一种换热管射线照相固定工装的制作方法

本实用新型涉及核电设备的探伤设备，特别涉及一种换热管射线照相固定工装。

背景技术：

高温气冷堆蒸发器换热单元长约10米，直径仅半米，内部由几十根换热管呈不均匀规则分布组成，每根换热管均由两种材质的管材焊接而成，故在每根换热管中间部位都有一个对接焊缝。根据制造工艺的要求，此对接焊缝焊后须进行射线照相，即探伤，从而检测焊接质量，在探伤时换热单元处于立式状态。此时焊缝位置不仅离地面较高，而且焊缝处没有任何可固定放射源及胶片的地方。

因此，需研究开发一种能够在换热管对接焊缝位置处固定放射源及胶片的工装，并避开其它换热管的阻挡，满足换热管射线照相的要求。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：在连接板3一端设置胶片固定块1，另一端设置放射源固定块2，其中，连接板3与胶片固定块1转动连接，连接板3与放射源固定块2也是转动连接，胶片固定块1包括胶片挡板12，在对换热管探伤时，首先将胶片固定块1与连接板3卡套于换热管焊缝下方，将放射源卡套于连接板3与放射源固定块之间，再在胶片固定块1与换热管之间卡夹胶片，进行射线照相探伤，探伤完成后，取下放射源及固定工装，从而完成了本实用新型。

本实用新型的目的在于提供以下方面：

第一方面，本实用新型提供一种换热管射线照相工装，其特征在于，该固定工装包括胶片固定块1、连接板3和放射源固定块2，其中，连接板3一端与胶片固定块1转动连接，连接板3另一端与放射源固定块2转动连接。

第二方面，本实用新型还提供一种换热管焊缝射线探伤的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将胶片固定块1与连接板3卡夹于换热管焊缝下方；

步骤2，在放射源固定块2与连接板3之间卡夹放射源；

步骤3，并在胶片固定块1与换热管之间设置胶片；

步骤4，打开放射源，进行射线探伤；

步骤5，关闭放射源，取下胶片及放射源，取下换热管射线照相工装。

附图说明

图1示出本实用新型胶片固定块的主视图；

图2示出本实用新型胶片固定块的俯视图；

图3示出本实用新型放射源固定块的主视图；

图4示出本实用新型放射源固定块的俯视图；

图5示出本实用新型连接板的主视图；

图6示出本实用新型连接板的俯视图；

图7示出本实用新型照相工装的组装图；

图8示出本实用新型照相工装的工作状态图。

附图标号说明：

1-胶片固定块

11-连接底座

111-第一弧形槽

112-第一U型槽

12-胶片挡板

121-第二弧形槽

13-第一转动连接耳

131-第一通孔

2-放射源固定块

21-第三弧形槽

22-第二转动连接耳

221-第二通孔

23-第二U型槽

3-连接板

31-第三U型槽

311-第一螺杆

32-第四U型槽

321-第二螺杆

33-第三通孔

34-第四弧形槽

35-第四通孔

36-第五弧形槽

37-第五通孔

具体实施方式

下面通过对本实用新型进行详细说明，本实用新型的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于本实用新型工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以下详述本实用新型。

在高温气冷堆蒸发器换热单元中，换热管束呈螺旋状，其中部两种材质对接处呈直线状，各换热管之间空间小，不易放置放射源，而换热管除对接焊缝外不能使用焊接方法将其它部件与换热管连接，此时换热单元处于立式状态，此时射线照相位置不仅离地面较高，而且焊缝处没有任何可固定放射源及胶片的地方。

根据本实用新型第一方面，提供一种换热管射线照相工装，其特征在于，该工装包括胶片固定块1、放射源固定块2和连接板3，其中，连接板3一端与胶片固定块1转动连接，连接板3另一端与放射源固定块2转动连接。

在本实用新型中，所述胶片固定块1包括连接底座11和垂直设置于其上表面的胶片挡板12，优选地，胶片挡板12与连接底座11一体成型。

在本实用新型中，所述连接底座11为长方体或者正方体金属块，其厚度为5～60mm，优选为10～50mm。

本发明人发现，当连接底座11的厚度为5～60mm时，能够稳妥地夹持在换热管外壁上，而不对换热管造成夹痕或材料浪费，若连接底座11的厚度小于5mm，易对换热管夹出划痕且夹持不稳固；若连接底座11的厚度大于60mm太厚，则浪费材料。

在连接底座11内侧壁的中部开设有用于卡夹换热管的第一弧形槽111，所述第一弧形槽111自连接底座11的顶端贯穿至连接底座11的底端。

优选地，第一弧形槽111的深度比换热管的外半径小，优选小1～3mm，以便所述射线照相固定工装能够充分地紧固于换热管外壁上。

更优选地，所述第一弧形槽111上任意一点的曲率半径相等，即第一弧形槽111内表面平滑，无凸起、无凹陷，从而第一弧形槽111与换热管的接触面积最大，所述射线照相工装在换热管外壁上卡夹得更为稳定。

进一步优选地，所述第一弧形槽111上任意一点的曲率半径与换热管的外半径相等，或者略大于换热管的外半径，优选地，第一弧形槽111上任意一点的曲率半径比换热管外半径大0～50mm，即，第一弧形槽111上任意一点的曲率半径与换热管外半径差值为0～50mm，第一弧形槽111上任意一点的曲率半径与换热管外半径相等为最优选，此时两者接触面积最大，夹持最为稳固，当第一弧形槽111的曲率半径比换热管外半径稍大些时，夹持稳定性会略有下降，但不会下降太多，而且安装时不易对换热管造成划痕；对于外半径较大的换热管，第一弧形槽111上任意一点的曲率半径与换热管外半径差值可取较大值(近50mm)，对于外半径较小的换热管，此差值取较小值。

在本实用新型中，在所述连接底座11的内侧壁上设置有第一转动连接耳13，优选地，所述第一转动连接耳13在连接底座11的内侧壁上垂直居中，更优选地，第一转动连接耳13的左侧壁或者右侧壁相应地与连接底座11的左侧壁或者右侧壁相平，优选为左侧壁。

在本实用新型中，所述垂直居中是指位于竖直方向的中部。

在本实用新型中，连接底座11中靠近换热管的一侧为内侧，与内侧相对的一侧为外侧。

在本实用新型中，所述第一转动连接耳13为底面为U型的柱状金属块，其包括圆弧端和与圆弧端相对的平面端，在圆弧端自顶端向底端开设有用于穿过第一销轴的第一通孔131。

在本实用新型中，第一转动连接耳13的平面端与连接底座11固定连接，其圆弧端通过第一销轴与连接板3转动连接，优选地，第一转动连接耳13可带动胶片固定块1围绕第一销轴旋转。

在本实用新型中，在连接底座11的右侧壁或者左侧壁，即与设置有第一转动连接耳13一侧相对的侧壁中部开设有用于卡夹第一螺杆311的第一U型槽112，所述第一U型槽112自连接底座11的内侧壁贯穿至外侧壁，当第一螺杆转动至第一U型槽112后，旋紧第一螺杆311上螺母，使连接底座11与连接板3紧固，从而使所述射线照相固定工装卡夹于换热管外壁上，同时胶片挡板12与换热管之间形成卡夹胶片的空隙。

在本实用新型一种优选的实施方式中，所述第一U型槽112的宽度比第一螺杆311的外径大0～5mm，优选为1～4mm，便于第一螺杆311在第一U型槽112中的移动和卡夹。

在本实用新型中，所述第一U型槽112与第一弧形槽111不相接，即，第一U型槽112与第一弧形槽111不相贯通，一方面增加所述射线照相固定工装的强度，能够支撑一定重量的放射源，另一方面避免第一螺杆311与换热管接触。

在本实用新型中，第一转动连接耳13不与第一弧形槽111相交，避免第一转动连接耳13与换热管接触。

在本实用新型中，所述胶片挡板12为长方体或者正方体金属板，其厚度为5～60mm，优选为10～50mm，当胶片挡板12的厚度小于5mm时，胶片挡板太薄，加工时易变形，当胶片挡板12的厚度大于60mm时，胶片挡板太厚，浪费材料。

优选地，在胶片挡板12内表面上开设有第二弧形槽121，该第二弧形槽121自胶片挡板12的顶端延伸至胶片挡板12的底端，从而使胶片在换热管外壁呈现弧形曲面，以便于射线探伤使用。

优选地，如图1和图2所示，所述第二弧形槽121设置于胶片挡板12内表面的中部，以便于胶片挡板12与换热管相配合对胶片进行卡夹，更优选地，该第二弧形槽121上任一点的曲率半径为换热管外半径的2～30倍，优选为5～15倍，半径倍数越小，第二弧形槽121两端点离换热管越近，使胶片的夹持变形越大；倍数越大，胶片夹持变形越小；而第二弧形槽121上任一点的曲率半径大于换热管外半径的30倍时，其弧形逐渐趋于直线，对胶片的夹持效果就会消失；实际使用中既要保持对胶片有足够的夹持力又不能使胶片夹持变形过大。

在本实用新型一种优选的实施方式中，第一弧形槽111底部与第二弧形槽121底部之间的垂直距离为0.5～8mm，优选为1～5mm，便于胶片卡夹于换热管与胶片挡板12之间，且不易脱落。

在本实用新型中，胶片挡板12的内表面为靠近换热管的表面，与胶片挡板12的内表面相对的表面为胶片挡板12的外表面。

在本实用新型中，所述第二弧形槽121在任一截面上弧线的两个端点到连接底座11内侧面的垂直距离是第一弧形槽111深度的0.7倍～1倍，优选为0.8倍～0.95倍。

在本实用新型中，所述胶片挡板12的高度为30～150mm，优选为40～120mm，以稳定地卡夹胶片。

本发明人发现，当第二弧形槽121与第一弧形槽111处于上述位置关系时，在对换热管进行射线无损探伤时，成像用的胶片能够弯曲围绕在待测焊缝周围，并且能够稳定地卡夹于胶片挡板12与换热管之间，避免了胶片在射线探伤时掉落，减少了不必要的重复和麻烦，提高了工作效率。

在本实用新型一种优选的实施方式中，所述胶片挡板12的外表面与连接底座11的外端面相平。

在本实用新型一种优选的实施方式中，所述胶片挡板12的左右端面分别与连接底座11的左右端面相平。

在本实用新型中，所述放射源固定块2是一块长方体或者正方体金属块。

在本实用新型中，如图3和图4所示，在所述放射源固定块2内表面中部开设有第三弧型槽21，第三弧型槽21自放射源固定块2的顶端延伸至其底端。

优选地，所述第三弧型槽21的深度小于放射源的外半径，优选地，所述第三弧型槽21的深度比放射源的外半径小0.5～5mm，优选为1～3mm，以便放射源能够充分地紧固于换连接板3与放射源固定块2之间。

优选地，所述第三弧型槽21上任意一点的曲率半径均相等，即第三弧型槽21内表面平滑，无凸起、无凹陷，从而第三弧型槽21与放射源的接触面积最大，所述放射源在连接板3与放射源固定块2之间卡夹得更为稳定。

优选地，第三弧型槽21上任意一点的曲率半径与放射源的外半径相等，或者略大于放射源的外半径，更优选地，第三弧型槽21上任意一点的曲率半径比放射源的外半径大0～50mm，第三弧形槽21上任意一点的曲率半径与放射源外半径相等为最优选，此时两者接触面积最大，夹持最为稳固。但第三弧形槽21上任意一点的曲率半径比放射源外半径稍大些时，其夹持稳定性会稍有下降，但不会下降太多，而且安装时不易对放射源有划痕。

在本实用新型中，放射源固定块2的内表面是指其靠近放射源一侧的表面，与内表面相对的一侧为外表面。

在本实用新型中，在所述放射源固定块2的内表面上设置有第二转动连接耳22，优选地，所述第二转动连接耳22在放射源固定块2的内表面上垂直居中，更优选地，第二转动连接耳22的右侧壁或者左侧壁相应地与放射源固定块2的右侧壁或者左侧壁相平，优选为右侧壁。

在本实用新型中，所述第二转动连接耳22为底面为U型的柱状金属块，其包括圆弧端和与圆弧端相对的平面端，在圆弧端自顶端向底端开设有用于穿过第二销轴的第二通孔221。

在本实用新型中，第二转动连接耳22的平面端与放射源固定块2固定连接，其圆弧端通过第二销轴与连接板3转动连接，优选地，第二转动连接耳22可带动放射源固定块2围绕第二销轴旋转。

在本实用新型中，在放射源固定块2的左侧壁或者右侧壁，即没有设置第二转动连接耳22一侧的侧壁中部开设有用于卡夹第二螺杆321的第二U型槽23，所述第二U型槽23自放射源固定块2的内侧壁贯穿至外侧壁，当第二螺杆321转动至第二U型槽23后，旋紧第二螺杆321上螺母，使放射源固定块2与连接板3紧固，从而使放射源卡夹于放射源固定块2与连接板3之间。

在本实用新型中，所述第二U型槽23的宽度比第二螺杆321的外径大0～5mm，优选为1～4mm，便于第二螺杆321在第二U型槽23中的移动和卡夹。

在本实用新型中，所述第二U型槽23与第三弧形槽21不相接，即，第二U型槽23与第三弧形槽21不相贯通，一方面增加所述射线照相固定工装的强度，能够支撑一定重量的放射源，另一方面避免第二螺杆321与放射源接触。

在本实用新型中，第二转动连接耳22不与第三弧形槽21相交，避免第二转动连接耳22与射线照接触。

在本实用新型中，所述连接板3是长方体金属板，其厚度为20～120mm，优选为25～100mm，其长度根据射线探伤时放射源与焊缝间距离的要求而定，优选为10～50mm，一方面保证了连接板3的强度，不易弯曲；另一方面，连接板3与胶片固定块1和放射源固定块2相配，保证夹持稳定；第三，若连接板3的厚度较大，不仅重量大且浪费材料。

在本实用新型一种优选的实施方式中，如图4和图5所示，在连接板3上，与胶片固定块1相配合的一端的中部开设第三U型槽31；在连接板3与放射源固定块2相配合的一端的中部开设第四U型槽32，其中，第三U型槽31与第四U型槽32均由连接板3的左侧面延伸至连接板3的右侧面。

在本实用新型中，所述第三U型槽31的一端安插第一转动连接耳13，另一端安装第一螺杆311；所述第四U型槽32的一端安插第二转动连接耳22，另一端安装第二螺杆321。

在本实用新型中，第三U型槽31的深度大于或等于第一转动连接耳13的长度；第三U型槽31的宽度比第一转动连接耳13的厚度大0.5～2mm，便于第一转动连接耳13在第三U型槽31中的安装和转动。

在本实用新型中，在连接板3上与第一通孔131相对应的位置上开设有用于穿过第一销轴的第三通孔33。

在第三U型槽31一端与第一U型槽112相对应的位置上设置有第一螺杆311，优选地，所述第一螺杆311在第三U型槽31内通过销轴与连接板3转动连接，即，所述第一螺杆311一端通过销轴与连接板3连接，另一端可围绕销轴旋转，其可以旋转至连接板3外部，也可以旋转至第三U型槽31内部。

在本实用新型中，在连接板3上开设有第三U型槽31的一端中部开设第四弧形槽34，所述第四弧形槽34自连接板3顶端延伸至底端。

优选地，所述第四弧形槽34的深度小于换热管的外半径，优选地，所述第四弧形槽34的深度比换热管的外半径小0.5～5mm，优选为1～3mm，以便所述射线照相固定工装能够充分地紧固于换热管外壁上。

优选地，所述第四弧形槽34上任意一点的曲率半径均相等，即第四弧形槽34内表面平滑，无凸起、无凹陷，从而第四弧形槽34与换热管的接触面积最大，所述射线照相工装在换热管外壁上卡夹得更为稳定。

优选地，第四弧形槽34上任意一点的曲率半径与换热管的外半径相等，或者略大于换热管的外半径，更优选地，第四弧形槽34上任意一点的曲率半径比换热管的外半径大0～50mm，即，第四弧形槽34上任意一点的曲率半径与换热管外半径差值为0～50mm，优选与第一弧形槽111上任意一点的曲率半径相等。第四弧形槽34上任意一点的曲率半径与换热管外半径相等为最优选，此时两者接触面积最大，夹持最为稳固，当第四弧形槽34上任意一点的曲率半径比换热管外半径稍大些时其夹持稳定性会略有下降，但不会下降太多，且安装时不易对换热管有划痕。

对于外半径较大的换热管，第四弧形槽34上任意一点的曲率半径与换热管外半径差值可取较大值(近50mm)，对于外半径较小的换热管，此差值取较小值。

在本实用新型中，第四U型槽32的深度大于或等于第二转动连接耳22的长度；第四U型槽32的宽度比第二转动连接耳22的厚度大0.5～2mm，便于第二转动连接耳22在第四U型槽32中的安装和转动。

在本实用新型中，在连接板3上与第二通孔221相对应的位置上开设有用于穿过第二销轴的第四通孔35。

在第四U型槽32一端与第二U型槽23相对应的位置上设置有第二螺杆321，优选地，所述第二螺杆321在第四U型槽32内通过销轴与连接板3转动连接，即，所述第二螺杆321一端通过销轴与连接板3连接，另一端可围绕销轴旋转，其可以旋转至连接板3外部，也可以旋转至第四U型槽32内部。

在本实用新型中，在连接板3上开设有第四U型槽32的一端中部开设第五弧形槽36，所述第五弧形槽36自连接板3顶端延伸至底端，以使连接板3与放射源固定块2配合，将放射源固定于所述射线照相固定工装上。

优选地，所述第五弧形槽36的深度小于放射源的外半径，优选地，所述第五弧形槽36的深度比放射源的外半径小0.5～5mm，优选为1～3mm，以便放射源能够充分地紧固于换连接板3与放射源固定块2之间。

优选地，所述第五弧形槽36上任意一点的曲率半径均相等，即第五弧形槽36内表面平滑，无凸起、无凹陷，从而第五弧形槽36与放射源的接触面积最大，所述放射源在连接板3与放射源固定块2之间卡夹得更为稳定。

优选地，第五弧形槽36上任意一点的曲率半径与放射源的外半径相等，或者略大于放射源的外半径，更优选地，第五弧形槽36上任意一点的曲率半径比放射源的外半径0～50mm，即，第五弧形槽36上任意一点的曲率半径与换热管外半径差值为0～50mm，优选与第一弧形槽111上任意一点的曲率半径相等，第三弧形槽36上任意一点的曲率半径与放射源外半径相等为最优选，此时两者接触面积最大，夹持最为稳固，当第三弧形槽36上任意一点的曲率半径比放射源外半径稍大些时，其夹持稳定性会略有下降，但不会下降太多，且安装时不易对放射源有划痕。

在本实用新型中，在连接板3左右两侧面的中部分别向连接板3中心凹陷，形成两个凹面，在支撑作用变化不大的情况下减小自重。

在本实用新型中，所述凹面的长度小于第三U型槽31与第四U型槽32之间的距离。

在本实用新型中，所述凹面的深度小于连接板3宽度的0～1/3保证连接板3的强度，不能发生弯曲和扭曲。

在本实用新型一种优选的实施方式中，在连接板3上第三U型槽31和第四U型槽32之间开设有一个或多个第五通孔37，优选地，所述第五通孔37为腰形、圆形、长方形、正方形或者菱形，从而在不降低连接板3支撑强度的同时减轻连接板3的自重。

在本实用新型一种优选的实施方式中，如图5所述照相固定工装是按照以下方式装配的：

胶片固定块1通过第一转动连接耳13以及销轴与连接板3转动连接，当第一螺杆311旋转至第一U型槽112中，并通过其上设置的蝶形螺母旋紧后，胶片固定块1与连接板3紧固；放射源固定块2通过第二转动连接耳22以及销轴与连接板3转动连接，当第二螺杆321旋转至第二U型槽23中，并通过其上设置的蝶形螺母旋紧后，放射源固定块2与连接板3紧固。

根据本实用新型的第二方面，还提供一种换热管焊缝射线探伤的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将胶片固定块1与连接板3卡夹于换热管焊缝下方；

步骤2，在放射源固定块2与连接板3之间卡夹放射源；

步骤3，并在胶片固定块1与换热管之间设置胶片；

步骤4，打开放射源，进行射线探伤；

步骤5，关闭放射源，取下胶片及放射源，取下换热管射线照相工装。

优选地，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将第一螺杆311旋转至连接板3外部，将胶片固定块1与连接板3分开至一定角度，将第一弧形槽111与第四弧形槽34相应地卡夹于换热管的对接焊缝下方，合拢胶片固定块1与连接板3，将第一螺杆311卡夹于第一U型槽112中，并旋紧第一螺杆311上的蝶形螺母，使胶片固定块1一端固定于换热管上；

步骤2，将第二螺杆321旋转至连接板3外部，在第三弧形槽21与第五弧形槽36之间卡夹放射源，合拢放射源固定块2与连接板3，调整放射源的高度，将第二螺杆321卡夹于第二U型槽23中，并旋紧第二螺杆321上的蝶形螺母，使放射源在放射源固定块2与连接板3之间紧固；

步骤3，再将胶片卡夹于胶片固定块1与换热管之间；

步骤4，打开放射源，进行射线探伤；

步骤5，关闭放射源，拧开第二螺杆321上的蝶形螺母，取下胶片及放射源，拧开第一螺杆311上的蝶形螺母，取下换热管射线照相工装。

根据本实用新型提供的换热管放线照相固定工装及使用该工装进行射线照相的方法，具有以下有益效果：

(1)可轻松将放射源固定于需射线探伤的换热管对接焊缝附近，操作简单，速度快，

(2)可根据需要将放射源固定于焊缝周围任一方位，定位精确；

(3)不受焊缝高度限制，不用从地面或其它物体上架设支撑占用空间小，可有效避开其它换热管的影响，

(4)不会对换热管造成任何伤害。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本实用新型进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本实用新型的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本实用新型精神和范围的情况下，可以对本实用新型技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围以所附权利要求为准。