[发明专利]高温高压高流速用的铠装热电偶的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铠装热电偶的使用方法，特别是涉及一种用于高温高压高流速用的 铠装热电偶的焊接方法。

背景技术

现有的铠装热电偶或称套管式铠装热电阻，包括壳体、热电偶丝和热套管，热电偶 丝插入热电偶的头部热套管中，通过热套管测量环境的温度，防止热电偶丝受到破坏， 因此热电偶的使用环境主要受到热电偶的适应程度和测量条件的限制。

一般来说，铠装热电偶由于测量比较精确，其应用范围越来越广泛，特别是应用到 各种高压高温高流速的测量环境中，如用于超超临界火电机组用的高温高压高流速状态 下测量温度。而1000MW超超临界火电机组和600MW超超临界火电机组需要测量温度的 主要管道和热套管所受应力的参数为：主蒸气温度610℃，流速100m/S，静压力30MPa、 在如此恶劣条件下铠装热电偶蠕变抗拉强度达85MPa，而所需寿命要达10⁵小时(约 11.4年)。

为适应上述使用环境，铠装热电偶除了要有相应的结构改进，还给其焊接提出了更 高要求。采用普通的焊接方法铠装热电偶达不到使用要求，也无法确保相应的超超临界 机组的安全运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷而提供一种高温高压高流 速用的铠装热电偶的焊接方法，使其焊接后的铠装热电偶能够在高温高压高流速条件下 达到使用要求。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

高温高压高流速用的铠装热电偶的焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)铠装热电偶的热套管通过管座与管道开孔焊接，热套管外径与管座和管道开 孔的内孔直径紧密配合，间隙为0.05～0.15mm；

(2)管座与热套管垂直于管道安装，然后焊接；

(3)管座的材料采用不低于管体的金属材料；

(4)管座与热套管焊接点K1焊接坡口为45度，K1＝8～10mm；

(5)管座与管道的焊接点K2焊接坡口为45度，K2＝12～15mm。

所述的K1最好为10mm，经计算：K1＝10mm时焊接缝的剪应力σ＝12.3MPa，小 于焊接缝应力[σ]＝42.5MPa，可以安全使用。

所述的K2最好为15mm，经计算：K2＝15mm，焊缝的正应力ξ＝8.25MPa，小于[ζ] ＝42.5，可以安全使用；

与现有技术相比，本发明的优点在于：符合要求的铠装热电偶通过上述焊接方法焊 接到使用场所中，特别是焊接到下述条件下：主蒸气温度610℃、流速100m/S、静压力 30MPa、蠕变抗拉强度85MPa时，其寿命能达10⁵小时(约11.4年)，达到安全使用周 期内的使用寿命，并且能正确测定温度，完全符合高温高压高流速条件下的使用要求， 因此其可广泛应用于各种高温高压高流速条件下的测温，如1000MW超超临界火电机组和 600MW超超临界火电机组工况条件下的测量蒸气的温度。

附图说明

图1为本发明高温高压高流速用的铠装热电偶的焊接示意图。

图2为图1中的A部分的放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，高温高压高流速用的铠装热电偶的热套管1呈圆台型，热套管1穿过管 座2中间，所述的热套管1外径与管座2和管道3开孔的内孔直径紧密配合，间隙为0.05～ 0.15mm。管座2的外径最小为60mm。

使用时，将上述高压高温高流速用的热电偶的热套管1焊接到管道2中，先用管座2 焊接在管道3上，再将热套管1伸入管座2，然后插入需要测量温度的管道3开孔的内孔内。 所述的管座2和热套管1垂直于管道3，保持-90°位置，然后进行焊接，焊接点：K1和 K2经过计算确定焊缝尺寸如下：K1＝10mm，K2＝15mm。焊接的位置和焊接的坡口会影 响其使用性能，焊缝坡口K1、K2均为45°。

为了消除安装后的应力集中，在管道3开孔的内壁倒角，R为2mm，见图2中的A局部 放大图。