适用于坑腔空间的现场修复方法技术

本发明专利技术提供了一种适用于坑腔空间的现场修复方法，其采用弧焊机器人、现场数控加工和中频感应内外加热技术，消除了主汽高压调节阀阀体内腔的本体裂纹和阀座开裂等缺陷，修复后的阀门达到出厂水平，保证了发电设备的安全性，为短期内现场解决同类型机组高温高压蒸汽阀门的重大设备隐患提供了方法和技术路线。

On-site repair method for pit space

【技术实现步骤摘要】
适用于坑腔空间的现场修复方法本申请是以下原申请的分案申请：--原申请的申请日：2018年09月30日--原申请的申请号：201811163163.6--原申请的专利技术创造名称：适用于坑腔空间的现场修复方法
本专利技术涉及机组现场修复领域，具体地，涉及适用于坑腔空间的现场修复方法，尤其是基于弧焊机器人的燃机机组主汽调节阀现场修复方法。
技术介绍
电厂对于单轴燃气蒸汽联合循环等机组的年启停次数具有较高的要求，通常年启停次数≮200。在对主汽调节阀进行解体检修中，阀座密封面为检修对象之一。对于阀座密封面位置存在多处裂纹的情况，主要特征表现为沿径向放射状和外圆周向裂纹，直接影响发电机组的经济性和设备正常运行。但是由于阀腔内空间狭小，阀座处于深坑部位，不宜返厂修理，因此有必要采用现场自动化装备和技术对其进行修复。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种适用于坑腔空间的现场修复方法。根据本专利技术提供的一种适用于坑腔空间的现场修复方法，包括如下步骤：对存在缺陷的待加工面部位车削清除；规划用机器人进行弧焊；通过中频感应进行内外加热；利用机器人对待加工面部分进行焊接修复。优选地，所述车削的区域包括原堆焊层材料和焊接热影响区；车削结束后进行光谱检验确认和着色检验以确保缺陷全部清除。优选地，所述通过机器人进行弧焊的步骤，包括：离线仿真步骤：离线建立坑腔的虚拟模型，根据坑腔结构确定匹配的焊枪的长度、形状和姿态，虚拟示教焊枪运动的轨迹和路径，确定焊接轨迹和姿态均与坑腔内部结构无冲突；参数移植步骤：在实验室将机器人与变位机联动来模拟现场待加工面所属部件的位置与姿态，构建与现场在线修复环境一样的工作状态和模式，通过这一模拟获取全套工艺参数，将离线模拟的参数移植到现场；机器人三点示教步骤：通过三点定位计算出圆心，从而规划出一个圆的轨迹，完成示教工作；焊道及轨迹规划步骤：必须采取多层多道焊，在实际施焊时，根据已建立的空间几何坐标图，通过如下步骤完成多层多道的焊道规划：1)三点寻位；2)根据图纸中施焊面与待加工面所属部件的法兰边缘的高度差和半径差计算新的工具坐标系；3)对于多层多道堆焊，根据每道的焊厚确立偏移量，进行焊接轨迹精度校准；然后依据工艺需求切分和偏移圆的轨迹，根据几何位置确定不同的起始和结束焊接位置，满足焊接接头错开的技术需求；通过工艺试验根据焊接电流、送丝速度和焊接速度参数确立每道焊缝的余高及宽度，进而利用焊接偏移程序来完成多层焊道的实施，即在Z方向确立焊道的位置高度，在Y方向确立焊道的相对偏移位置；在整个焊接过程中在弧焊机器人中输入后续焊道的Z向和Y向位置偏移值实现按照预先规划的轨迹和速度进行焊接。优选地，所述通过中频感应进行内外加热的步骤，包括：对于内壁热处理，将内加热感应热线圈固定在L型移动盘上，连接好加热电源和内加热感应线圈的水冷电缆；焊接或修复前，内加热感应线圈通过升降台工装先移动到坑腔的法兰口，然后再进入到坑腔的腔体内直至待加工面的位置；对于外壁热处理，将柔性空冷加热电缆直接缠绕在待加工面所属部件的外壁，从阀待加工面所属部件开始预热到整个焊接结束时柔性空冷加热电缆一直处于工作状态，在柔性空冷加热电缆外壁形成一道热坝；内壁和外壁热处理同时开始工作，预热温度恒定后，只退出内加热感应热线圈，外壁热处理继续恒定温度，以保证焊接或修复过程中的层间温度；完成焊接或修复后，内加热感应热线圈进入，与外加热线圈以相同的升温速率、恒温时间、降温速率开始进行焊后热处理，直至整个热处理过程全部完成。优选地，所述利用机器人对待加工面部分进行焊接修复的步骤，包括：预热步骤：采用现场热处理设备进行焊前预热并保温，保温结束后用红外线测温仪进行温度测量，满足范围后执行下一补焊步骤；补焊步骤：采用弧焊机器人对待加工面的消缺部位进行堆焊，堆焊尺寸恢复至原尺寸；采用分层分道焊接；补焊后进行保温及热处理，最终热处理在密封面堆焊后一并执行；堆焊坡口车削步骤：采用数控加工设备对堆焊面进行堆焊坡口加工，对坡口面及堆焊位置进行着色检验；堆焊步骤：对堆焊进行预热，采用分层分道进行堆焊；热处理步骤：热处理温度与基材的回火温度保持一致，升温速度、保温温度、保温时间、降温速度、拆包温度均以监控热电偶显示为准；成形机加工步骤：确认最终待加工面的轮廓尺寸，进行数控编程并确认程序正确，最后进行待加工面的成形加工。优选地，待加工面为密封面，待加工面所属部件为阀座。优选地，还包括修后检验步骤。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术采用弧焊机器人、现场数控加工和中频感应内外加热技术，消除了主汽高压调节阀阀体内腔的本体裂纹和阀座开裂等缺陷，修复后的阀门达到出厂水平，保证了发电设备的安全性，为短期内现场解决同类型机组高温高压蒸汽阀门的重大设备隐患提供了方法和技术路线。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为阀门中阀座的结构示意图。图2为主汽调节阀现场修复技术路线图。图3为二次机加工路径规划图。图4为三点示教和焊道规划之间的关联示意图。图5为内壁感应线圈结构示意图。图中示出：阀座密封面101阀盖内孔102螺孔103阀盖位置104阀座端面位置105圆弧面下沿106喉部107阀腔108具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。根据本专利技术提供的一种适用于坑腔空间的现场修复方法，包括如下步骤：对存在缺陷的待加工面部位车削清除；规划用机器人进行弧焊；通过中频感应进行内外加热；利用机器人对待加工面部分进行焊接修复。优选地，所述车削的区域包括原堆焊层材料和焊接热影响区；车削结束后进行光谱检验确认和着色检验以确保缺陷全部清除。优选地，所述通过机器人进行弧焊的步骤，包括：离线仿真步骤：离线建立坑腔的虚拟模型，根据坑腔结构确定匹配的焊枪的长度、形状和姿态，虚拟示教焊枪运动的轨迹和路径，确定焊接轨迹和姿态均与坑腔内部结构无冲突；参数移植步骤：在实验室将机器人与变位机联动来模拟现场待加工面所属部件的位置与姿态，构建与现场在线修复环境一样的工作状态和模式，通过这一模拟获取全套工艺参数，将离线模拟的参数移植到现场；机器人三点示教步骤：通过三点定位计算出圆心，从而规划出一个圆的轨迹，完成示教工作；焊道及轨迹规划步骤：必须采取多层多道焊，在实际施焊时，根据已建立的空间几何坐标图，通过如下步骤完成多层多道的焊道规划：1)三点寻位；2)根据图纸中施焊面与待加工面所属部件的法兰边缘的高度差和半径差计算新的工具坐标系；3)对于多层多道堆焊，根据每道的焊厚确立偏移量，进行焊接轨迹精度校准；然后依据工艺需求切分和偏移圆的轨迹，根据几何位置确定不同的起始和结束焊接位置，满足焊接接头错开的技术需求；通过工艺试验根据焊接电流、送丝速度和焊接速度参数确立每道焊缝的余高及宽度，进而利用焊接偏移程序来完成多层焊道的实施，即在Z方向确立焊道的位置高度，在Y方向确立焊道的相对偏移位置；在整个焊接过程中在弧焊机器人中输入后续焊道的Z向和Y向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于坑腔空间的现场修复方法，其特征在于，包括如下步骤：对存在缺陷的待加工面部位车削清除；规划用机器人进行弧焊；通过中频感应进行内外加热；利用机器人对待加工面部分进行焊接修复；所述通过中频感应进行内外加热的步骤，包括：对于内壁热处理，将内加热感应热线圈固定在L型移动盘上，连接好加热电源和内加热感应线圈的水冷电缆；焊接或修复前，内加热感应线圈通过升降台工装先移动到坑腔的法兰口，然后再进入到坑腔的腔体内直至待加工面的位置；对于外壁热处理，将柔性空冷加热电缆直接缠绕在待加工面所属部件的外壁，从阀待加工面所属部件开始预热到整个焊接结束时柔性空冷加热电缆一直处于工作状态，在柔性空冷加热电缆外壁形成一道热坝；内壁和外壁热处理同时开始工作，预热温度恒定后，只退出内加热感应热线圈，外壁热处理继续恒定温度，以保证焊接或修复过程中的层间温度；完成焊接或修复后，内加热感应热线圈进入，与外加热线圈以相同的升温速率、恒温时间、降温速率开始进行焊后热处理，直至整个热处理过程全部完成。

【技术特征摘要】
1.一种适用于坑腔空间的现场修复方法，其特征在于，包括如下步骤：对存在缺陷的待加工面部位车削清除；规划用机器人进行弧焊；通过中频感应进行内外加热；利用机器人对待加工面部分进行焊接修复；所述通过中频感应进行内外加热的步骤，包括：对于内壁热处理，将内加热感应热线圈固定在L型移动盘上，连接好加热电源和内加热感应线圈的水冷电缆；焊接或修复前，内加热感应线圈通过升降台工装先移动到坑腔的法兰口，然后再进入到坑腔的腔体内直至待加工面的位置；对于外壁热处理，将柔性空冷加热电缆直接缠绕在待加工面所属部件的外壁，从阀待加工面所属部件开始预热到整个焊接结束时柔性空冷加热电缆一直处于工作状态，在柔性空冷加热电缆外壁形成一道热坝；内壁和...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐彬，葛圣杰，卢志龙，马耀清，刘昌海，周峰，周培亮，
申请(专利权)人：上海吴泾电力工程有限责任公司，上海电力股份有限公司吴泾热电厂，
类型：发明
国别省市：上海,31