專利名稱：一種管道焊接內(nèi)部加熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管道焊接內(nèi)部加熱方法。
技術(shù)背景隨著電力機(jī)組向大容量高參數(shù)發(fā)展，電站用新材P92等開始應(yīng) 用，管道的厚度越來越大，這給熱處理帶來難度，主要是內(nèi)外部溫度 不均勻，內(nèi)部溫度低，外部溫度高。 一方面造成內(nèi)外溫差應(yīng)力，使得 焊后熱處理不能很好去除焊接殘余應(yīng)力，而反而產(chǎn)生了新的殘余應(yīng) 力。另外由于內(nèi)部溫度低，熱處理需要的溫度達(dá)不到，至使組織性能 差，尤其是沖擊韌性低。資料顯示熱處理溫度低于73(TC即不能保證 沖擊韌性值，熱處理溫度為76(TC，即內(nèi)外溫差不能大于30'C，在目 前的設(shè)備水平很難達(dá)到。為保證管道內(nèi)外溫差應(yīng)力不致過高，沖擊韌 性滿足要求，工程上采用了一系列的方法，如加寬加熱范圍和保溫范 圍，采用工頻(中頻)加熱方式等。厚度達(dá)到一定值(70mm以上)時， 采用加寬加熱范圍和保溫已不能保證要求，'采用工頻(中頻)加熱方式 又受到居里點(diǎn)的限制，溫度無法滿足要求。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可保證焊接質(zhì)量以滿足 管道長期穩(wěn)定運(yùn)行需要的管道焊接內(nèi)部加熱方法。 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明在兩個管道按焊接要求對好坡口后，將由設(shè)置在中間支撐 架上的加熱元件以及和中間支撐架兩端相連接的端部支撐架構(gòu)成的 加熱裝置置于兩具管道的坡口處，在端部支撐架兩端固定連接的保溫 層構(gòu)成管道坡口密閉加熱區(qū)間，加熱元件通過電源線接通電源加熱， 設(shè)置在保溫層上的保護(hù)氣體連通口向密閉加熱區(qū)間充保護(hù)氣體。本發(fā)明利用保護(hù)氣體連通口充氬焊接，焊接過程中溫度控制在預(yù) 熱溫度的下限，焊后熱處理，控制加熱器溫度為熱處理溫度要求的上限。本發(fā)明所述的加熱元件采用纏繞在中間支撐架上的遠(yuǎn)紅外繩式 加熱器或采用套在絕緣的中間支撐架上的加熱絲。本發(fā)明所述的在保溫層的層中間或?qū)油鈧?cè)設(shè)置有通過緊固螺釘 固定連接的彈性支撐片。本發(fā)明積極效果如下本發(fā)明是采用內(nèi)部加熱的方式，主要是通 過內(nèi)部加熱元件，產(chǎn)生的紅外線直接輻射到管壁上，并穿透管壁，其 次是通過管內(nèi)空氣的對流對管道內(nèi)管壁加熱。使用本發(fā)明解決了內(nèi)外 溫差過大時P92焊接過程中的一個難點(diǎn)，即解決了溫差過大帶來的組 織性能下降，解決了這個問題，將來的電站運(yùn)行過程中，不會發(fā)生災(zāi)難性的事故。本發(fā)明解決了目前大厚壁(大于70腿)P92鋼管的內(nèi)外溫差過大的技術(shù)難題，可有效保證焊接質(zhì)量，滿足管道長期穩(wěn)定運(yùn)行的需要。


附圖1為本發(fā)明方法中加熱器結(jié)構(gòu)示意圖附圖2為本發(fā)明方法中加熱器保溫層層中間設(shè)置彈性支撐片結(jié) 構(gòu)示意圖附圖3為本發(fā)明方法中加熱器使用狀態(tài)示意圖 附圖4為本發(fā)明方法中加熱器采用加熱絲結(jié)構(gòu)示意圖 在附圖中1加熱元件、2中間支撐架、3端部支撐架、4保溫層、 5保護(hù)氣體連通口、 6電源線、7緊固螺釘、8螺釘墊片、9金屬鏈、 IO溫度測量接頭、ll加熱管道、12彈性支撐片、13加熱絲。
具體實施方式
管道外壁加熱時，熱源通過熱傳導(dǎo)和熱輻射向管道外壁傳熱，然 后熱量通過熱傳導(dǎo)方式傳向內(nèi)壁。同時管道壁厚方向也向加熱區(qū)外散 熱，內(nèi)壁也通過對流方式內(nèi)部空氣介質(zhì)散熱。內(nèi)部空氣則通過對流方 式將熱傳到其它位置。當(dāng)產(chǎn)熱和散熱達(dá)到平衡時，內(nèi)外壁溫度差不再 改變。散熱越快，產(chǎn)熱越小，溫度差越大。加熱設(shè)備受到電源功率等 要素的影響，不可能無限增大，此時減少散熱和分散熱源點(diǎn)就是很好的辦法。使用本發(fā)明方法管道內(nèi)部采用約束加熱范圍內(nèi)氣體流動減少與 加熱區(qū)外的對流；內(nèi)部設(shè)加熱元件通過熱輻射和對流加熱管道內(nèi)壁即 分散熱源。本發(fā)明實施例如附圖1、 2、 3、 4所示，本發(fā)明加熱器加熱元件 1可以采用遠(yuǎn)紅外繩式加熱器纏繞在中間支撐架2(或管子)上，如附 圖4所示，本發(fā)明方法中加熱器也可以采用加熱絲13套在絕緣的中 間支撐架2上，在加熱絲13強(qiáng)度足夠時不使用加中間支撐架2。加 熱元件1的端部伸出端板由加熱元件電源線6與電源相接。加熱元件 1的中間支撐架2與端部支撐架3相連接，端部支撐架3根據(jù)加熱管 道11的內(nèi)徑調(diào)整，以能平滑進(jìn)入加熱管道11并保證加熱中心在下半 徑的2/3處為準(zhǔn)。本發(fā)明加熱器端部支撐架3外加裝帶彈性支撐片12的圓形保溫 層4，通過緊固螺釘7將圓形保溫層4和彈性支撐片12固定在一起， 圓形保溫層4的作用是一方面減少熱量的散失，另一方面阻擋內(nèi)部保 護(hù)氬氣的散失。圓形保溫層4外加彈性支撐片12，以便本發(fā)明在用 后退出時順利取出(特別是帶有縮口的管道)。本發(fā)明加熱器溫度測量接頭10的作用是測量加熱區(qū)內(nèi)的溫度； 保護(hù)氣體連通口 5的作用是給焊接區(qū)內(nèi)充保護(hù)氣體。加熱器引出金屬 鏈9的作用是在熱處理完成后(探傷完成后)，以便將本發(fā)明加熱器取 出。如附圖3所示，在對口前先將本發(fā)明加熱器置于對口的位置，保 護(hù)氣體連通口5、加熱元件電源線6、溫度測量接頭IO、金屬鏈9置 于將來取出的方向。將另一側(cè)管道從本發(fā)明加熱器另一側(cè)套入。按焊 接要求對好坡口并固定。通電預(yù)熱，控制本發(fā)明加熱器的溫度滿足預(yù) 熱的要求，并在焊接過程中保持這一溫度。利用保護(hù)氣體連通口 5充氬焊接，焊接過程中溫度控制在預(yù)熱溫 度的下限，目的是保證快速的馬氏體轉(zhuǎn)變。焊后熱處理，控制本發(fā)明加熱器溫度為熱處理溫度要求的上限。探傷檢查，冷卻后探傷檢査，此時本發(fā)明加熱器留在管道內(nèi)，以備返 修時使用。當(dāng)檢查合格后，將金屬鏈9、保護(hù)氣體連通口 5即充氬管、電源線6、測溫導(dǎo)線同時緩慢向外抽出。檢査加熱設(shè)備完整性，不能有留在管道內(nèi)的金屬器件。維護(hù)、保 管本發(fā)明加熱器，以備下次使用。如果本發(fā)明加熱器不慎被拉出后，可根據(jù)管道長度用硬頂桿，將 加熱器重新頂回，注意頂回時各種線連接一同頂回，不能脫落。
權(quán)利要求
1. 一種管道焊接內(nèi)部加熱方法，其特征在于在兩個管道按焊接要求對好坡口后，將由設(shè)置在中間支撐架(2)上的加熱元件(1)以及和中間支撐架(2)兩端相連接的端部支撐架(3)構(gòu)成的加熱裝置置于兩具管道的坡口處，在端部支撐架(3)兩端固定連接的保溫層(4)構(gòu)成管道坡口密閉加熱區(qū)間，加熱元件(1)通過電源線(6)接通電源加熱，設(shè)置在保溫層(4)上的保護(hù)氣體連通口(5)向密閉加熱區(qū)間充保護(hù)氣體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道焊接內(nèi)部加熱方法，其特征 在于利用保護(hù)氣體連通口 (5)充氬焊接，焊接過程中溫度控制在預(yù) 熱溫度的下限，焊后熱處理，控制加熱器溫度為熱處理溫度要求的上 限。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種管道焊接內(nèi)部加熱方法，其 特征在于所述的加熱元件(1)采用纏繞在中間支撐架(2)上的遠(yuǎn)紅 外繩式加熱器或采用套在絕緣的中間支撐架(2)上的加熱絲。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種管道焊接內(nèi)部加熱方法，其 特征在于所述的在保溫層(4)的層中間或?qū)油鈧?cè)設(shè)置有通過緊固螺 釘(7)固定連接的彈性支撐片(12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管道焊接內(nèi)部加熱方法，其在兩個管道按焊接要求對好坡口后，將由設(shè)置在中間支撐架上的加熱元件以及和中間支撐架兩端相連接的端部支撐架構(gòu)成的加熱裝置置于兩具管道的坡口處，在端部支撐架兩端固定連接的保溫層構(gòu)成管道坡口密閉加熱區(qū)間，加熱元件通過電源線接通電源加熱，設(shè)置在保溫層上的保護(hù)氣體連通口向密閉加熱區(qū)間充保護(hù)氣體，使用本發(fā)明解決了內(nèi)外溫差過大時P92焊接過程中的一個難點(diǎn)，即解決了溫差過大帶來的組織性能下降，解決了這個問題，將來的電站運(yùn)行過程中，不會發(fā)生災(zāi)難性的事故。本發(fā)明解決了目前大厚壁(大于70mm)P92鋼管的內(nèi)外溫差過大的技術(shù)難題，可有效保證焊接質(zhì)量，滿足管道長期穩(wěn)定運(yùn)行的需要。
文檔編號B23K37/00GK101264561SQ20081005492
公開日2008年9月17日 申請日期2008年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月5日
發(fā)明者馮硯廳, 張東文, 李中偉, 牛曉光, 鄭相峰 申請人:河北省電力研究院