与所述管道接触后，继续旋转所述第一螺帽（33)，使顶升板 (31) 对所述管道施加与所述焊接应力方向相反的外力，直到所述外力与所述焊接应力大小 相等。
【文档编号】B23K37/00GK104084725SQ201410314486
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】龙有新, 周凯, 吴小军 申请人:中广核工程有限公司, 中国广核集团有限公司