[发明专利]一种外表面带半U形温度测点套管座结构及焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度测点套管座结构及其焊接工艺。

背景技术

在锅炉运行过程中，常常需对管道等受压部件设备内介质温度进行监控，并根据介质温度的变化进行燃烧烟风系统等调节，以达到稳定的温度设计参数，确保受压部件设备安全运行。故在设计管道、压力容器时，需在管道等受压部件设备上设计一种温度测点套管座装置，真实反映管道等受压部件设备内介质温度，保证管道、压力容器的正常运行功能。

如图1所示，为传统的温度测点套管座结构示意图，温度测点套管座2装焊在要求测量介质温度的管件1上，焊接坡口为J型未焊透盆式坡口，采用焊条电弧焊焊接角焊缝。该坡口焊接后，在多种因素作用下角焊缝容易产生气孔未熔合、冷裂纹和夹渣等超标缺陷。如果每层焊后清渣不干净将产生夹渣缺陷，特别是根部尤易产生夹渣。该J型未焊透盆式坡口深度小于管件1的最小壁厚，且坡口底部尖锐角处容易产生焊接残余应力和应力集中，夹渣或者微裂纹在应力作用以及管座下插处因管道内部气体高速流动的共振作用下裂纹会迅速扩展导致泄露。因此，若焊接质量不过关，有可能发生温度测点套管座角焊缝渗漏，甚至脱落，后果极为严重。因此，该传统型温度测点套管座结构有其一定的不合理性。更进一步，由于结构原因，传统温度测点套管座焊接时，根部的缺陷无法通过射线探伤检测出来，仅能使用磁粉探伤检测表面质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种避免事故隐患，确保其安全使用的温度测点套管座及其焊接方法。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种外表面带半U形温度测点套管座结构，包括装焊在管件上的套管座，其特征在于：套管座与管件焊接部分的外圆周面向外延伸形成一圈凸起，该凸起的焊接面呈半U形坡口一，管件的焊接面呈半U形坡口二，半U形坡口一与半U形坡口二配对形成完整的U形焊接坡口。

优选地，所述半U形坡口一的上边缘与所述半U形坡口二的上边缘平齐。

优选地，所述U形焊接坡口的深度不小于所述管件计算的最小允许壁厚高度。

本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的外表面带半U形温度测点套管座结构的焊接工艺，其特征在于，步骤为：

第一步、焊前清理待焊接的套管座的半U形坡口一及管件的半U形坡口二呈现金属光泽；

第二步、根据管件及套管座的材料进行预热；

第三步、使用钨极惰性气体保护焊装配并按圆周三点均布将套管座点焊在管件上；

第四步、根据管件材料选用氩气或免充氩保护剂对U形焊接坡口背面进行根部保护；

第五步、使用钨极惰性气体保护焊对U形焊接坡口根部进行打底焊，采用多层多道焊，焊接时，控制每层每道之间的层间温度，避免焊枯，在层间温度≥300℃时，暂停施焊；

第六步、打底焊完成后，采用砂轮对焊缝背面进行打磨，去除焊接缺陷，确保根部焊缝质量；

第七步、U形焊接坡口的中间焊道及盖面焊使用焊条电弧焊施焊，采用多层多道焊，焊接时，焊条摆动宽度不得超过焊条直径的3倍，控制层间温度≤300℃，每焊完一道后彻底清除焊渣，每层焊道的收弧处回焊并填满弧坑；

第八步、盖面焊焊满后，角焊缝的焊脚高度焊接至满足设计图纸的要求为止。

优选地，在第五步中，所述打底焊焊熔敷金属厚度至少填满下部U形焊接坡口。

优选地，在第七步中，采用砂轮打磨所述弧坑，避免产生弧坑裂纹。

由于温度测点套管座采用了上述结构，符合标准中常采用的全焊透性的管件对接坡口理念，套管座定位性精确，通过已形成完整的U形焊接坡口可以先进行钨极惰性气体保护焊(英文简称为：GTAW)打底，避免原焊接结构的根部缺陷，该结构便于焊枪均匀对称摆动，无需清除焊渣，有效避免原结构的角焊缝容易产生气孔未熔合、冷裂纹和夹渣等超标缺陷，也便于采用自动焊接的方法实施，避免原温度测点套管座的定位困难，有效提高套管座与管件焊接质量，确保了管件的密封性。该连接方式，防止在运输、运行等过程中套管座脱落和渗漏。

本发明提供的装置克服了现有技术的不足，通过采用全焊透性的管件对接坡口理念，设计温度测点套管座外表面周边配有半U形坡口，与管件的孔边半U形坡口配对形成完整的U形焊接坡口，采用GTAW打底成熟的焊接工艺，使套管座与管件的有效壁厚处能完全焊透，消除了焊接残余应力产生和裂纹源扩展导致脱落和渗漏的隐患，焊接质量可控并大有提高，也提高了温度测点套管的精确定位，增强了温度测点套管座运行过程的安全性和可靠性，结构简单，制造装配方便。

综上所述，本发明的优点是：

1、套管座定位精确，安装准确性高，安装方便；