[发明专利]一种防止核电厂管道焊接变形的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及核电厂建造施工技术领域，尤其涉及一种防止核电厂的管道在焊接过程中变形的装置及方法。

背景技术

在核电厂管道施工过程中，温度、压力(压差)、流量等测点管线一般通过接管座与管道连接，在管道预制过程中，一般先在管道上开出接管座的焊接孔,再将接管座焊接到已开好焊接孔的管道上。由于接管座一般为非对称形状，因此接管座焊接一般也为单侧不对称焊接。由于焊接时一般不会也不可能将管道温度预热到焊接温度，管道预热温度与管道焊接温度就会产生温度差，管道和焊缝的冷却收缩就不一致，这样焊缝就产生了较大的焊接应力，导致管道出现较为明显的焊接变形，对较小管道的焊接变形尤为突出。

但是，目前核电厂对管道焊接接管座时出现管道变形并没有行之有效的预防措施，不能进行事前有效预防，只能事后对已发生焊接变形的管道进行人工或机械校正。对已发生焊接变形的管道进行人工或机械校正需要投入大量的人力、物力和时间，而且管道愈大愈难进行校正，极大的影响了核电厂管道预制的速度，影响核电厂工程施工进度，同时人工或机械校正法会使金属材料因冷作硬化而变脆并产生附加应力，对工程施工质量也产生了不利影响。其主要缺点是工作效率低，维护成本高，工程质量差，不能满足对核电厂施工质量、进度和成本的要求。

发明内容

为了解决现有技术中核电厂管道在焊接接管座时极易出现焊接变形，而人工或机械校正管道变形的方法效率低，维护成本高，工程质量差，不能满足对核电厂施工质量、进度和成本要求的技术问题，本发明提供一种新的防止核电厂管道焊接变形的装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：提供一种防止核电厂管道焊接变形的装置，其特征在于，所述装置包括支撑架、固定在所述支撑架上的固定平台、与所述固定平台可活动连接的顶升机构以及与所述固定平台可拆卸连接的用于固定所述管道的夹具，所述顶升机构可相对于所述固定平台移动，并可选择性地顶升所述管道的焊接处对应的位置以抵消焊接时的焊接应力。

进一步的，所述固定平台水平固定在所述支撑架上，所述顶升机构可相对于所述固定平台在竖直方向移动。

进一步的，所述顶升机构包括位于所述固定平台上方的顶升板、焊接在所述顶升板下表面的至少两个第一螺栓以及与所述每个第一螺栓配合使用的至少一个第一螺帽。

进一步的，所述顶升板下表面间隔焊接有四个所述第一螺栓，每个所述第一螺栓螺纹连接有一个所述第一螺帽，所述四个第一螺栓分布在所述顶升板的四角，并相对于所述顶升板呈中心对称设置。

进一步的，所述固定平台开设有贯穿孔，所述第一螺栓由所述固定平台的上表面插入所述贯穿孔中，所述第一螺帽在所述固定平台下表面与所述第一螺栓螺纹连接，所述顶升板高于所述固定平台的高度可通过旋转所述第一螺帽在所述第一螺栓上的位置进行调节。

进一步的，所述固定平台包括两根凹槽背对设置的槽钢以及焊接在所述两根槽钢上的连接板，所述两根槽钢对称开设有贯穿孔，所述贯穿孔包括形成在所述槽钢上腿上的开孔和形成在所述槽钢下腿上的开孔，所述第一螺栓由所述槽钢上腿的开孔贯穿插入所述槽钢下腿的开孔中，所述第一螺帽在所述槽钢的下腿处与所述螺栓螺纹连接。

进一步的，所述夹具包括可箍住所述管道的抱箍以及将所述抱箍可拆卸地连接到所述固定平台上的第二螺帽，所述抱箍为半包围的大致呈半圆形的结构，所述抱箍的两端从所述固定平台的上表面插入开设在所述固定平台上的固定孔中，并通过所述第二螺帽固定。

进一步的，所述支撑架包括两对分叉的支腿以及焊接在所述两对分叉的支腿上的横梁，所述固定平台通过第二螺栓固定在所述横梁上。

本发明还提供一种应用以上任意所述的防止核电厂管道焊接变形的装置防止核电厂管道焊接变形的方法，所述装置包括支撑架、固定在所述支撑架上的固定平台、与所述固定平台可活动连接的顶升机构以及与所述固定平台可拆卸连接的用于固定所述管道的夹具，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、在需要焊接接管座的管道上开设接管座孔；

S2、将开设有接管座孔的管道固定在所述防止核电厂管道焊接变形的装置上，并将所述管道的对应所述接管座孔的部分对准所述顶升机构；

S3、调整所述顶升机构相对于所述固定平台的高度，对所述管道的对应所述接管座孔的部分施加与焊接接管座时的焊接应力大小相等，方向相反的外力；

S4、将接管座焊接在所述管道上；

S5、焊接完成后，解除在步骤S3中施加在管道上的外力，并将管道从所述装置上取下。