一种火电厂合金钢管道用无异种钢焊缝温度测点套管装置的制作方法

本发明涉及一种火电厂合金钢管道用无异种钢焊缝温度测点套管装置。

技术背景

在火电厂机组运行过程中，为准确反映工质(水、汽等)的温度参数，控制机组的运行状态，保证工质温度符合设计要求，确保机组安全稳定运行，需在火电厂合金钢管道上设计安装若干个温度测点装置，以对工质温度进行实时监控，保证机组的安全运行。

图1所示为一种传统的温度测点套管结构示意图。奥氏体不锈钢材质温度测点套管2通过铁素体合金钢管道1的开孔深入管道内部，温度套管2与合金钢管道1开孔上口采用Ni基焊材焊接，形成了异种钢焊缝3。该温度测点套管的缺点和不足之处在于：不锈钢温度测点套管2与合金钢管道1分别为奥氏体基体和铁素体基体，属异种钢连接，两者之间的化学成分和热膨胀系数存在较大差别，焊缝3与合金钢管道1之间的熔合界面容易开裂；此外，机组运行过程中，温度套管2在蒸汽作用下的振动会在焊缝3的根部形成应力集中，致使焊缝3与合金钢管道1的熔合界面在交变应力作用下发生开裂脱落。

图2所示为另一种传统的温度测点套管结构示意图。不锈钢材质温度测点套管3采用全焊透结构通过异种钢焊缝5与接管座2相连接。该温度测点套管的缺点和不足之处在于：不锈钢温度测点套管3与接管座2的连接也属于异种钢焊接结构，两者之间的化学成分和热膨胀系数差别较大，焊缝5与接管座2之间的熔合界面容易开裂；在现场安装过程中，温度套管3无法保证与接管座2牢固接触，温度测点套管3形成悬臂结构，机组运行过程中会在蒸汽作用下发生振动，导致温度测点套管3在上部发生断裂，或导致异种钢焊缝5沿与接管座2的熔合界面发生开裂泄露，甚至脱落，严重影响机组的安全稳定运行。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述温度测点套管结构的缺点和不足，提供一种火电厂合金钢管道用无异种钢焊缝温度测点套管装置，具有安全、可靠、便于温度测点更换的优点。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种火电厂合金钢管道用无异种钢焊缝温度测点套管装置，包括设于合金钢管道1开孔上方的合金钢接管座2以及中部设置在合金钢接管座2内部并与合金钢接管座2同轴的合金钢温度测点套管3；所述合金钢温度测点套管3上部设于合金钢接管座2上方，中部固定于合金钢接管座2中部，下部固定于合金钢管道1开孔内；所述合金钢温度测点套管3上部与合金钢接管座2上方的管口采用与两侧部件材质匹配的同种钢焊缝5进行焊接连接；合金钢接管座2下部管口与合金钢管道1的开孔上部管口采用与两侧部件材质匹配的同种钢焊缝5进行焊接连接；合金钢温度测点套管3上部设有温度元件旋入接孔。

优选地，与合金钢管道1材质一致的合金钢接管座2内壁中上部带有内螺纹；与合金钢管道1、合金钢接管座2材质一致的合金钢温度测点套管3中间部分带有与合金钢温度测点套管3为整体结构的圆形凸台，圆形凸台外表面带有外螺纹，该外螺纹与接管座2的内壁内螺纹匹配。

优选地，所述温度测点套管3上部设有的温度元件旋入接孔采用螺纹镶嵌的方式置入不锈钢材质的过渡套管4，过渡套管4接孔内壁设有内螺纹，能够现场与温度测量元件匹配连接。

优选地，所述合金钢管道1开孔底部设有圆形凸起，合金钢温度测点套管3通过中部圆形凸台在合金钢接管座2内壁的螺纹旋转压力，使合金钢温度测点套管3的下部锥形体尖端通过开孔穿入合金钢管道1的内部，该锥形体的上部大直径端与管道1开孔底部的圆形凸起周向牢固接触。

优选地，所述同种钢焊缝5为全焊透结构。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1、合金钢管道、接管座、温度套管的焊接连接均为同种材质，接管座两侧的焊缝均为全焊透结构，部件之间没有成分差别，热膨胀系数一致，消除了异种钢焊接接头存在的薄弱界面。

2、温度测点套管受到接管座上部连接焊缝、中部螺纹及下部椎体的三点牢固固定，刚性较大，不会在高压蒸汽作用下产生振动，根源上消除了温度测点套管开裂或焊缝开裂的力学因素，套管的安全性和可靠性得以保障。

3、该管座制造、安装工艺简单，维护方便。

4、温度测点套管孔内镶嵌了不锈钢材质的过渡套管，不会使温度测量元件经过高温长期运行发生锈蚀、粘连，使温度套管内孔的温度元件更换便利。

附图说明

图1为一种传统的温度测点套管结构示意图。

图2为另一种传统的温度测点套管结构示意图。

图3为本发明提供的一种温度测点套管座装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明更加明显易懂，以下结合附图和具体实施案例对本发明作如下详细说明：

如图3所示为本发明提供的一种火电厂合金钢管道用无异种钢焊缝温度测点套管装置，包括设于合金钢管道1上方的合金钢接管座2及与合金钢接管座2同轴的合金钢温度测点套管3，合金钢温度测点套管3上部设于合金钢接管座2上方，合金钢温度测点套管3中部固定于合金钢接管座2中部，合金钢温度测点套管3下部固定于合金钢管道1开孔内部。

实施案例：在合金钢管道1上的原开孔为通径孔，安装前首先将合金钢管道1的原开孔上部进行扩孔，新开孔底部留有3mm以上厚度的圆形台阶凸起，扩孔直径与合金钢接管座2同轴，新扩孔的上口直径与合金钢接管座2下管口直径偏差小于1mm；将合金钢接管座2和合金钢管道1采用同材质焊材进行手工钨极氩弧焊焊接，焊接采用单面焊双面成型的全焊透结构，焊后依据相关标准进行热处理；而后将合金钢温度测点套管3通过螺纹逐步旋入合金钢接管座2中，加力直至合金钢温度测点套管3的锥体大端直径牢固抵碰卡在合金钢管道1的圆形台阶凸起上。最后，将合金钢接管座2上管口与合金钢温度测点套管3采用同材质焊材进行全焊透结构的对接焊接和现场热处理工艺。