專利名稱：一種外表面帶半u形溫度測點套管座結構及焊接工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種溫度測點套管座結構及其焊接工藝。
背景技術：
在鍋爐運行過程中，常常需對管道等受壓部件設備內介質溫度進行監控，并根據介質溫度的變化進行燃燒煙風系統等調節，以達到穩定的溫度設計參數，確保受壓部件設備安全運行。故在設計管道、壓力容器時，需在管道等受壓部件設備上設計一種溫度測點套管座裝置，真實反映管道等受壓部件設備內介質溫度，保證管道、壓力容器的正常運行功倉泛。如圖1所示，為傳統的溫度測點套管座結構示意圖，溫度測點套管座2裝焊在要求測量介質溫度的管件I上，焊接坡口為J型未焊透盆式坡口，采用焊條電弧焊焊接角焊縫。該坡口焊接后，在多種因素作用下角焊縫容易產生氣孔未熔合、冷裂紋和夾渣等超標缺陷。如果每層焊后清渣不干凈將產生夾渣缺陷，特別是根部尤易產生夾渣。該J型未焊透盆式坡口深度小于管件I的最小壁厚，且坡口底部尖銳角處容易產生焊接殘余應力和應力集中，夾渣或者微裂紋在應力作用以及管座下插處因管道內部氣體高速流動的共振作用下裂紋會迅速擴展導致泄露。因此，若焊接質量不過關，有可能發生溫度測點套管座角焊縫滲漏，甚至脫落，后果極為嚴重。因此，該傳統型溫度測點套管座結構有其一定的不合理性。更進一步，由于結構原因，傳統溫度測點套管座焊接時，根部的缺陷無法通過射線探傷檢測出來，僅能使用磁粉探傷檢測表面質量。

發明內容
本發明的目的是提供一種避免事故隱患，確保其安全使用的溫度測點套管座及其焊接方法。為了達到上述目的，本發明的一個技術方案是提供了一種外表面帶半U形溫度測點套管座結構，包括裝焊在管件上的套管座，其特征在于套管座與管件焊接部分的外圓周面向外延伸形成一圈凸起，該凸起的焊接面呈半U形坡口一，管件的焊接面呈半U形坡口二，半U形坡口 一與半U形坡口 二配對形成完整的U形焊接坡口。優選地，所述半U形坡口一的上邊緣與所述半U形坡口二的上邊緣平齊。優選地，所述U形焊接坡口的深度不小于所述管件計算的最小允許壁厚高度。本發明的另一個技術方案是提供了一種上述的外表面帶半U形溫度測點套管座結構的焊接工藝，其特征在于，步驟為第一步、焊前清理待焊接的套管座的半U形坡口一及管件的半U形坡口二呈現金屬光澤；第二步、根據管件及套管座的材料進行預熱；第三步、使用鎢極惰性氣體保護焊裝配并按圓周三點均布將套管座點焊在管件上;
第四步、根據管件材料選用氬氣或免充氬保護劑對U形焊接坡口背面進行根部保護；第五步、使用鎢極惰性氣體保護焊對U形焊接坡口根部進行打底焊，采用多層多道焊，焊接時，控制每層每道之間的層間溫度，避免焊枯，在層間溫度> 300°C時，暫停施焊;第六步、打底焊完成后，采用砂輪對焊縫背面進行打磨，去除焊接缺陷，確保根部焊縫質量；第七步、U形焊接坡口的中間焊道及蓋面焊使用焊條電弧焊施焊，采用多層多道焊，焊接時，焊條擺動寬度不得超過焊條直徑的3倍，控制層間溫度< 300°C，每焊完一道后徹底清除焊渣，每層焊道的收弧處回焊并填滿弧坑；第八步、蓋面焊焊滿后，角焊縫的焊腳高度焊接至滿足設計圖紙的要求為止。優選地，在第五步中，所述打底焊焊熔敷金屬厚度至少填滿下部U形焊接坡口。優選地，在第七步中，采用砂輪打磨所述弧坑，避免產生弧坑裂紋。由于溫度測點套管座采用了上述結構，符合標準中常采用的全焊透性的管件對接坡口理念，套管座定位性精確，通過已形成完整的U形焊接坡口可以先進行鎢極惰性氣體保護焊(英文簡稱為GTAW)打底，避免原焊接結構的根部缺陷，該結構便于焊槍均勻對稱擺動，無需清除焊渣，有效避免原結構的角焊縫容易產生氣孔未熔合、冷裂紋和夾渣等超標缺陷，也便于采用自動焊接的方法實施，避免原溫度測點套管座的定位困難，有效提高套管座與管件焊接質量，確保了管件的密封性。該連接方式，防止在運輸、運行等過程中套管座脫落和滲漏。本發明提供的裝置克服了現有技術的不足，通過采用全焊透性的管件對接坡口理念，設計溫度測點套管座外表面周邊配有半U形坡口，與管件的孔邊半U形坡口配對形成完整的U形焊接坡口，采用GTAW打底成熟的焊接工藝，使套管座與管件的有效壁厚處能完全焊透，消除了焊接殘余應力產生和裂紋源擴展導致脫落和滲漏的隱患，焊接質量可控并大有提高，也提高了溫度測點套管的精確定位，增強了溫度測點套管座運行過程的安全性和可靠性，結構簡單，制造裝配方便。綜上所述，本發明的優點是1、套管座定位精確，安裝準確性高，安裝方便；2、套管座安裝密封性好，不易滲漏；3、該U形坡口結構采用氬弧焊打底，不會產生根部夾渣缺陷，避免產生焊接殘余應力和應力集中，有效保證管件和套管座之間的焊接質量，避免泄露，提高新型溫度測點管座使用的可靠性；4、套管座不易脫落；5、制造、安裝工藝簡單可行。


圖1為現有的溫度測點套管座結構的結構示意圖；圖2為本發明提供的一種外表面帶半U形溫度測點套管座結構的焊接前示意圖；圖3為本發明提供的一種外表面帶半U形溫度測點套管座結構的焊接后示意圖。
具體實施例方式為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。如圖2所示，本發明提供的一種外表面帶半U形溫度測點套管座結構裝焊在管件I上的套管座2，套管座2與管件I焊接部分的外圓周面向外延伸形成一圈凸起，該凸起的焊接面呈半U形坡口一 4，管件I的焊接面呈半U形坡口二 3，半U形坡口一 4的上邊緣與半U形坡口二 3的上邊緣平齊，半U形坡口一 4與半U形坡口二 3配對形成完整的U形焊接坡口，U形焊接坡口的深度不小于管件I計算的最小允許壁厚高度。結合圖3，本發明提供的一種焊接工藝的步驟為第一步、焊前清理待焊接的套管座2的半U形坡口一 4及管件I的半U形坡口二3呈現金屬光澤；第二步、根據管件I及套管座2的材料進行預熱；第三步、使用鎢極惰性氣體保護焊(英文簡稱為GTAW)裝配并按圓周三點均布將套管座2點焊在管件I上；第四步、根據管件I材料選用氬氣或免充氬保護劑對U形焊接坡口背面進行根部保護；第五步、使用GTAW對U形焊接坡口根部進行打底焊，采用多層多道焊，焊接時，控制每層每道之間的層間溫度，避免焊枯，在層間溫度> 300°C時，暫停施焊，打底焊熔敷金屬厚度應至少應填滿下部U形焊接坡口；由于GTAW沒有藥皮，所以每焊完一道無需清渣，避免產生原工藝使用焊條電弧焊打底焊后由于結構等多種因素焊渣沒有清除干凈的根部缺陷第六步、打底焊完成后，采用砂輪對焊縫背面進行打磨，去除焊瘤等焊接缺陷，確保根部焊縫質量；第七步、U形焊接坡口的中間焊道及蓋面焊使用焊條電弧焊施焊(英文簡稱為SMAW)，采用多層多道焊，焊接時，焊條擺動寬度不得超過焊條直徑的3倍，控制層間溫度(3000C，每焊完一道，應使用錘子等工具徹底清除焊渣，每層焊道的收弧處回焊并填滿弧坑，必要時可采用砂輪打磨弧坑，避免產生弧坑裂紋；第八步、蓋面焊焊滿后，角焊縫的焊腳高度焊接至滿足設計圖紙的要求為止。
權利要求
1.一種外表面帶半U形溫度測點套管座結構，包括裝焊在管件(I)上的套管座(2)，其特征在于套管座(2)與管件(I)焊接部分的外圓周面向外延伸形成一圈凸起，該凸起的焊接面呈半U形坡口一(4)，管件⑴的焊接面呈半U形坡口二(3)，半U形坡口一(4)與半U形坡口二(3)配對形成完整的U形焊接坡口。
2.如權利要求1所述的一種外表面帶半U形溫度測點套管座結構，其特征在于所述半U形坡口一(4)的上邊緣與所述半U形坡口二(3)的上邊緣平齊。
3.如權利要求1所述的一種外表面帶半U形溫度測點套管座結構，其特征在于所述U形焊接坡口的深度不小于所述管件(1)計算的最小允許壁厚高度。
4.一種如權利要求1至3中任一項所述的外表面帶半U形溫度測點套管座結構的焊接工藝，其特征在于，步驟為 第一步、焊前清理待焊接的套管座(2)的半U形坡口一(4)及管件(1)的半U形坡口二(3)呈現金屬光澤； 第二步、根據管件(1)及套管座(2)的材料進行預熱； 第三步、使用鎢極惰性氣體保護焊裝配并按圓周三點均布將套管座(2)點焊在管件(1)上; 第四步、根據管件(1)材料選用氬氣或免充氬保護劑對U形焊接坡口背面進行根部保護； 第五步、使用鎢極惰性氣體保護焊對U形焊接坡口根部進行打底焊，采用多層多道焊，焊接時，控制每層每道之間的層間溫度，避免焊枯，在層間溫度≥ 300°c時，暫停施焊； 第六步、打底焊完成后，采用砂輪對焊縫背面進行打磨，去除焊接缺陷，確保根部焊縫質量; 第七步、U形焊接坡口的中間焊道及蓋面焊使用焊條電弧焊施焊，采用多層多道焊，焊接時，焊條擺動寬度不得超過焊條直徑的3倍，控制層間溫度≤ 300°C，每焊完一道后徹底清除焊渣，每層焊道的收弧處回焊并填滿弧坑； 第八步、蓋面焊焊滿后，角焊縫的焊腳高度焊接至滿足設計圖紙的要求為止。
5.如權利要求4所述的一種焊接工藝，其特征在于在第五步中，所述打底焊焊熔敷金屬厚度至少填滿下部U形焊接坡口。
6.如權利要求4所述的一種焊接工藝，其特征在于在第七步中，采用砂輪打磨所述弧坑，避免產生弧坑裂紋。
全文摘要
本發明涉及一種外表面帶半U形溫度測點套管座結構，包括裝焊在管件上的套管座，其特征在于套管座與管件焊接部分的外圓周面向外延伸形成一圈凸起，該凸起的焊接面呈半U形坡口一，管件的焊接面呈半U形坡口二，半U形坡口一與半U形坡口二配對形成完整的U形焊接坡口。本發明的另一個技術方案是提供了一種上述的外表面帶半U形溫度測點套管座結構的焊接工藝。本發明的優點是套管座定位精確，安裝準確性高，安裝方便；套管座安裝密封性好，不易滲漏；不會產生根部夾渣缺陷，避免產生焊接殘余應力和應力集中；套管座不易脫落；制造、安裝工藝簡單可行。
文檔編號B23K9/00GK103048055SQ20121055367
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者周曙光, 蔣曉平, 王瑞娟, 葉偉民, 李忠杰 申請人:上海鍋爐廠有限公司