NL9100586A

NL9100586A - Remote-controlled welding arrangement for use in fluid-filled vessels - used by placing vertical guide in movable welding chamber, sealing chamber by rubber ring, removing fluid and backfilling with inert gas, etc.

Info

Publication number: NL9100586A
Application number: NL9100586A
Authority: NL
Original assignee: Kema En N V Gkn Beide Nv
Priority date: 1991-04-04
Filing date: 1991-04-04
Publication date: 1992-11-02

Abstract

Remote-controlled welding arrangement allowing use in fluid-filled vessels is used by (a) placing a vertical guide, with an accurately movable welding chamber (5); (b) sealing the chamber by a rubber ring (6) at the required position on the inner wall (3) after surface prepn.; (c) removing the fluid and backfilling with inert gas, e.g. Ar; and (d) positioning and welding the part (9) to the inner wall of the vessel. A cylindrical chamber (5) can be accurately moved along a vertical guide rod. The chamber is provided with a spring-loaded rubber sealing ring (6), a sensor-controlled push-rod moving along the centre axis of the chamber and holding the part to be attached (e.g., a support pin (9)), and supply connections including fluid drain, gas inlet and welding power and feed supplies. To ensure good sealing, the inner surface (3) may have minimal material removed by spark erosion, sufficient for the purpose and not to fall below an acceptable min. thickness of the cladding layer. At the correct position, the sealing ring (6) is pressed against the wall and the fluid pumped out. The chamber is then filled with an inert gas, e.g., Ar.

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET IN EEN MET VLOEISTOF GEVULD VAT AANBRENGEN VAN EEN LASMETHOD AND APPARATUS FOR APPLYING A WELD IN A LIQUID FILLED WITH LIQUID

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het in een met vloeistof gevuld drukvat, in het bijzonder reactorvat, door middel van lassen aanbrengen van bijvoorbeeld stiften op de van een bekleding voorziene drukhuid van het reactorvat, alsmede een lasinrichting ten gebruike bij de werkwijze.The invention relates to a method for applying, in a liquid-filled pressure vessel, in particular a reactor vessel, by means of welding, for example, pins to the coated pressure skin of the reactor vessel, and a welding device for use in the method.

Het kan dikwijls noodzakelijk zijn bijvoorbeeld stiften op de binnenwand van een met vloeistof gevuld vat, in het bijzonder een drukvat, te lassen. Een dergelijke lasverrichting kan plaatsvinden tijdens onderhoudswerkzaamheden gedurende welke de vloeistof uit het vat verwijderd is.It may often be necessary, for example, to weld studs to the inner wall of a vessel filled with liquid, in particular a pressure vessel. Such a welding operation can take place during maintenance work during which the liquid is removed from the vessel.

Er bestaat evenwel behoefte aan een werkwijze met behulp waarvan in een met vloeistof gevuld vat gelast kan worden, zonder dat de vloeistof uit het vat behoeft te worden verwijderd. Bij het realiseren van een dergelijke mogelijkheid moet ervoor gezorgd worden dat, aangezien de vloeistof agressief of gevaarlijk kan zijn, menselijk contact met de inhoud van het vat wordt vermeden. Voorts is het van belang dat het lassen de integriteit van de drukhuid van het vat ongemoeid laat.However, there is a need for a method by which it is possible to weld in a vessel filled with liquid, without the liquid having to be removed from the vessel. In realizing such a possibility, care must be taken to avoid human contact with the contents of the vessel, since the liquid can be aggressive or dangerous. It is also important that the welding does not affect the integrity of the pressure skin of the vessel.

Het is derhalve het doel van de uitvinding een werkwijze en een inrichting te verschaffen voor het aanbrengen van lassen op de van een bekledingslaag voorziene drukhuid, dusdanig dat de integriteit van de drukhuid gewaarborgd blijft.It is therefore the object of the invention to provide a method and an apparatus for applying welds to the pressure skin provided with a coating, such that the integrity of the pressure skin remains guaranteed.

De werkwijze volgens de uitvinding kenmerkt zich door de volgende bewerkingsstappen: - het tot voorbij de lasplaats langs de drukhuid aanbrengen van een nagenoeg verticale geleider, - het langs de geleider verplaatsen van een lasin-richting met een hierin geplaatste stift, - het op de bekledingslaag afsluiten van een kamer van de lasinrichting, - het evacueren van vloeistof uit de kamer, - het verplaatsen van de stift, en - het lassen van de stift.The method according to the invention is characterized by the following processing steps: - applying a substantially vertical guide past the welding site along the pressure skin, - moving a welding device along the guide with a pin placed therein, - applying it to the coating layer. closing a chamber of the welding device, - evacuating liquid from the chamber, - moving the pin, and - welding the pin.

Op deze wijze wordt bereikt dat het lassen plaats kan vinden in een vloeistofvrije ruimte, waardoor een buitengewoon goede homogeniteit van de las wordt gewaarborgd.In this way it is achieved that the welding can take place in a liquid-free space, whereby an extremely good homogeneity of the weld is ensured.

Teneinde te voorkomen dat tijdens het lassen het in vloeibare toestand gebrachte deel van de bekledingslaag van de drukhuid wegvloeit, wordt bij voorkeur rond de stiftvoet een ring van keramisch materiaal aangebracht.In order to prevent the part of the coating layer, which has been brought into a liquid state, from flowing away from the pressure skin during welding, a ring of ceramic material is preferably arranged around the pin base.

Voorafgaande aan het lassen kan in de kamer een inert gas, in het bijzonder argon, ingebracht worden.An inert gas, in particular argon, can be introduced into the chamber prior to welding.

Voor het vloeistofafdichten van de kamer ten opzichte van de wand kan gebruik worden gemaakt van een afdicht-ring van rubber.A rubber sealing ring can be used for liquid sealing the chamber relative to the wall.

De bekledingslaag van de binnenwand is veelal opgebouwd uit in de omtrek verlopende lasrupsen. Teneinde een voldoende afdichting van de kamer op lasrupsovergangen te waarborgen, wordt voorafgaande aan het lassen materiaal op de betreffende overgang tussen de rupsen verwijderd. Op de plaats waar de stift gelast wordt, wordt een minimale hoeveelheid materiaal verwijderd. Dit kan plaatsvinden door middel van vonk eroderen. Het verwijderen van materiaal moet met grote nauwkeurigheid plaatsvinden, aangezien voorkomen moet worden dat de dikte van de bekledingslaag onder een toelaatbaar minimum daalt.The lining layer of the inner wall is often built up of circumferential welding beads. In order to ensure adequate sealing of the chamber at weld bead transitions, material is removed at the appropriate transition between the beads prior to welding. A minimal amount of material is removed at the place where the pin is to be welded. This can take place by means of spark eroding. The removal of material must be done with great precision, since the thickness of the coating layer must be prevented from falling below a permissible minimum.

Voor het uitvoeren van de werkwijze wordt gebruikt gemaakt van een lasinrichting die is gekenmerkt door een cilindrische kamer, onder voorspanning staande afdichtmidde-len aan de kopzijde van de kamer, een in langsrichting van de kamer in de kamer verplaatsbaar laspistool, in het las-pistool geplaatste middelen voor het vasthouden en verplaatsen van een stift, aan- en afvoermiddelen op de kamer voor de aanvoer respectievelijk afvoer van vloeistof en/of gas, en elektrische aansluitingen op het laspistool.To perform the method, use is made of a welding device characterized by a cylindrical chamber, biased sealants at the head of the chamber, a welding gun movable longitudinally of the chamber in the chamber, in the welding gun placed means for holding and moving a pin, supply and discharge means on the chamber for supplying respectively discharge of liquid and / or gas, and electrical connections to the welding gun.

Met het laspistool zijn middelen verbonden voor het meten van de verplaatsing in langsrichting van het pistool. Aangezien de lokatie van de geleider bekend is, kan op deze wijze de afstand tot de bekledingslaag van de wand nauwkeurig worden bepaald.Means for measuring the longitudinal displacement of the gun are connected to the welding gun. Since the location of the conductor is known, in this way the distance to the covering layer of the wall can be accurately determined.

De uitvinding wordt aan de hand van de tekeningen van een uitvoeringsvoorbeeld nader verduidelijkt.The invention is further elucidated on the basis of the drawings of an exemplary embodiment.

In de tekening toont:In the drawing shows:

Fig. 1 schematisch een doorsnede-aanzicht van een met vloeistof gevuld drukvat, fig. 2 een doorsnede-aanzicht op grotere schaal van de positie II in fig. 1, fig. 3A, B, C doorsnede-aanzichten op grotere schaal van de positie III in fig. 2, fig. 4 een doorsnede-aanzicht van de lasinrichting volgens de uitvinding.Fig. 1 is a schematic sectional view of a liquid-filled pressure vessel, FIG. 2 is a larger-scale sectional view of position II in FIG. 1, FIG. 3A, B, C are larger-scale sectional views of position III in Fig. 2, Fig. 4 is a cross-sectional view of the welding device according to the invention.

Op de binnenzijde van het vat 1 worden stiften 9 gelast, bijvoorbeeld voor het bevestigen van een, een stomp in de wand afsluitende plug.Pins 9 are welded to the inside of the vessel 1, for instance for fixing a plug closing a butt in the wall.

Volgens de uitvinding wordt dit vanaf de binnenzijde gedaan terwijl het vat l nog vloeistof bevat. Daartoe is een verticale geleider 4 langs de binnenwand van het vat opgesteld. Langs de geleider 4 kan een lasinrichting 5 verticaal bewogen worden tot de positie waar het lassen moet plaatsvinden. De lasinrichting (zie bijvoorbeeld fig. 2 en 4) is in de richting van de pijl 2 horizontaal, dat wil zeggen naar de drukhuid 3 toe, verplaatsbaar.According to the invention this is done from the inside while the vessel 1 still contains liquid. For this purpose, a vertical guide 4 is arranged along the inner wall of the vessel. A welding device 5 can be moved vertically along the guide 4 to the position where the welding is to take place. The welding device (see for instance Figs. 2 and 4) is displaceable horizontally in the direction of the arrow 2, that is to say towards the pressure skin 3.

De bekledingslaag kan voorafgaande aan het lassen door middel van vonk eroderen worden voorbewerkt. Van de bekledingslaag wordt dan een geringe hoeveelheid materiaal verwijderd (fig. 3B) waarbij ervoor gewaakt wordt dat de dikte van de bekledingslaag niet beneden een toelaatbaar minimum daalt. Ter plaatse van de lasrupsovergangen wordt meer materiaal verwijderd om voldoende afdichting van de kamer van de lasinrichting tegen de bekledingslaag te waarborgen. Na het lassen kan de stiftvoet en omgeving worden nabewerkt (fig. 3C). Dit kan weer door vonk eroderen plaatsvinden. De lasinrichting vertoont een rubberen ring 6 die afdicht tegen de binnenwand van de mantel. De rubberen ring 6 staat onder voorspanning van de veer 20. Bij het plaatsen van de lasinrichting tegen de wand vormt de rubberen ring 6 een afdichting voor de kamer 21. Vervolgens wordt via de af voer 22 vloeistof uit de kamer 21 geperst. Een en ander wordt gecontroleerd met behulp van de vochtmeter 23. Vervolgens kan een inert gas, bijvoorbeeld argon, via de aansluit-stomp 24 in de kamer 21 worden gebracht. De keramische ring 7 wordt tezamen met de aan te brengen stift 9 in langsrich-ting van de cilindrische kamer naar de wand bewogen. Deze beweging wordt gemeten door de verplaatsingsopnemer 25 die bijvoorbeeld van een magnetisch type kan zijn. Wanneer de keramische ring met de stift 9 tegen de bekledingslaag aangedrukt is, wordt stroom door stift en bekledingslaag gestuurd. Door het op geringe afstand van de bekledingslaag plaatsen van de stift ontstaat dan een vlamboog. Hierdoor smelt een gedeelte van bekledingslaag en stiftvoet. De stift wordt vervolgens in het smeltbad gedrukt. Na stolling van dit bad is het lasproces beëindigd. Het lassen vindt binnen 0,5 seconde plaats. Na afloop wordt de keramische ring 7 verwijderd. De verplaatsing van het laspistool 26 dat de vasthoudmiddelen voor de keramische ring 7 en de aan te brengen stift 9 bevat, wordt geleid door het schuifstuk 27. De lasinrichting bevat, niet in detail aangegeven, gelei-dingsmiddelen voor het verplaatsen van de inrichting langs de verticale geleider 4. De aan te brengen stift 9 heeft bij voorkeur een taps toelopend einddeel 8 met hierin geplaatst een kleine hoeveelheid aluminium zodanig dat de lasplaats vanuit het midden wordt verwarmd.The coating can be pre-treated by spark eroding prior to welding. A small amount of material is then removed from the coating layer (Fig. 3B), ensuring that the thickness of the coating layer does not fall below a permissible minimum. More material is removed at the weld bead transitions to ensure adequate sealing of the chamber of the welder against the coating layer. After welding the post base and surrounding area can be reworked (fig. 3C). This can again be eroded by spark. The welding device has a rubber ring 6 which seals against the inner wall of the jacket. The rubber ring 6 is biased by the spring 20. When the welding device is placed against the wall, the rubber ring 6 forms a seal for the chamber 21. Subsequently, liquid is squeezed out of the chamber 21 via the outlet 22. All this is checked with the aid of the moisture meter 23. An inert gas, for example argon, can then be introduced into the chamber 21 via the connecting piece 24. The ceramic ring 7, together with the pin 9 to be fitted, is moved longitudinally from the cylindrical chamber to the wall. This movement is measured by the displacement sensor 25, which may be of a magnetic type, for example. When the ceramic ring is pressed against the coating layer with the pin 9, current is passed through the pin and the coating layer. By placing the pin at a small distance from the covering layer, an arc is then created. As a result, part of the covering layer and the pin base will melt. The pin is then pressed into the melt bath. The welding process has ended after this bath has solidified. Welding takes place within 0.5 seconds. Afterwards, the ceramic ring 7 is removed. The displacement of the welding gun 26, which contains the holding means for the ceramic ring 7 and the pin 9 to be fitted, is guided by the sliding piece 27. The welding device contains, not indicated in detail, guide means for moving the device along the vertical guide 4. The pin 9 to be applied preferably has a tapered end portion 8 with a small amount of aluminum placed therein such that the welding site is heated from the center.

Alle bovenbeschreven handelingen vinden plaats met op afstand gestuurde apparatuur, welke vanaf de bovenzijde van het vat wordt ingebracht, en op een bekende positie wordt gefixeerd.All the above-described operations take place with remotely controlled equipment, which is introduced from the top of the vessel and fixed in a known position.

Claims

Method for applying by means of welding, in a liquid-filled pressure vessel, in particular a reactor vessel, pins to the coated pressure skin of the reactor vessel, characterized by the following processing steps: - past the welding site applying the pressure skin of a substantially vertical guide, - moving a welding device along the guide with a pin placed therein, - sealing a chamber of the welding device on the coating layer, - evacuating liquid from the chamber, - moving the pin and - welding the pin.

Method according to claim 1, characterized in that the welding takes place within 0.5 seconds.

Method according to claim 1, characterized in that a small amount of aluminum is provided in the tapered point of the pin base before welding.

Method according to claim 1, characterized in that a ring of ceramic material is arranged around the pin base before welding.

Method according to claim 1, characterized in that an inert gas, in particular argon, is introduced into the chamber before welding.

6. Method according to claims 1-5, characterized in that the chamber is sealed with respect to the covering layer by means of a rubber sealing ring.

Method according to claim 1, wherein the coating layer is built up of circumferential welding beads, characterized in that material is removed at the transitions between the beads and at the location of the stud welding location prior to welding.

Method according to claim 7, characterized in that material is removed by means of spark eroding.

Welding device for use in the method according to claims 1-8, characterized by a cylindrical chamber, pre-tensioned sealing means on the front side of the chamber, a welding gun displaceable in the chamber in the chamber in the longitudinal direction, means for placing the welding gun in the welding gun. holding and moving a pin with a ceramic ring, supply and discharge means in the chamber for supplying respectively discharge of liquid and / or gas and electrical connections to the welding gun.

Welding device according to claim 9, characterized in that the welding gun has bearing means for moving along a guide.

Welding device according to claim 9, 10, characterized in that means are connected to the welding gun for measuring a displacement in the longitudinal direction.

Welding device according to claim 9, characterized in that the sealing means are made of rubber.