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压 力容器顶盖封头吊装用吊具工装的焊接方法及其应用

阅读：605发布：2020-05-08

专利汇可以提供压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的焊接方法及其应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的焊接方法及其应用，属于核电站反应堆压力容器顶盖封头吊装技术，解决海上浮动核电站反应堆压力容器顶盖封头吊装的技术问题，包括以下步骤：S1、吊耳形状结构设计及吊耳焊接位置确定；S2、母材本体外壁焊接位置处堆焊隔离层；S3、使用手持电动角磨机对隔离层外表面进行光滑打磨处理，完成后在隔离层的外表面上焊接过渡层；S4、吊装位置无损检测；S5、吊耳焊接。采用本发明的顶盖封头专用吊具的焊接及起吊工艺，通过有限元受力分析软件，优化吊耳的结构、数量及位置，使得实际生产中能够容易实现，方便操作，同时有效防止顶盖封头在起吊过程中损伤，缩短了制造周期，节约制造成本。，下面是压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的焊接方法及其应用专利的具体信息内容。

权利要求

1.压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的焊接方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、吊耳(4)形状结构设计及吊耳(4)焊接位置确定：沿母材本体(1)圆柱形法兰连接部位的直径两端对称设置有吊耳焊接工位，每一吊耳焊接工位处相对焊接两块吊耳(4)，每块吊耳(4)整体制造成形，不允许拼接组焊，吊耳(4)上设有圆形耳孔，耳孔采用整体镗孔的方式制成；
S2、母材本体(1)外壁焊接位置处堆焊隔离层(2)：采用横焊的方法在母材本体(1)外壁的吊耳焊接工位处堆焊隔离层(2)，将隔离层(2)外侧端面打磨光滑平整，使打磨后隔离层(2)外侧端面为铅垂面，隔离层(2)的厚度为10-15mm，隔离层(2)外表面的不平度控制为≤
1mm，隔离层(2)最小厚度位置处与隔离层(2)外侧端面上边缘的夹角为65°～71°，隔离层(2)最小厚度位置处与隔离层(2)外侧端面下边缘的夹角为25°～29°；
S3、使用手持电动角磨机对隔离层(2)的外端面以及外端面周边的四个表面进行光滑打磨处理，完成后在隔离层(2)的外表面上焊接过渡层(3)，过渡层(3)不平度控制为≤1mm，不满足要求时采用电动角磨机进行多次打磨处理，直至打磨后过渡层(3)的厚度为10-
15mm；
S4、吊装位置无损检测：采用磁粉检测法对吊装位置处隔离层(2)、过渡层(3)及母材本体(1)进行无损检测；
S5、吊耳焊接：吊耳(4)采用立焊的方法焊接在隔离层(2)对应位置处，立焊后吊耳(4)的中心线与母材本体(1)外壁的夹角为64°-70°。
2.根据权利要求1所述的压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的焊接方法，其特征在于：
所述吊耳(4)的材质为碳素结构钢。
3.根据权利要求1所述的压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的焊接方法，其特征在于：
所述隔离层(2)上缘与母材本体(1)表面圆弧过渡连接，隔离层(2)下缘与母材本体(1)表面直线过渡连接。
4.根据权利要求3所述的压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的焊接方法，其特征在于：
所述隔离层(2)上缘圆弧过渡连接的弦长与母材本体(1)表面的夹角大于隔离层(2)下缘与母材本体(1)表面的夹角。
5.如权利要求1所述的压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的应用，其特征在于包括以下步骤：
S1、用两根钢丝绳(5)分别穿过每一吊耳焊接工位处的两块吊耳(4)；
S2、将两根钢丝绳(5)分别与行车主钩(6)连接；
S3、两根钢丝绳(5)连接好后，行车(7)缓慢起钩，钢丝绳(5)垂直起吊，待母材本体(1)的下端面吊离支撑支架50-100mm时，采用目视检查的方式，对吊具、吊耳(4)的变形进行检查，悬空静止等待(5)分钟后无异常后，正常操作将母材本体(1)吊装到位。

说明书全文

压 力容器顶盖封头吊装用吊具工装的焊接方法及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于核电站反应堆压力容器顶盖封头吊装技术领域，具体涉及的是一种压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的焊接方法及其应用。

背景技术

[0002] 海上浮动核电站反应堆压力容器属于海上浮动核电站一回路里面的关键设备，顶盖封头是反应堆压力容器的重要主体锻件。是由锻造设备整体锻造而成，重量大，整体机构属于异形结构，在实际生产过程中，无法正常起吊、吊装。

[0003] 海上浮动核电站反应堆压力容器用顶盖封头形状如下：球顶为半球状，尺寸规格为Φ2910/Φ1250×1170mm，采用167t 钢锭锻造，属于非堆芯区整体异型锻件，结构独特，法兰高度接近650mm，厚度接近550mm。在工厂生产起吊、吊装，使用吊钳会时会划伤本体，或产生尺寸小的质量隐患。或起吊不平稳滑落到地面，产生磕碰、砸伤场地的事故，为了保证顶盖封头安全、平稳的起吊，需要在本体上焊接辅助工装吊具，同时还要考虑到焊接过程不能够伤及或影响本体性能指标，这就对焊接辅助工装的工艺参数、方法及选材等方面提出了很高的要求。

发明内容

[0004] 本发明的发明的：为了克服现有技术的不足，解决海上浮动核电站反应堆压力容器顶盖封头(非堆芯区整体异型锻件)吊装的技术问题，本发明提供了一种压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的焊接方法及其应用。

[0005] 本发明通过以下技术方案予以实现。

[0006] 压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的焊接方法，本方法对焊接辅助工装工艺及效果进行了详细的工艺分析和研究，在此基础上对顶盖封头专用起吊辅助工装，进行了设计和焊接，包括以下步骤：

[0007] S1、吊耳形状结构设计及吊耳焊接位置确定：沿母材本体圆柱形法兰连接部位的直径两端对称设置有吊耳焊接工位，每一吊耳焊接工位处相对焊接两块吊耳，每块吊耳整体制造成形，不允许拼接组焊，吊耳上设有圆形耳孔，耳孔采用整体镗孔的方式制成；

[0008] S2、母材本体外壁焊接位置处堆焊隔离层：采用横焊的方法在母材本体外壁的吊耳焊接工位处堆焊隔离层，将隔离层外侧端面打磨光滑平整，使打磨后隔离层外侧端面为铅垂面，隔离层的厚度为10-15mm，隔离层外表面的不平度控制为≤1mm，隔离层最小厚度位置处与隔离层外侧端面上边缘的夹角为65°～71°，隔离层最小厚度位置处与隔离层外侧端面下边缘的夹角为25°～29°；

[0009] S3、使用手持电动角磨机对隔离层的外端面以及外端面周边的四个表面进行光滑打磨处理，完成后在隔离层的外表面上焊接过渡层，过渡层不平度控制为≤1mm，不满足要求时采用电动角磨机进行多次打磨处理，直至打磨后过渡层的厚度为10-15mm；

[0010] S4、吊装位置无损检测：采用磁粉检测法对吊装位置处隔离层、过渡层及母材本体进行无损检测；

[0011] S5、吊耳焊接：吊耳采用立焊的方法焊接在隔离层对应位置处，立焊后吊耳的中心线与母材本体外壁的夹角为64°-70°。

[0012] 进一步地，所述吊耳的材质为碳素结构钢。

[0013] 进一步地，所述隔离层上缘与母材本体表面圆弧过渡连接，隔离层下缘与母材本体表面直线过渡连接

[0014] 进一步地，所述隔离层上缘圆弧过渡连接的弦长与母材本体表面的夹角大于隔离层下缘与母材本体表面的夹角。

[0015] 压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的应用，包括以下步骤：

[0016] S1、用两根钢丝绳分别穿过每一吊耳焊接工位处的两块吊耳；

[0017] S2、将两根钢丝绳分别与行车主钩连接；

[0018] S3、两根钢丝绳连接好后，行车缓慢起钩，钢丝绳垂直起吊，待母材本体的下端面吊离支撑支架50-100mm时，采用目视检查的方式，对吊具、吊耳的变形进行检查，悬空静止等待分钟后无异常后，正常操作将母材本体吊装到位。

[0019] 与现有技术相比本发明的有益效果为：

[0020] 在顶盖封头的加工、无损检测、性能热处理过程中，采用本发明的顶盖封头专用吊具的焊接及起吊工艺，通过有限元受力分析软件，优化吊耳的结构、数量及位置，使得实际生产中能够容易实现，方便操作，同时有效防止顶盖封头在起吊过程中损伤，缩短了制造周期，节约制造成本。附图说明

[0021] 图1是本发明吊具工装整体结构示意图。

[0022] 图2是本发明吊具工装使用状态整体结构示意图。

[0023] 图3是吊耳焊后效果示意图。

[0024] 图中，1为母材本体，2为隔离层，3为堆焊层，4为吊耳，5为钢丝绳，6为行车主钩，7为行车。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

[0026] 如图1至图3所示的压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的焊接方法，本方法对焊接辅助工装工艺及效果进行了详细的工艺分析和研究，在此基础上对顶盖封头专用起吊辅助工装，进行了设计和焊接，包括以下步骤：

[0027] S1、吊耳4形状结构设计及吊耳4焊接位置确定：沿母材本体1圆柱形法兰连接部位的直径两端对称设置有吊耳焊接工位，每一吊耳焊接工位处相对焊接两块吊耳4，每块吊耳4整体制造成形，不允许拼接组焊，吊耳4上设有圆形耳孔，耳孔采用整体镗孔的方式制成；

[0028] S2、母材本体1外壁焊接位置处堆焊隔离层2：采用横焊的方法在母材本体1外壁的吊耳焊接工位处堆焊隔离层2，将隔离层2外侧端面打磨光滑平整，使打磨后隔离层2外侧端面为铅垂面，隔离层2的厚度为10-15mm，隔离层2外表面的不平度控制为≤1mm，隔离层2最小厚度位置处与隔离层2外侧端面上边缘的夹角为65°～71°，隔离层2最小厚度位置处与隔离层2外侧端面下边缘的夹角为25°～29°；

[0029] S3、使用手持电动角磨机对隔离层2的外端面以及外端面周边的四个表面进行光滑打磨处理，完成后在隔离层2的外表面上焊接过渡层3，过渡层3不平度控制为≤1mm，不满足要求时采用电动角磨机进行多次打磨处理，直至打磨后过渡层3的厚度为10-15mm；

[0030] S4、吊装位置无损检测：采用磁粉检测法对吊装位置处隔离层2、过渡层3及母材本体1进行无损检测；

[0031] S5、吊耳焊接：吊耳4采用立焊的方法焊接在隔离层2对应位置处，立焊后吊耳4的中心线与母材本体1外壁的夹角为64°-70°。

[0032] 进一步地，所述吊耳4的材质为碳素结构钢。

[0033] 进一步地，所述隔离层2上缘与母材本体1表面圆弧过渡连接，隔离层2下缘与母材本体1表面直线过渡连接

[0034] 进一步地，所述隔离层2上缘圆弧过渡连接的弦长与母材本体1表面的夹角大于隔离层2下缘与母材本体1表面的夹角。

[0035] 压力容器顶盖封头吊装用吊具工装的应用，包括以下步骤：

[0036] S1、用两根钢丝绳5分别穿过每一吊耳焊接工位处的两块吊耳4；

[0037] S2、将两根钢丝绳5分别与行车主钩6连接；

[0038] S3、两根钢丝绳5连接好后，行车7缓慢起钩，钢丝绳5垂直起吊，待母材本体1的下端面吊离支撑支架50-100mm时，采用目视检查的方式，对吊具、吊耳4的变形进行检查，悬空静止等待5分钟后无异常后，正常操作将母材本体1吊装到位。

[0039] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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