核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于焊接的技術(shù)領(lǐng)域。為了解決CAP1400堆型鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的用電量大、對施工現(xiàn)場的用電負(fù)荷造成很大的負(fù)擔(dān)問題，本發(fā)明提出一種核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，包括將環(huán)焊縫分為若干段；清理環(huán)焊縫的表面；將測溫?zé)犭娕疾贾糜跓崽幚韰^(qū)域，將控溫?zé)犭娕疾贾糜诩訜崞?；將加熱片固定于熱處理區(qū)域，然后在加熱片上覆蓋保溫棉；將加熱片的溫度升高到熱處理溫度范圍的下限值以下；使全部測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值相同且該溫度值在熱處理溫度范圍的下限值以下；逐次將全部測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值升高至熱處理溫度范圍內(nèi)；保溫，保溫結(jié)束后進(jìn)行降溫。本發(fā)明的方法降低了熱處理的用電負(fù)荷，提高了熱處理的效果。
【專利說明】
核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于焊接的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]CAP1400堆型是我國在第三代核電技術(shù)AP1000的基礎(chǔ)上，開發(fā)出的功率更大的核電堆型。CAP1400堆型屬于非能動核電機(jī)組，鋼制安全殼是非能動核電機(jī)組安全隔離系統(tǒng)的重要組成部分，如圖1所示，鋼制安全殼包括頂封頭10、筒體11和底封頭12，其中筒體11高73米，直徑為43米，共由144塊弧板焊接而成，筒體11包括十一圈環(huán)焊縫13AP1000堆型鋼制安全殼的筒體壁厚為43mm，按照規(guī)范要求，該筒體的環(huán)焊縫不需要進(jìn)行焊后熱處理，而CAP1400堆型鋼制安全殼筒體的壁厚為52mm，按照規(guī)范要求，該筒體的環(huán)焊縫需要進(jìn)行焊后熱處理。CAP1400堆型鋼制安全殼筒體的每條環(huán)焊縫長達(dá)135m，一次熱處理整條環(huán)焊縫的用電量非常大，以規(guī)格為600mm*400mm、額定功率為1KW的履帶式加熱片為例，一次熱處理就需要履帶式加熱片450片，需4500KW的用電量，對施工現(xiàn)場的用電負(fù)荷造成很大負(fù)擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決CAP1400堆型鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的用電量大、對施工現(xiàn)場的用電負(fù)荷造成很大的負(fù)擔(dān)問題，本發(fā)明提出一種核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，包括以下步驟:
[0004](I)將環(huán)焊縫分為若干段，然后對環(huán)焊縫分段進(jìn)行下述步驟的處理；
[0005](2)清理環(huán)焊縫的表面；
[0006](3)將測溫?zé)犭娕疾贾糜诃h(huán)焊縫的熱處理區(qū)域，將控溫?zé)犭娕疾贾糜诩訜崞希?br>[0007](4)將所述加熱片固定于環(huán)焊縫的熱處理區(qū)域，然后在所述加熱片上覆蓋保溫棉；
[0008](5)通過所述控溫?zé)犭娕颊{(diào)整所述加熱片的溫度，將所述加熱片的溫度升高到規(guī)范要求的熱處理溫度范圍的下限值以下；
[0009](6)通過所述加熱片調(diào)整熱處理區(qū)域的溫度，使全部所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值相同且該溫度值在規(guī)范要求的熱處理溫度范圍的下限值以下；
[0010](7)通過所述加熱片調(diào)整熱處理區(qū)域的溫度，將全部所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值升高至相同值，重復(fù)本步驟，這樣逐次將全部所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值升高至規(guī)范要求的熱處理溫度范圍內(nèi)；
[0011 ] (8)保溫，保溫結(jié)束后進(jìn)行降溫。
[0012]其中，所述步驟(I)中，每次選出一段環(huán)焊縫進(jìn)行所述步驟(2)-(8)的處理。
[0013]其中，所述步驟(I)中，將環(huán)焊縫均分為六段。
[0014]其中，所述步驟(3)中，將所述測溫?zé)犭娕寂c無紙記錄儀連接。
[0015]其中，所述步驟(3)中，將測溫?zé)犭娕季鶆虿贾糜诃h(huán)焊縫的熱處理區(qū)域。
[0016]其中，所述步驟(4)中，將所述加熱片先鋪設(shè)于鐵絲網(wǎng)上，再將所述鐵絲網(wǎng)固定于筒體上以將所述加熱片固定于環(huán)焊縫的熱處理區(qū)域。
[0017]其中，所述加熱片鋪設(shè)于鐵絲網(wǎng)上后，將所述加熱片上的控溫?zé)犭娕寂c溫控箱連接。
[0018]其中，所述步驟(4)中，將所述保溫棉先固定于支撐架上，再將所述支撐架固定于筒體上以將所述保溫棉覆蓋于所述加熱片上。
[0019]其中，所述步驟(7)中，每次將全部所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值升高5-20度。
[0020]其中，所述步驟(7)中，每次將全部所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值升高后均等待10-20分鐘，再進(jìn)行下一次所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值的升高。
[0021]其中，所述步驟(5)中，所述加熱片的溫度升高到規(guī)范要求的熱處理溫度范圍的下限值以下后，恒溫1-2個小時。
[0022]其中，所述步驟(6)中，全部所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值相同且該溫度值在規(guī)范要求的熱處理溫度范圍的下限值以下后，恒溫10-30分鐘。
[0023]本發(fā)明核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法具有如下的有益效果:
[0024]本發(fā)明的方法對整條環(huán)焊縫進(jìn)行分段熱處理，這樣每次熱處理的面積就會減小，使用的加熱片也大大減少，從而每次熱處理的用電負(fù)荷大大降低，例如當(dāng)整條環(huán)焊縫均分為六段，每次處理其中一個分段時，用電負(fù)荷用原來的4500KW降低到800KW左右，同時也降低了設(shè)備及材料的使用量，在保證熱處理的效果和目的的前提下大大降低了環(huán)焊縫熱處理施工的用電負(fù)荷及施工成本。
[0025]在本發(fā)明的方法中，測溫?zé)犭娕季鶆虿贾糜诃h(huán)焊縫的熱處理區(qū)域，這樣能夠更準(zhǔn)確的檢測熱處理區(qū)域的溫度，進(jìn)而能夠更準(zhǔn)確地控制整個熱處理區(qū)域的溫度。
[0026]在本發(fā)明的方法中，先將全部測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值調(diào)為相同值，再逐次將測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值統(tǒng)一升至規(guī)范要求的熱處理溫度范圍內(nèi)，這樣第一能夠避免熱處理區(qū)域內(nèi)某些點的溫度偏高或偏低導(dǎo)致熱處理不均勻，影響熱處理的效果;第二能夠使熱處理的過程更簡單，效率更高;第三能夠使筒體的升溫更穩(wěn)定更均勻，提高熱處理的效果。
[0027]在本發(fā)明的方法中，將控溫?zé)犭娕脊潭ㄓ诩訜崞?，這樣第一能夠減小熱處理區(qū)域的溫差，提高熱處理的效果;第二，將控溫?zé)犭娕脊潭ㄓ诩訜崞线€能解決筒體超溫(溫度超過規(guī)定的熱處理溫度范圍)的問題，如果熱處理過程中筒體溫度超過620度，將會對筒體造成不可逆轉(zhuǎn)的損害，所以要避免筒體超溫;將控溫?zé)犭娕脊潭ㄓ诩訜崞希販責(zé)犭娕季湍軌蚩刂萍訜崞臏囟?，加熱片是給筒體加熱的，所以只要加熱片的溫度不超溫，筒體也不會超溫，在本發(fā)明的方法中，將加熱片的溫度設(shè)為不超溫的溫度，筒體就不會超溫，而且加熱片的升溫過程需要7-8個小時，在升溫過程中施工人員不用守在現(xiàn)場，也不用擔(dān)心筒體超溫，這樣使熱處理的過程更簡單，更節(jié)省人力。
【附圖說明】
[0028]圖1為鋼制安全殼的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為將環(huán)焊縫均分為六段的示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明的技術(shù)方案。[0031 ]本發(fā)明核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，包括以下步驟:
[0032](I)將環(huán)焊縫分為若干段，然后對環(huán)焊縫分段進(jìn)行下述步驟(2)-(8)的處理。如圖2所示，可以將環(huán)焊縫13均分為六段，然后每次選出一段環(huán)焊縫進(jìn)行下述步驟(2)-(8)的處理，也可以每次選出對稱的兩段環(huán)焊縫進(jìn)行下述步驟(2)-(8)的處理。
[0033]在本步驟之前還要準(zhǔn)備熱處理所需的工具，包括控溫?zé)犭娕?、測溫?zé)犭娕?、加熱片、無紙記錄儀、溫控箱、鐵絲網(wǎng)和保溫棉支撐架等。
[0034](2)清理環(huán)焊縫的表面，環(huán)焊縫及環(huán)焊縫兩側(cè)加熱范圍內(nèi)不能存在機(jī)加工液體、油月旨、檢測用殘留物(如超聲波檢測用耦合劑、液體滲透劑和磁粉檢測液體)和其它在加熱后會對鋼制安全殼筒體有害的污染物。
[0035](3)將測溫?zé)犭娕季鶆虿贾糜诃h(huán)焊縫的熱處理區(qū)域，測溫?zé)犭娕伎梢渣c焊于環(huán)焊縫的熱處理區(qū)域，測溫?zé)犭娕加糜跈z測熱處理區(qū)域的溫度，其中，測溫?zé)犭娕季鶆虿贾糜诃h(huán)焊縫的熱處理區(qū)域能夠更準(zhǔn)確的檢測熱處理區(qū)域的溫度，因為熱處理區(qū)域不同位置的溫度可能差別較大，比如環(huán)焊縫中線位置的溫度與熱處理范圍邊緣處的溫度差別就較大，通過均勻布置測溫?zé)犭娕?，能夠?zhǔn)確檢測整個熱處理區(qū)域的溫度。
[0036]在本步驟中，還將測溫?zé)犭娕寂c無紙記錄儀連接，無紙記錄儀用于保存熱處理過程中的數(shù)據(jù)，以便于以后分析使用。其中，在測溫?zé)犭娕寂c無紙記錄儀的接線過程中，要對測溫?zé)犭娕嫉膶?dǎo)通情況進(jìn)行檢查，如果測溫?zé)犭娕键c焊存在不牢固或脫落的情況，則對測溫?zé)犭娕歼M(jìn)行更換。
[0037]將控溫?zé)犭娕疾贾糜诩訜崞?，可以將控溫?zé)犭娕键c焊于加熱片，控溫?zé)犭娕加糜诳刂萍訜崞臏囟取?br>[0038](4)將加熱片固定于環(huán)焊縫的熱處理區(qū)域，然后在加熱片上覆蓋保溫棉。具體地，有多片加熱片，逐片將加熱片鋪設(shè)于鐵絲網(wǎng)上，再將鐵絲網(wǎng)固定于筒體上以將加熱片固定于環(huán)焊縫的熱處理區(qū)域。
[0039]其中，加熱片在鋪設(shè)之前，使用萬用表逐一檢查其導(dǎo)通狀況，確認(rèn)每一片加熱片導(dǎo)通良好才能進(jìn)行鋪設(shè)。加熱片鋪設(shè)于鐵絲網(wǎng)上后，將加熱片上的控溫?zé)犭娕寂c溫控箱連接，這樣可以通過溫控箱控制控溫?zé)犭娕?，再通過控溫?zé)犭娕伎刂萍訜崞臏囟取?br>[0040]將保溫棉先固定于支撐架上，例如可以通過鐵絲綁于支撐架上，再將支撐架通過螺栓固定于筒體上以將保溫棉覆蓋于加熱片上。其中，保溫厚度在120mm以上。
[0041](5)通過控溫?zé)犭娕颊{(diào)整加熱片的溫度，將加熱片的溫度升高至規(guī)范要求的熱處理溫度范圍的下限值以下，然后恒溫1-2個小時。
[0042]在本步驟之前，逐一對控溫?zé)犭娕肌y溫?zé)犭娕?、加熱片、溫控箱、無紙記錄儀等設(shè)備進(jìn)行檢查，確保其工作狀態(tài)良好。規(guī)范要求的熱處理溫度范圍為593°C-620 °C，通過控溫?zé)犭娕颊{(diào)整加熱片的溫度，將加熱片的溫度升高至593°C以下的某個溫度值，例如580 °C，然后恒溫1-2個小時，本步驟的過程可以通過在溫控箱上設(shè)置熱處理曲線來自動執(zhí)行。因為加熱片的作用是給熱處理區(qū)域加熱及保溫，在本步驟中，當(dāng)加熱片的溫度在593°C以下時，筒體上熱處理區(qū)域的溫度也是在593°C以下的。恒溫1-2個小時的作用是使加熱片及筒體上的溫度趨于穩(wěn)定。
[0043](6)通過加熱片調(diào)整熱處理區(qū)域的溫度，使全部測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值相同且該溫度值在593°C以下，例如全部測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值均為580°C，然后恒溫10-30分鐘。其中，恒溫10-30分鐘的作用是使溫度趨于穩(wěn)定。
[0044](7)通過加熱片調(diào)整熱處理區(qū)域的溫度，將全部測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值升高至相同值，重復(fù)本步驟，這樣逐次將全部測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值升高至規(guī)范要求的熱處理溫度范圍593°C_620°C內(nèi)。例如在步驟(6)中全部測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值已均為580°C，在本步驟中先將溫度值由5800C統(tǒng)一升高到5900C，待全部測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值均為590°(:后，再將溫度值由590°C統(tǒng)一升高至600°C，溫度值600°C已在規(guī)范要求的熱處理溫度范圍593°C_620°C內(nèi)，所以全部測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值均為600°C時，已滿足熱處理要求，不再進(jìn)行升溫。
[0045]其中，測溫?zé)犭娕紮z測的溫度就是熱處理區(qū)域的溫度，在本發(fā)明的方法中，先將全部測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值調(diào)為相同值，再逐次將測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值統(tǒng)一升至規(guī)范要求的熱處理溫度范圍內(nèi)，這樣第一能夠避免熱處理區(qū)域內(nèi)某些點的溫度偏高或偏低導(dǎo)致熱處理不均勻，影響熱處理的效果。第二能夠使熱處理的過程更簡單，效率更高，例如假如熱處理的時間為X小時，如果有一個點A的溫度還未達(dá)到熱處理的要求，而其他點均已達(dá)到熱處理的要求，這樣再經(jīng)過X小時，其他點的熱處理時間已符合了要求，但點A的熱處理時間還未滿足要求，因為雖然經(jīng)過了X小時，但點A將一部分時間用于升溫了，即消耗了一部分時間來將溫度升至滿足熱處理要求的溫度，這樣在其他點的熱處理時間已符合了要求的情況下，還要等著點A，導(dǎo)致熱處理的時間拖長，降低了熱處理的效率，特別是當(dāng)有多個點溫度均不同時，會使控制的過程變得很復(fù)雜。第三，逐次將溫度值升至規(guī)范要求的熱處理溫度范圍內(nèi)能夠使筒體的升溫更穩(wěn)定更均勻，提高熱處理的效果。
[0046]在本步驟中，可以每次將全部測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值升高5-20度，且每次將全部測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值升高后均等待10-20分鐘，待溫度穩(wěn)定后再進(jìn)行下一次溫度的升尚O
[0047](8)保溫，保溫結(jié)束后進(jìn)行降溫，其中，保溫和降溫過程中的溫度、時間參數(shù)根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置，本步驟可以通過在溫控箱上設(shè)置熱處理曲線來自動執(zhí)行。熱處理完成后，將支撐架和鐵絲網(wǎng)拆除，然后對筒體上的點固區(qū)進(jìn)行PT檢驗(液體滲透檢驗)。
[0048]本發(fā)明的方法中，將控溫?zé)犭娕脊潭ㄓ诩訜崞希@樣第一能夠減小熱處理區(qū)域的溫差，提高熱處理的效果，因為當(dāng)控溫?zé)犭娕脊潭ㄓ谕搀w上時，環(huán)焊縫處的溫度與環(huán)焊縫兩側(cè)50mm位置的溫差為30度以上，而控溫?zé)犭娕脊潭ㄓ诩訜崞蠒r，環(huán)焊縫處的溫度與環(huán)焊縫兩側(cè)50mm位置的溫差為10-20度，大大降低了溫差，提高了熱處理的效果。第二，將控溫?zé)犭娕脊潭ㄓ诩訜崞线€能解決筒體超溫(溫度超過規(guī)定的熱處理溫度范圍)的問題，如果熱處理過程中筒體溫度超過620度，將會對筒體造成不可逆轉(zhuǎn)的損害，所以要避免筒體超溫;將控溫?zé)犭娕脊潭ㄓ诩訜崞?，控溫?zé)犭娕季湍軌蚩刂萍訜崞臏囟龋訜崞墙o筒體加熱的，所以只要加熱片的溫度不超溫，筒體也不會超溫，在本發(fā)明的方法中，將加熱片的溫度設(shè)為不超溫的溫度，筒體就不會超溫，而且加熱片的升溫過程需要7-8個小時，在升溫過程中施工人員不用守在現(xiàn)場，也不用擔(dān)心筒體超溫，這樣使熱處理的過程更簡單，更節(jié)省人力。
【主權(quán)項】
1.一種核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將環(huán)焊縫分為若干段，然后對環(huán)焊縫分段進(jìn)行下述步驟的處理； (2)清理環(huán)焊縫的表面； (3)將測溫?zé)犭娕疾贾糜诃h(huán)焊縫的熱處理區(qū)域，將控溫?zé)犭娕疾贾糜诩訜崞希?(4)將所述加熱片固定于環(huán)焊縫的熱處理區(qū)域，然后在所述加熱片上覆蓋保溫棉； (5)通過所述控溫?zé)犭娕颊{(diào)整所述加熱片的溫度，將所述加熱片的溫度升高到規(guī)范要求的熱處理溫度范圍的下限值以下； (6)通過所述加熱片調(diào)整熱處理區(qū)域的溫度，使全部所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值相同且該溫度值在規(guī)范要求的熱處理溫度范圍的下限值以下； (7)通過所述加熱片調(diào)整熱處理區(qū)域的溫度，將全部所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值升高至相同值，重復(fù)本步驟，這樣逐次將全部所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值升高至規(guī)范要求的熱處理溫度范圍內(nèi)； (8)保溫，保溫結(jié)束后進(jìn)行降溫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，每次選出一段環(huán)焊縫進(jìn)行所述步驟(2) - (8)的處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，將環(huán)焊縫均分為六段。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，將所述測溫?zé)犭娕寂c無紙記錄儀連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，將測溫?zé)犭娕季鶆虿贾糜诃h(huán)焊縫的熱處理區(qū)域。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，其特征在于，所述步驟(4)中，將所述加熱片先鋪設(shè)于鐵絲網(wǎng)上，再將所述鐵絲網(wǎng)固定于筒體上以將所述加熱片固定于環(huán)焊縫的熱處理區(qū)域。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，其特征在于，所述加熱片鋪設(shè)于鐵絲網(wǎng)上后，將所述加熱片上的控溫?zé)犭娕寂c溫控箱連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，其特征在于，所述步驟(4)中，將所述保溫棉先固定于支撐架上，再將所述支撐架固定于筒體上以將所述保溫棉覆蓋于所述加熱片上。9.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，其特征在于，所述步驟(7)中，每次將全部所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值升高5-20度。10.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，其特征在于，所述步驟(7)中，每次將全部所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值升高后均等待10-20分鐘，再進(jìn)行下一次所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值的升高。11.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，其特征在于，所述步驟(5)中，所述加熱片的溫度升高到規(guī)范要求的熱處理溫度范圍的下限值以下后，恒溫1-2個小時。12.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的核電站鋼制安全殼筒體環(huán)焊縫熱處理的方法，其特征在于，所述步驟(6)中，全部所述測溫?zé)犭娕紮z測的溫度值相同且該溫度值在規(guī)范要求的熱處理溫度范圍的下限值以下后，恒溫10-30分鐘。
【文檔編號】C21D9/50GK105925789SQ201610446991
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】姜清碩, 孔祥付, 于海濤
【申請人】中國核工業(yè)二三建設(shè)有限公司