核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置制造方法
核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置及热处理方法，属于核电站建造【技术领域】。该装置主要由主体骨架（Z-1）、加热保温器（Z-2）、行走机构（Z-3）、温度传感器件（Z-4）、自动温控仪（Z-5）组成。热处理时，将热处理装置的行走机构支撑在安全壳壁板的上沿，并沿其移动行走机构，使安全壳壁板两面的加热保温器处于夹持待热处理焊缝的位置，再将温度传感器安置在待热处理的焊缝处，接通电加热器件后，在自动温控仪的闭环控制下，将焊缝加热至预定温度。本实用新型使保温棉、电发热器件、焊缝间紧密贴合，通过确保热处理质量和效率，显著提高焊缝质量，缩短焊接工期。
【专利说明】核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种核电站钢制安全壳安装焊接用的装置，尤其是一种核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，同时给出相应的热处理方法，属于核电站建造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]安全壳(CV)作为非能动系统的重要组成部分，在事故工况下能有效阻止安全壳内部压力超出设计值和防止放射性物质外泄，是保证核电安全运行的重要设备之一。AP1000三代核电站钢制安全壳是一个密封性钢容器，包括底封头、筒体及顶封头三部分，均由40mm?50mm厚低合金高强韧SA738Gr.B钢板拼焊而成，焊缝总长约为3400m，坡口截面大，相比CPR1000、EPR等堆型核电站，焊接工作量至少增加了 8倍。
[0003]核电建造对CV所有焊缝的质量要求非常严格，焊接接头的致密性、强韧性、焊接变形量等是必须控制和保证的质量指标。特别是，为防止40mm?50mm厚低合金高强韧SA738Gr.B钢板的焊接裂纹，消除焊后存在的残余应力确保焊接接头综合机械性能，CV所有焊缝均需采取严格、精确的热处理工艺，主要包括焊前预热、焊后消应力热处理等。
[0004]目前我国所有AP1000核电机组的建造中，热处理工作通常采用火焰烘烤法或简易支撑电加热法，存在以下问题:
[0005]1.火焰烘烤法为循环性局部集中加热，在散热面积大的客观条件下，采用此方法进行焊缝的热处理无法实现焊缝长度、厚度方向热处理温度的均匀分布和恒定化，热处理质量得不到保证，且烘烤到规定温度需要的时间长，消耗的可燃气体多。
[0006]2.简易支撑电加热法为重复性在焊缝上支撑固定加热块和在加热块上铺设保温棉，加热块与焊缝、保温棉与加热块不能紧密贴合，热传导和保温效果差，热处理质量存在较大风险，施工效率低。
实用新型内容
[0007]本实用新型要解决的技术问题在于:针对上述现有热处理技术存在的问题，提出一种有助于提高焊接效率、保证稳定焊接质量的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，同时给出借助该装置的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理方法。
[0008]为了达到以上目的，本实用新型的基本技术方案为:
[0009]核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置主要由主体骨架(Z-1)、加热保温器(Z-2)、行走机构(Z-3)、温度传感器件(Z-4)、自动温控仪(Z-5)组成；
[0010]所述主体骨架(Z-1)主要由顶端带连接板(1-10)的至少两根立柱(1-11、1-12)、上下间隔固定在两根立柱之间的横梁(1-21、1-22、1-23、1-24)构成；
[0011]所述加热保温器(z-2)主要由电加热器件(2-R)和保温棉(2-W)构成；所述保温棉(2-W)的一面具有凹槽，所述电加热器件(2-R)安置于凹槽内紧密贴合，用金属丝网(2-S)裹覆成整体；
[0012]所述行走机构(Z-3)由连接面板(3-1)、从连接面板下表面朝下延伸的两对行走限位板(3-2)、安装于相对的行走限位板上部之间的传力轴(3-4)，以及套在传力轴上的行走滚轮(3-3)构成；
[0013]所述行走机构(Z-3)的连接面板(3-1)下表面两侧分别固定一主体骨架(Z-1)，所述主体骨架的相对表面分别安装一加热保温器(Z-2)；
[0014]所述温度传感器件(Z-4)的信号输出端接自动控温仪(Z-5)的对应端口，所述自动控温仪的控制输出端接电加热器件，用以根据温度传感器件输入温度值与预设温控值的比较结果控制电加热器件的通断。
[0015]借助本实用新型装置的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理方法包括以下步骤:
[0016]第一步、将所述热处理装置行走机构的行走滚轮支撑在安全壳壁板的上沿，使分别固定有加热保温器的两主体骨架分别位于安全壳壁板内外表面；
[0017]第二步、将温度传感器安置在待热处理的垂向焊缝处；
[0018]第三步、沿环形的安全壳壁板上沿移动行走机构，使安全壳壁板两面的加热保温器处于夹持待热处理垂向焊缝的位置；
[0019]第四步、接通电加热器件，在自动温控仪的闭环控制下，将垂向焊缝加热至预定温度。
[0020]上述步骤如应用于焊接之前的预加热处理，则第四步之后移开热处理装置位于待焊面背面部分，进行焊接；如应用于焊接之后的去应力热处理，则第四步之后将热处理装置移至下一焊缝处。
[0021]本实用新型热处理装置进一步的完善是，所述主体骨架的相对表面分别安装一加热保温器(Z-2)，并在主体骨架与热保温器之间安插活动传力板(Β-1、Β-2、Β-3);所述两根立柱(1-11、1-12)之间设有与横梁(1-21、1-22、1-23、1-24)固定连接的垂向加劲管(1_31、1-32,1-33),所述加劲管上间隔分布有内端顶住活动传力板的压紧螺杆(G)。
[0022]本实用新型热处理方法相应的进一步完善是，所述第二步中，还包括在垂向焊缝两侧分别固定勾住主体骨架横梁两端的卡具，待壁板两面的加热保温器处于夹持待热处理垂向焊缝的位置后，拧紧压紧螺杆，通过顶紧活动传力钢板使加热保温器与安全壳壁板更紧密贴合。
[0023]采用本实用新型的装置进行核电站钢制安全壳安装焊缝热处理，相对于现有的火焰烘烤法或简易支撑电加热法具有以下显著优点:
[0024]1.强化热传导和保温效果，保证整条焊缝长度、宽度、厚度方向的温度均匀与恒定，热处理质量能得到有效提闻;
[0025]2.装置结构简单，安装方便，可沿圆周方向快速移动至任意待热处理焊缝，热处理施工工效大大提高，核电站钢制安全壳的建造周期也相对缩短。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0027]图1为核电站钢制安全壳整体结构示意图。
[0028]图2为本实用新型一个实施例的热处理装置结构示意图。
[0029]图3为图2实施例中的主体骨架立体结构示意图。
[0030]图4为图2实施例中的凹形卡具与楔形装置立体结构示意图。[0031]图5为图2实施例中的加热保温器结构示意图。
[0032]图6为图2实施例中的活动传力钢板位置结构示意图。
[0033]图6-1为图6的B-B剖面结构示意图。
[0034]图7为图2实施例中的行走机构立体结构示意图。
[0035]图7-1为图7的侧视图。
[0036]图8为图2实施例中的热电偶工作端固定压块结构示意图。
[0037]图8-1为图8的侧视图。
[0038]图9为核电站钢制安全壳焊接结构示意图。
[0039]图9-1为图2实施例的使用状态结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]以下参照【专利附图】
【附图说明】本实用新型的优选实施例。
[0041]如图1所示，本实施例的核电站钢制安全壳(CV)包括球缺形底封头、圆筒型筒体和球缺形顶封头三部分，直径为39.6m。其中，底封头和顶封头均由共64块双曲面高强韧SA738Gr.B钢板拼焊而成。筒体由11圈壁板构成，每圈由12块单曲面高强韧SA738Gr.B钢板拼焊而成，包括132条垂向焊缝(又称纵缝)和12条环缝。所有焊缝焊前需进行预热处理，部分焊缝焊后需进行消应力热处理。
[0042]本实施例的核电站钢制安全壳安装焊缝的焊前预热处理采用图2所示的热处理装置，包括主体骨架Z-1、加热保温器Z-2、行走机构Z-3、热电偶Z-4、自动温控仪Z-5。温度传感器件采用热电偶Z-4，其信号输出端接自动控温仪Z-5 (型号WCK-240，吴江市东南焊割设备有限公司制造)的对应端口，自动控温仪Z-5的控制输出端接电加热器件，按预设的参数对热处理过程进行控制与调整，用以根据温度传感器件输入温度值与预设温控值的比较结果控制电加热器件的通断。
[0043]主体骨架Z-1具体结构如图3所示，主体骨架Z-1的左、右边界为顶端带连接板1-10的两根对称分布的角形立柱1-11、1_12，其外表面沿长度方向上、下等间距焊接固定有四根等长度方管横梁1-21、1-22、1-23、1-24。
[0044]两根立柱1-11、1-12之间设有与横梁1-21、1-22、1-23、1_24焊接固连的第一、二、三列垂向加劲方管1-31、1-32、1-33 ;第二列加劲方管1_32焊于横梁的中点，其余二列1-31U-33以第二列1-32为对称中心对称分布，所有加劲方管均间隔分布有内端顶住活动传力板(参见图6)的压紧螺杆G。
[0045]为了便于安置，本实施例制作了一组图4所示的开口朝上的凹形卡具K，使用时焊接固定在垂向焊缝两侧，以便分别勾住各横梁的两端，并借助楔形块X楔紧。
[0046]加热保温器Z-2如图5所示，包括作为电加热器件的电发热块2_R(履带式陶瓷电发热块，正大电器有限公司制造)和保温棉2-W，保温棉2-W的一面为凹槽状，厚度留有压缩余量，其凹槽宽度和深度与电发热块2-R相配，电发热块2-R恰好置容于保温棉2-W的凹槽内，紧密贴合后，用不锈钢丝网2-S裹覆成整体。
[0047]如图6和图6-1所示，主体骨架Z-1的三列加劲方管与加热保温器的接触面分别设有三块被压紧螺杆G顶住的活动传力钢板B-1、B-2、B-3。
[0048]行走机构Z-3如图7和图7-1所示，包括连接面板3_1、两对从连接面板下表面朝下延伸的行走限位板3-2、行走滚轮3-3、传力轴3-4，传力轴3-4安装于相对的行走限位板上部之间，行走滚轮3-3套在传力轴上。该行走机构Z-3的连接面板3-1下表面两侧分别固定一主体骨架Z-1,主体骨架的相对表面分别安装一加热保温器Z-2。
[0049]为了方便热电偶的安置，本实施例制作了图8和图8-1所示的开槽固定压块4-10，使用时将其焊接在垂向焊缝一侧，将热电偶Z-4的工作端插入其中即可。
[0050]本实施例的核电站钢制安全壳焊接结构如图9所示，先焊接最下方第N圈板的所有垂向焊缝，再焊接第N+1圈板的所有垂向焊缝ZF-1——ZF-12，之后进行两圈之间环缝HF的焊接。进行垂向焊缝焊接前、后，分别需要对焊缝进行预热处理和去应力热处理。热处理的步骤如下(参见图9-1):
[0051]第一步、将热处理装置行走机构Z-3的行走滚轮3-3支撑在安全壳壁板Z的上沿，使分别固定有加热保温器Z-2的两主体骨架Z-1分别位于安全壳壁板Z内外表面；
[0052]第二步、将三块开槽的固定压块4-10上下间隔焊接在垂向焊缝一侧的上、中、下三处，分别将三根热电偶Z-4的工作端分别安插在各固定压块4-10的槽中；
[0053]第三步、沿环形的安全壳壁板Z上沿移动行走机构Z-3，使安全壳壁板Z两面的加热保温器Z-2处于夹持待热处理垂向焊缝ZF-1的位置；在此垂向焊缝两侧分别焊接固定勾住主体骨架Z-1各横梁两端的开口朝上凹形卡具K，并借助楔形块X楔紧各横梁；再拧紧压紧所有螺杆G，通过顶紧各活动传力钢板使加热保温器Z-2与安全壳壁板紧密贴合；
[0054]第四步、操控自动温控仪Z-5，接通加热保温器Z-2电发热块，在自动温控仪的闭环控制下，将垂向 焊缝加热至预定温度。
[0055]对于焊接(自动焊或手动焊)之前的预热处理而言，设定自动温控仪的预热温度为100~200°C，加热速率为200±20°C /小时；对于焊接之后的消应力热处理而言，设定自动温控仪的保温温度为595~615°C，保温时间为2±0.1小时；在425°C以上时，56°C /小时≤温度变化速率(加热或冷却速率)(IlO0C /小时。
[0056]之后，松开楔形块X，沿环形的钢制安全壳壁板圆周方向借助行走滚轮将热处理装置移动至其他焊缝，参照以上步骤依次进行焊缝ZF-2、ZF-3、ZF-4……ZF-12的热处理。
[0057]实践证明，采用本实施例的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置及热处理方法使保温棉、电发热器件、焊缝间紧密贴合，通过确保热处理质量和效率，显著提高焊缝质量，缩短焊接工期。
[0058]需要说明的是，上述实施例是非限制性的，热处理装置的几何外形等诸多结构可以根据待热处理工件的外形特点进行适应性修改。
【权利要求】
1.一种核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，其特征在于:主要由主体骨架(Z-1)、加热保温器(Z-2)、行走机构(Z-3)、温度传感器件(Z-4)、自动温控仪(Z-5)组成； 所述主体骨架(Z-1)主要由顶端带连接板(1-10)的至少两根立柱(1-11、1_12)、上下间隔固定在两根立柱之间的横梁(1-21、1-22、1-23、1-24)构成； 所述加热保温器(Z-2)主要由电加热器件(2-R)和保温棉(2-W)构成；所述保温棉(2-W)的一面具有凹槽，所述电加热器件(2-R)安置于凹槽内紧密贴合，用金属丝网(2-S)裹覆成整体； 所述行走机构(Z-3)由连接面板(3-1)、从连接面板下表面朝下延伸的两对行走限位板(3-2)、安装于相对的行走限位板上部之间的传力轴(3-4)，以及套在传力轴上的行走滚轮(3-3)构成； 所述行走机构(Z-3)的连接面板(3-1)下表面两侧分别固定一主体骨架(Z-1)，所述主体骨架的相对表面分别安装一加热保温器(Z-2)； 所述温度传感器件(Z-4)的信号输出端接自动控温仪(Z-5)的对应端口，所述自动控温仪的控制输出端接电加热器件，用以根据温度传感器件输入温度值与预设温控值的比较结果控制电加热器件的通断。
2.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，其特征在于:所述主体骨架的相对表面分别安装一加热保温器(Z-2)，并在主体骨架与热保温器之间安插活动传力板(Β-1、Β-2、Β-3);所述两根立柱(1-11、1-12)之间设有与横梁(1_21、1_22、1-23,1-24)固定连接的垂向加劲管(1-31、1-32、1-33)，所述加劲管上间隔分布有内端顶住活动传力板的压紧螺杆(G)。
3.根据权利要求2所述的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，其特征在于:卡具为开口朝上的凹形卡具。
4.根据权利要求3所述的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，其特征在于:所述温度传感器为热电偶。
【文档编号】C21D9/50GK203768413SQ201420021601
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】张科青, 费松, 陈宝智, 秦亚林, 别刚刚, 马富巧, 陈美丹 申请人:中国核工业华兴建设有限公司
【专利摘要】本实用新型涉及一种核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置及热处理方法，属于核电站建造【技术领域】。该装置主要由主体骨架（Z-1）、加热保温器（Z-2）、行走机构（Z-3）、温度传感器件（Z-4）、自动温控仪（Z-5）组成。热处理时，将热处理装置的行走机构支撑在安全壳壁板的上沿，并沿其移动行走机构，使安全壳壁板两面的加热保温器处于夹持待热处理焊缝的位置，再将温度传感器安置在待热处理的焊缝处，接通电加热器件后，在自动温控仪的闭环控制下，将焊缝加热至预定温度。本实用新型使保温棉、电发热器件、焊缝间紧密贴合，通过确保热处理质量和效率，显著提高焊缝质量，缩短焊接工期。
【专利说明】核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种核电站钢制安全壳安装焊接用的装置，尤其是一种核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，同时给出相应的热处理方法，属于核电站建造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]安全壳(CV)作为非能动系统的重要组成部分，在事故工况下能有效阻止安全壳内部压力超出设计值和防止放射性物质外泄，是保证核电安全运行的重要设备之一。AP1000三代核电站钢制安全壳是一个密封性钢容器，包括底封头、筒体及顶封头三部分，均由40mm?50mm厚低合金高强韧SA738Gr.B钢板拼焊而成，焊缝总长约为3400m，坡口截面大，相比CPR1000、EPR等堆型核电站，焊接工作量至少增加了 8倍。
[0003]核电建造对CV所有焊缝的质量要求非常严格，焊接接头的致密性、强韧性、焊接变形量等是必须控制和保证的质量指标。特别是，为防止40mm?50mm厚低合金高强韧SA738Gr.B钢板的焊接裂纹，消除焊后存在的残余应力确保焊接接头综合机械性能，CV所有焊缝均需采取严格、精确的热处理工艺，主要包括焊前预热、焊后消应力热处理等。
[0004]目前我国所有AP1000核电机组的建造中，热处理工作通常采用火焰烘烤法或简易支撑电加热法，存在以下问题:
[0005]1.火焰烘烤法为循环性局部集中加热，在散热面积大的客观条件下，采用此方法进行焊缝的热处理无法实现焊缝长度、厚度方向热处理温度的均匀分布和恒定化，热处理质量得不到保证，且烘烤到规定温度需要的时间长，消耗的可燃气体多。
[0006]2.简易支撑电加热法为重复性在焊缝上支撑固定加热块和在加热块上铺设保温棉，加热块与焊缝、保温棉与加热块不能紧密贴合，热传导和保温效果差，热处理质量存在较大风险，施工效率低。
实用新型内容
[0007]本实用新型要解决的技术问题在于:针对上述现有热处理技术存在的问题，提出一种有助于提高焊接效率、保证稳定焊接质量的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，同时给出借助该装置的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理方法。
[0008]为了达到以上目的，本实用新型的基本技术方案为:
[0009]核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置主要由主体骨架(Z-1)、加热保温器(Z-2)、行走机构(Z-3)、温度传感器件(Z-4)、自动温控仪(Z-5)组成；
[0010]所述主体骨架(Z-1)主要由顶端带连接板(1-10)的至少两根立柱(1-11、1-12)、上下间隔固定在两根立柱之间的横梁(1-21、1-22、1-23、1-24)构成；
[0011]所述加热保温器(z-2)主要由电加热器件(2-R)和保温棉(2-W)构成；所述保温棉(2-W)的一面具有凹槽，所述电加热器件(2-R)安置于凹槽内紧密贴合，用金属丝网(2-S)裹覆成整体；
[0012]所述行走机构(Z-3)由连接面板(3-1)、从连接面板下表面朝下延伸的两对行走限位板(3-2)、安装于相对的行走限位板上部之间的传力轴(3-4)，以及套在传力轴上的行走滚轮(3-3)构成；
[0013]所述行走机构(Z-3)的连接面板(3-1)下表面两侧分别固定一主体骨架(Z-1)，所述主体骨架的相对表面分别安装一加热保温器(Z-2)；
[0014]所述温度传感器件(Z-4)的信号输出端接自动控温仪(Z-5)的对应端口，所述自动控温仪的控制输出端接电加热器件，用以根据温度传感器件输入温度值与预设温控值的比较结果控制电加热器件的通断。
[0015]借助本实用新型装置的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理方法包括以下步骤:
[0016]第一步、将所述热处理装置行走机构的行走滚轮支撑在安全壳壁板的上沿，使分别固定有加热保温器的两主体骨架分别位于安全壳壁板内外表面；
[0017]第二步、将温度传感器安置在待热处理的垂向焊缝处；
[0018]第三步、沿环形的安全壳壁板上沿移动行走机构，使安全壳壁板两面的加热保温器处于夹持待热处理垂向焊缝的位置；
[0019]第四步、接通电加热器件，在自动温控仪的闭环控制下，将垂向焊缝加热至预定温度。
[0020]上述步骤如应用于焊接之前的预加热处理，则第四步之后移开热处理装置位于待焊面背面部分，进行焊接；如应用于焊接之后的去应力热处理，则第四步之后将热处理装置移至下一焊缝处。
[0021]本实用新型热处理装置进一步的完善是，所述主体骨架的相对表面分别安装一加热保温器(Z-2)，并在主体骨架与热保温器之间安插活动传力板(Β-1、Β-2、Β-3);所述两根立柱(1-11、1-12)之间设有与横梁(1-21、1-22、1-23、1-24)固定连接的垂向加劲管(1_31、1-32,1-33),所述加劲管上间隔分布有内端顶住活动传力板的压紧螺杆(G)。
[0022]本实用新型热处理方法相应的进一步完善是，所述第二步中，还包括在垂向焊缝两侧分别固定勾住主体骨架横梁两端的卡具，待壁板两面的加热保温器处于夹持待热处理垂向焊缝的位置后，拧紧压紧螺杆，通过顶紧活动传力钢板使加热保温器与安全壳壁板更紧密贴合。
[0023]采用本实用新型的装置进行核电站钢制安全壳安装焊缝热处理，相对于现有的火焰烘烤法或简易支撑电加热法具有以下显著优点:
[0024]1.强化热传导和保温效果，保证整条焊缝长度、宽度、厚度方向的温度均匀与恒定，热处理质量能得到有效提闻;
[0025]2.装置结构简单，安装方便，可沿圆周方向快速移动至任意待热处理焊缝，热处理施工工效大大提高，核电站钢制安全壳的建造周期也相对缩短。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0027]图1为核电站钢制安全壳整体结构示意图。
[0028]图2为本实用新型一个实施例的热处理装置结构示意图。
[0029]图3为图2实施例中的主体骨架立体结构示意图。
[0030]图4为图2实施例中的凹形卡具与楔形装置立体结构示意图。[0031]图5为图2实施例中的加热保温器结构示意图。
[0032]图6为图2实施例中的活动传力钢板位置结构示意图。
[0033]图6-1为图6的B-B剖面结构示意图。
[0034]图7为图2实施例中的行走机构立体结构示意图。
[0035]图7-1为图7的侧视图。
[0036]图8为图2实施例中的热电偶工作端固定压块结构示意图。
[0037]图8-1为图8的侧视图。
[0038]图9为核电站钢制安全壳焊接结构示意图。
[0039]图9-1为图2实施例的使用状态结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]以下参照【专利附图】
【附图说明】本实用新型的优选实施例。
[0041]如图1所示，本实施例的核电站钢制安全壳(CV)包括球缺形底封头、圆筒型筒体和球缺形顶封头三部分，直径为39.6m。其中，底封头和顶封头均由共64块双曲面高强韧SA738Gr.B钢板拼焊而成。筒体由11圈壁板构成，每圈由12块单曲面高强韧SA738Gr.B钢板拼焊而成，包括132条垂向焊缝(又称纵缝)和12条环缝。所有焊缝焊前需进行预热处理，部分焊缝焊后需进行消应力热处理。
[0042]本实施例的核电站钢制安全壳安装焊缝的焊前预热处理采用图2所示的热处理装置，包括主体骨架Z-1、加热保温器Z-2、行走机构Z-3、热电偶Z-4、自动温控仪Z-5。温度传感器件采用热电偶Z-4，其信号输出端接自动控温仪Z-5 (型号WCK-240，吴江市东南焊割设备有限公司制造)的对应端口，自动控温仪Z-5的控制输出端接电加热器件，按预设的参数对热处理过程进行控制与调整，用以根据温度传感器件输入温度值与预设温控值的比较结果控制电加热器件的通断。
[0043]主体骨架Z-1具体结构如图3所示，主体骨架Z-1的左、右边界为顶端带连接板1-10的两根对称分布的角形立柱1-11、1_12，其外表面沿长度方向上、下等间距焊接固定有四根等长度方管横梁1-21、1-22、1-23、1-24。
[0044]两根立柱1-11、1-12之间设有与横梁1-21、1-22、1-23、1_24焊接固连的第一、二、三列垂向加劲方管1-31、1-32、1-33 ;第二列加劲方管1_32焊于横梁的中点，其余二列1-31U-33以第二列1-32为对称中心对称分布，所有加劲方管均间隔分布有内端顶住活动传力板(参见图6)的压紧螺杆G。
[0045]为了便于安置，本实施例制作了一组图4所示的开口朝上的凹形卡具K，使用时焊接固定在垂向焊缝两侧，以便分别勾住各横梁的两端，并借助楔形块X楔紧。
[0046]加热保温器Z-2如图5所示，包括作为电加热器件的电发热块2_R(履带式陶瓷电发热块，正大电器有限公司制造)和保温棉2-W，保温棉2-W的一面为凹槽状，厚度留有压缩余量，其凹槽宽度和深度与电发热块2-R相配，电发热块2-R恰好置容于保温棉2-W的凹槽内，紧密贴合后，用不锈钢丝网2-S裹覆成整体。
[0047]如图6和图6-1所示，主体骨架Z-1的三列加劲方管与加热保温器的接触面分别设有三块被压紧螺杆G顶住的活动传力钢板B-1、B-2、B-3。
[0048]行走机构Z-3如图7和图7-1所示，包括连接面板3_1、两对从连接面板下表面朝下延伸的行走限位板3-2、行走滚轮3-3、传力轴3-4，传力轴3-4安装于相对的行走限位板上部之间，行走滚轮3-3套在传力轴上。该行走机构Z-3的连接面板3-1下表面两侧分别固定一主体骨架Z-1,主体骨架的相对表面分别安装一加热保温器Z-2。
[0049]为了方便热电偶的安置，本实施例制作了图8和图8-1所示的开槽固定压块4-10，使用时将其焊接在垂向焊缝一侧，将热电偶Z-4的工作端插入其中即可。
[0050]本实施例的核电站钢制安全壳焊接结构如图9所示，先焊接最下方第N圈板的所有垂向焊缝，再焊接第N+1圈板的所有垂向焊缝ZF-1——ZF-12，之后进行两圈之间环缝HF的焊接。进行垂向焊缝焊接前、后，分别需要对焊缝进行预热处理和去应力热处理。热处理的步骤如下(参见图9-1):
[0051]第一步、将热处理装置行走机构Z-3的行走滚轮3-3支撑在安全壳壁板Z的上沿，使分别固定有加热保温器Z-2的两主体骨架Z-1分别位于安全壳壁板Z内外表面；
[0052]第二步、将三块开槽的固定压块4-10上下间隔焊接在垂向焊缝一侧的上、中、下三处，分别将三根热电偶Z-4的工作端分别安插在各固定压块4-10的槽中；
[0053]第三步、沿环形的安全壳壁板Z上沿移动行走机构Z-3，使安全壳壁板Z两面的加热保温器Z-2处于夹持待热处理垂向焊缝ZF-1的位置；在此垂向焊缝两侧分别焊接固定勾住主体骨架Z-1各横梁两端的开口朝上凹形卡具K，并借助楔形块X楔紧各横梁；再拧紧压紧所有螺杆G，通过顶紧各活动传力钢板使加热保温器Z-2与安全壳壁板紧密贴合；
[0054]第四步、操控自动温控仪Z-5，接通加热保温器Z-2电发热块，在自动温控仪的闭环控制下，将垂向 焊缝加热至预定温度。
[0055]对于焊接(自动焊或手动焊)之前的预热处理而言，设定自动温控仪的预热温度为100~200°C，加热速率为200±20°C /小时；对于焊接之后的消应力热处理而言，设定自动温控仪的保温温度为595~615°C，保温时间为2±0.1小时；在425°C以上时，56°C /小时≤温度变化速率(加热或冷却速率)(IlO0C /小时。
[0056]之后，松开楔形块X，沿环形的钢制安全壳壁板圆周方向借助行走滚轮将热处理装置移动至其他焊缝，参照以上步骤依次进行焊缝ZF-2、ZF-3、ZF-4……ZF-12的热处理。
[0057]实践证明，采用本实施例的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置及热处理方法使保温棉、电发热器件、焊缝间紧密贴合，通过确保热处理质量和效率，显著提高焊缝质量，缩短焊接工期。
[0058]需要说明的是，上述实施例是非限制性的，热处理装置的几何外形等诸多结构可以根据待热处理工件的外形特点进行适应性修改。
【权利要求】
1.一种核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，其特征在于:主要由主体骨架(Z-1)、加热保温器(Z-2)、行走机构(Z-3)、温度传感器件(Z-4)、自动温控仪(Z-5)组成； 所述主体骨架(Z-1)主要由顶端带连接板(1-10)的至少两根立柱(1-11、1_12)、上下间隔固定在两根立柱之间的横梁(1-21、1-22、1-23、1-24)构成； 所述加热保温器(Z-2)主要由电加热器件(2-R)和保温棉(2-W)构成；所述保温棉(2-W)的一面具有凹槽，所述电加热器件(2-R)安置于凹槽内紧密贴合，用金属丝网(2-S)裹覆成整体； 所述行走机构(Z-3)由连接面板(3-1)、从连接面板下表面朝下延伸的两对行走限位板(3-2)、安装于相对的行走限位板上部之间的传力轴(3-4)，以及套在传力轴上的行走滚轮(3-3)构成； 所述行走机构(Z-3)的连接面板(3-1)下表面两侧分别固定一主体骨架(Z-1)，所述主体骨架的相对表面分别安装一加热保温器(Z-2)； 所述温度传感器件(Z-4)的信号输出端接自动控温仪(Z-5)的对应端口，所述自动控温仪的控制输出端接电加热器件，用以根据温度传感器件输入温度值与预设温控值的比较结果控制电加热器件的通断。
2.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，其特征在于:所述主体骨架的相对表面分别安装一加热保温器(Z-2)，并在主体骨架与热保温器之间安插活动传力板(Β-1、Β-2、Β-3);所述两根立柱(1-11、1-12)之间设有与横梁(1_21、1_22、1-23,1-24)固定连接的垂向加劲管(1-31、1-32、1-33)，所述加劲管上间隔分布有内端顶住活动传力板的压紧螺杆(G)。
3.根据权利要求2所述的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，其特征在于:卡具为开口朝上的凹形卡具。
4.根据权利要求3所述的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，其特征在于:所述温度传感器为热电偶。
【文档编号】C21D9/50GK203768413SQ201420021601
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】张科青, 费松, 陈宝智, 秦亚林, 别刚刚, 马富巧, 陈美丹 申请人:中国核工业华兴建设有限公司
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