用于焊后在线热处理的气体保护装置及其使用方法

文档序号:1916967 发布日期:2021-12-03 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 用于焊后在线热处理的气体保护装置及其使用方法 (Gas protection device for post-welding online heat treatment and use method thereof ) 是由 陈双建 李志军 黎超文 玉昆 于 2020-05-27 设计创作,主要内容包括:本申请涉及热处理技术,公开了一种用于焊后在线热处理的气体保护装置及其使用方法,能够在热处理前对管道内部空气进行快速、有效置换,实现管道内壁高效防氧化保护。该气体保护装置包括气路控制部件,其包括三通管、压力真空表和阀门,三通管的第一端用于接入待热处理管道,压力真空表设在三通管的第二端处,阀门设三通管上且靠近三通管的第三端处;真空接入部件,其包括第一管道,第一管道的第一端与真空泵连接用于接入真空,第一管道的第二端与三通管的第三端可快速拆卸连接;以及惰性气体接入部件,其包括第二管道,第二管道的第一端与惰性气体气源连接用于接入惰性气体,第二管道的第二端与三通管的第三端可快速拆卸连接。(The application relates to a heat treatment technology, and discloses a gas protection device for post-welding online heat treatment and a use method thereof, which can quickly and effectively replace air in a pipeline before heat treatment, and realize efficient anti-oxidation protection of the inner wall of the pipeline. The gas protection device comprises a gas circuit control part, a gas circuit control part and a gas circuit control part, wherein the gas circuit control part comprises a three-way pipe, a pressure vacuum gauge and a valve, the first end of the three-way pipe is used for being connected into a pipeline to be thermally treated, the pressure vacuum gauge is arranged at the second end of the three-way pipe, and the valve is arranged on the three-way pipe and close to the third end of the three-way pipe; the vacuum access component comprises a first pipeline, a first end of the first pipeline is connected with the vacuum pump and used for accessing vacuum, and a second end of the first pipeline is connected with a third end of the three-way pipe in a quick detachable manner; and the inert gas access component comprises a second pipeline, the first end of the second pipeline is connected with an inert gas source and used for accessing inert gas, and the second end of the second pipeline is connected with the third end of the three-way pipe in a quick detachable manner.)

用于焊后在线热处理的气体保护装置及其使用方法

技术领域

本申请涉及热处理技术领域,特别涉及焊后在线热处理的气体保护技术。

背景技术

目前,很多材料焊接后需要热处理工作,焊接后的热处理可用于改善焊接件的组织和性能,例如消除焊接残余应力、恢复和改善接头力学性能、消除焊接接头中的扩散氢等。

虽然大部分焊接结构和设备焊后热处理可选择离线进行,但对于需要焊后热处理且现场焊接的管道或设备,尤其是对内壁表面状态防氧化要求严格且无法进行后续清洗的回路管道和筒状设备来说,必须在热处理时对内壁进行惰性气体保护。当内部容积较大时,如果只使用惰性气体进行内部空气置换,浪费严重且经济成本太高,因此需要对热处理前的保护装置与方法做出改进。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于焊后在线热处理的气体保护装置及其使用方法,能够焊后热处理前在线对管道内部空气进行快速、有效置换,节约时间和经济成本,实现管道内壁高效防氧化保护,提高内壁质量,减少或避免后处理工作量。

本申请公开了一种用于焊后在线热处理的气体保护装置,包括:

气路控制部件,其包括三通管、压力真空表和阀门,所述三通管的第一端用于接入待热处理管道,压力真空表设在所述三通管的第二端处,所述阀门设所述三通管上且靠近所述三通管的第三端处;

真空接入部件,其包括第一管道和真空泵,所述第一管道的第一端与真空泵连接用于接入真空,所述第一管道的第二端与所述三通管的第三端可快速拆卸连接;

惰性气体接入部件,其包括第二管道和惰性气体气源,所述第二管道的第一端与惰性气体气源连接用于接入惰性气体,所述第二管道的第二端与所述三通管的第三端可快速拆卸连接。

在一个优选例中,所述三通管、压力真空表和阀门之间的连接分别采用螺纹连接或焊接连接;

所述第一管道的第一端与真空泵之间采用卡箍或者螺纹连接;

所述第二管道的第一端与惰性气体气源之间采用卡箍或者螺纹连接。

在一个优选例中,所述待热处理管道是封闭的回路管道或者筒装设备。

在一个优选例中,所述阀门采用金属材质。

在一个优选例中,所述三通管的第三端与第一管道的第二端采用快速接头的可快速拆卸连接结构,所述三通管的第三端设有快速接头的公头,所述第一管道的第二端设有与所述公头规格匹配的母头;

所述三通管的第三端与所述第二管道的第二端采用快速接头的可快速拆卸连接结构,所述第二管道的第二端设有与所述公头规格匹配的母头。

在一个优选例中,所述三通管的第三端与所述第一管道的第二端采用快速接头的可快速拆卸连接结构,所述三通管的第三端设有快速接头的母头,所述第一管道的第二端设有与所述母头规格匹配的公头;

所述三通管的第三端与所述第二管道的第二端采用快速接头的可快速拆卸连接结构,所述第二管道的第二端设有与所述母头规格匹配的公头。

在一个优选例中,所述惰性气体为氩气。

本申请还公开了一种用于焊后在线热处理的气体保护装置的使用方法所述气体保护装置是前文描述使用方法包括步骤:

A将所述气路控制部件和所述真空接入部件进行连接,依次打开真空泵、阀门,对待热处理的封闭回路管道做抽真空处理;

B当压力真空表刻度下降到第一预设阈值时,依次关闭所述阀门、所述真空泵,并将所述气路控制部件和所述真空接入部件进行拆卸分离;

C将所述气路控制部件和所述惰性气体接入部件进行连接,依次打开惰性气体气源、所述阀门,向所述回路管道内充惰性气体;

D当压力真空表刻度上升到第二预设阈值时,降低惰性气体的进气流量以保持所述压力真空表为正压直至热处理结束。

在一个优选例中,所述步骤C之后,还包括:

当压力真空表刻度上升到第二预设阈值时,重复至少一次步骤A~C后再进入步骤D,以对管内空气充分置换。

在一个优选例中,所述第一预设阈值为-0.09Mpa,所述第二预设阈值为0Mpa。

本申请的实施方式通过将气路控制部件与真空接入部件、惰性气体接入部件分别配置可快速拆卸连接结构,可以使得抽真空后快速切换到充惰性气体,并且从抽真空切换到充惰性气体时操作阀门关闭,在实现管道内部气体的快速置换的同时,避免切换过程中真空泄露进而引入空气,从而影响管内真空度和氩气纯度。以上操作方便、避免保护气体浪费,从而节约成本。

并且,本申请的实施方式可有效保证回路管道焊后热处理过程中内壁表面的防氧化,尤其对于无法进行管道内部处理且运行介质对氧化物杂质较为敏感的管道系统,热处理后内表面不需要再进行酸洗或者还原处理,从而提高管道内壁表面质量。

此外,通过试验验证,根据本申请的实施方式对熔盐堆一二回路管道在线热处理进行管道内壁保护,如图3(b)是根据本申请实施方式对图3(a)进行热处理后的效果图,可以发现内壁防氧化效果显著,热处理管道环焊缝内壁呈现出银白色金属光泽,这大大减轻了后续工序中氧化层的存在对熔盐介质纯度的影响。

本申请的说明书中记载了大量的技术特征,分布在各个技术方案中,如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话,会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题,本申请上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征,都可以自由地互相组合,从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载),除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如,在一个例子中公开了特征1+2+3,在另一个例子中公开了特征1+2+4+5,而特征3和4是起到相同作用的等同技术手段,技术上只要择一使用即可,不可能同时采用,特征5技术上可以与特征3相组合,则,1+2+3+4的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载,而1+2+3+5的方案应当视为已经被记载。

附图说明

图1是根据本申请第一实施方式的用于焊后在线热处理的气体保护装置结构示意图;

图2是根据本申请第二实施方式的用于焊后在线热处理的气体保护装置的使用方法流程示意图;

图3(a)是一个示例热处理前反应堆回路管道焊接接头内壁表面示意图;

图3(b)是根据本申请的实施方式对图3(a)的回路管道在线热处理完成后的管道内壁保护效果示意图。

其中,

101-气路控制部件 1011-三通管 1012-压力真空表

1013-阀门 102-真空接入部件 1021-第一管道

1022-真空泵 103-惰性气体接入部件 1031-第二管道

1032-惰性气体气源 1041-快速接头的公头 1042-快速接头的母头

1043-快速接头的母头 105-封闭的待热处理管

道(或设备)

具体实施方式

在以下的叙述中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,本领域的普通技术人员可以理解,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。

本申请的第一实施方式涉及一种用于焊后在线热处理的气体保护装置,其结构如图1所示,该气体保护装置包括气路控制部件、真空接入部件和惰性气体接入部件。

具体的,气路控制部件101包括三通管1011、压力真空表1012和阀门1013,三通管1011的第一端用于接入待热处理管道105,压力真空表1012设在三通管1011的第二端处,阀门1013设该三通管1011上且靠近三通管1011的第三端处。

可选地,阀门1013为金属材质。

真空接入部件102包括第一管道1021和真空泵1022,第一管道1021的第一端与真空泵1022连接用于接入真空,第一管道1021的第二端与三通管1011的第三端可快速拆卸连接。

惰性气体接入部件103包括第二管道1031和惰性气体气源1032,第二管道1031的第一端与惰性气体气源1032连接用于接入惰性气体,第二管道1031的第二端与三通管1011的第三端可快速拆卸连接。

可选地,三通管1011、压力真空表1012和阀门1013之间的连接分别采用螺纹连接或焊接连接,第一管道1021的第一端与真空泵1022的连接采用卡箍或者螺纹连接;第二管道1031的第一端与惰性气体气源1032的连接采用卡箍或者螺纹连接。

优选地,三通管1011、压力真空表1012和阀门1013之间均采用焊接连接,可以保证装置密封性。

可选地,待热处理管道105是封闭的回路管道或者筒装设备。例如,对于有两个或多个接管口的回路和设备,其中一个管口与本文所述的气体保护装置连接(例如,可以通过转换管来实现焊接),其余管口例如可以采用盲板、阀门、气塞等手段密封。

可选地,第一管道1021的第二端与三通管1011的第三端采用快速接头的可快速拆卸连接结构,三通管1011的第三端设有快速接头的公头1041,第一管道1021的第二端设有与该公头1041规格匹配的母头1042;以及第二管道1031的第二端与该三通管1011的第三端采用快速接头的可快速拆卸连接结构,第二管道1031的第二端设有与该公头1042规格匹配的母头1043。

可选地,第一管道1021的第二端与三通管1011的第三端采用快速接头的可快速拆卸连接结构,三通管1011的第三端设有快速接头的母头,第一管道1021的第二端设有与该母头规格匹配的公头;以及第二管道1031的第二端与三通管1011的第三端采用快速接头的可快速拆卸连接结构,第二管道1031的第二端设有与该母头规格匹配的公头。

可选地,上述快速接头为金属材质。

可选地,惰性气体气源1032可以为惰性气瓶或惰性气罐。

可选地,该惰性气体可以但不限为氦气、氩气、氙气等。优选地为氩气。

本申请的第二实施方式涉及一种用于焊后在线热处理的气体保护装置的使用方法,该用于焊后在线热处理的气体保护装置是第一实施方式的装置,第一实施方式中的技术细节可以应用于本实施方式。

该用于焊后在线热处理的气体保护装置的使用方法流程如图2所示,该用于焊后在线热处理的气体保护装置为第一实施方式的气体保护装置,该使用方法包括以下步骤:

在步骤201中,将所述气路控制部件和所述真空接入部件的快速接头的公头插入与所述三通管的第三端的快速接头的母头,依次打开真空泵、阀门。

之后,进入步骤202,对需要热处理的封闭的回路管道做抽真空处理。

之后,进入步骤203,判断压力真空表刻度是否下降到第一预设阈值。

如果压力真空表刻度下降到第一预设阈值,则进入步骤204,依次关闭阀门、真空泵,并将所述气路控制部件和所述真空接入部件的快速接头的公头与所述三通管的第三端的快速接头的母头分离拔出。否则返回步骤202。

可选地,该第一预设阈值为-0.09Mpa(表压)。

之后,进入步骤205,将所述气路控制部件和所述惰性气体接入部件的快速接头的公头插入与所述三通管的第三端的快速接头的母头,依次打开惰性气体气源、该阀门。

之后,进入步骤206,向该回路管道内充惰性气体。

例如,充惰性气体时的进气流量可以为30~50L/min。

之后,进入步骤207,判断压力真空表刻度是否上升到第二预设阈值。

如果压力真空表刻度上升到第二预设阈值,则进入步骤208,降低惰性气体的进气流量以保持该压力真空表为正压直至热处理结束。否则返回步骤206。

可选地,该第二预设阈值为0Mpa(表压)。

例如,可以将惰性气体的进气流量下调到10L/min以下。

可选地,该步骤207之后,还包括以下步骤:

如果压力真空表刻度上升到第二预设阈值,返回步骤201,并循环执行步骤201~207至少一次后进入步骤208。优选地循环1或2次。这样可以更好地对管道内部空气进行更为彻底地置换,更好地起到管道内壁防氧化保护效果。

本实施方式中涉及的各步骤可以通过手动操作实现。

本实施方式中涉及的气路控制部件与惰性气体接入部件或真空接入部件的连接时,应该快速完成,例如可以控制在30秒内完成。

需要说明的是,在本专利的申请文件中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中,如果提到根据某要素执行某行为,则是指至少根据该要素执行该行为的意思,其中包括了两种情况:仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。

在本申请提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本申请的公开内容中,以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解,在阅读了本申请的上述公开内容之后,本领域技术人员可以对本申请作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围。

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