一种空间受限工况下法兰螺纹孔的返修装置及使用方法

技术领域

本发明属于螺纹孔返修技术领域，具体涉及一种空间受限工况下法兰螺纹孔的返修装置及使用方法。

背景技术

蒸汽发生器为核电站的核岛主设备之一，其上预留有眼孔，并且在眼孔处设置有连接法兰，连接法兰上环绕眼孔设置有四个连接螺纹孔。在实际的使用过程中，当蒸汽发生器运抵电站现场安装就位后，有时会发现有个别螺纹孔存在烂牙等无法正常使用的情况，传统的处理方法通常是对有问题的螺纹孔进行扩孔、攻丝然后安装螺纹套，以恢复该螺纹孔的设计功能；现有技术上，对此也提出了一种修复装置及方法，见申请号为202010429512.5的专利申请所示。

但是这种方式中，需通过其余三个完好的螺纹孔进行对支撑板的固定，而在支撑板上设置磁力钻以进行钻孔、扩孔及攻丝等操作，使得在维修操作过程中出现的振动、设备自重及施工风险，会转嫁到其他完好的螺纹孔上，一旦操作不当便容易出现顾此失彼的情况；而且，当存在问题的螺纹孔数量为不止一个时，这种现象则会更加明显。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种空间受限工况下法兰螺纹孔的返修装置及使用方法，可以实现在对问题螺纹孔进行返修操作时，有效确保其余螺纹孔的状况，提高螺纹孔返修操作的可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种空间受限工况下法兰螺纹孔的返修装置，包括供磁力钻安装固定的安装板和定位组件；

所述安装板上对应连接法兰的眼孔设置有第一过孔、对应连接法兰的螺纹孔设置有若干第二过孔以及对应待返修螺纹孔预留设置的返修加工位；

所述定位组件包括定位柱件和至少一个双头螺栓件，所述定位柱件包括定位端及固定端，所述定位端的径宽与所述眼孔的径宽相适配；安装状态下时，所述定位端插入设置在所述眼孔内，所述固定端则穿过所述第一过孔并与紧固件连接固定；所述双头螺栓件的一端与所述螺纹孔螺纹连接，所述双头螺栓件的另一端穿过所述第二过孔并与紧固件连接固定。

作为优选，所述定位柱件包括螺栓件、穿设在所述螺栓件上的随动件、穿设在所述螺栓件上的第一楔块以及若干与所述第一楔块相配套设置的第二楔块；

所述第一楔块与所述第二楔块之间设置有滑动倾斜面，所述随动件可随所述螺栓件的转动而滑动至与所述第二楔块接触，并促进所述第二楔块与所述第一楔块的相对滑动，所述第二楔块的外侧面可随滑动至与所述眼孔的内壁相顶抵。

作为优选，所述第一楔块呈锥台形设置，其外周面上环绕中轴线设置有若干第一倾斜面；所述第二楔块的内侧对应所述第一倾斜面设置有第二倾斜面，所述第二楔块的外侧设置为与所述眼孔的内壁相适配的弧形面。

作为优选，所述第一过孔、第二过孔远离所述连接法兰的一侧设置有沉头结构，所述固定端与紧固件的连接固定、所述双头螺栓件与紧固件的连接固定均位于所述沉头结构内。

作为优选，所述连接法兰与所述安装板之间还设置有辅助定位板，所述辅助定位板对应所述眼孔设置有中空区；所述辅助定位板上对应所述螺纹孔同轴地设置有定位孔、对应待返修的螺纹孔同轴地设置有导向孔。

作为优选，所述眼孔处设置有凸起，所述辅助定位板朝向所述眼孔设置的一侧对应所述凸起设置有凹面。

作为优选，对应所述导向孔还设置有导向块，所述导向块可拆卸地装设在所述辅助定位板上。

作为优选，所述维修加工位处对应所述导向块设置有卡槽，所述导向块卡设在所述卡槽内。

一种空间受限工况下法兰螺纹孔的返修装置的使用方法，适用于以上所述的一种空间受限工况下法兰螺纹孔的返修装置，包括以下步骤：

在所述安装板上预安装所述定位柱件，将所述定位柱件的定位端插入设置在所述眼孔内，并在至少一个所述连接法兰的完好的螺纹孔内设置所述双头螺栓件，以预固安装所述安装板；

在所述安装板上设置磁力钻，并调整所述磁力钻的主轴与待返修螺纹孔的同轴度，然后分步进行扩孔、攻丝操作；

攻丝完成后，安装螺纹衬套在返修后的螺纹孔内，拆除磁力钻及安装板后完成返修作业。

进一步地，安装所述安装板时，在所述连接法兰与所述安装板之间设置有辅助定位板，所述辅助定位板上对应所述螺纹孔同轴地设置有定位孔，所述双头螺栓件即穿设在所述定位孔内；

所述辅助定位板上对应待返修的螺纹孔同轴地设置有导向孔，在进行扩孔前，先在磁力钻上装上定位棒，通过定位棒与所述导向孔的装配关系以调整磁力钻的主轴与待返修螺纹孔的同轴度；

对应所述导向孔还设置有导向块，在确定磁力钻的主轴与待返修螺纹孔的同轴度后，将定位棒更换为扩孔钻，并顺次对所述导向块及待返修螺纹孔进行扩孔操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本方案中巧妙地设置有所述定位柱件，并且将定位柱件的径宽设置为与眼孔的径宽值相适配，使得在对待返修螺纹孔进行加工操作时，定位柱件的定位端为插入设置在眼孔内以形成与眼孔内壁的顶抵接触，从而可以作为主要的受力部件以进行对安装板及磁力钻等设备的卸力，由于眼孔的径宽大于螺纹孔的径宽，因此主要的受力可以落在定位柱件上，从而对无需返修的螺纹孔起到更好的保护作用，确保无需返修的螺纹孔的状态优良。

而且在加工时，只需要对其中一个螺纹孔进行双头螺栓件的安装，然而配合定位柱件的安装，即可实现对安装板的定位安装，在可以确保完好螺纹孔的状态的同时，双点定位的方式在使用上更为简单方便，可有效降低作业耗时，并且灵活性高，可以有效应对同时存在2个或3个螺纹孔需返修时的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明作业状态下的结构示意图。

图2为本发明安装板视向下的结构示意图。

图3为本发明安装板的结构示意图。

图4为本发明随动件的结构示意图。

图5为本发明第一楔块的结构示意图。

图6为本发明第二楔块的结构示意图。

图7为本发明辅助定位板的结构示意图。

图8为本发明双头螺栓件的结构示意图。

图9为本发明导向块的结构示意图。

其中：

1-眼孔，2-连接法兰，3-安装板，31-沉头结构，32-卡槽，4-磁力钻，41-主轴，5-定位柱件，51-螺栓件，52-随动件，53-第一楔块，531-第一倾斜面，54-第二楔块，541-第二倾斜面，542-弧形面，6-双头螺栓件，61-凸环部，7-辅助定位板，71-中空区，72-定位孔，73-导向孔，74-垫环，8-导向块。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1

如图1-9所示，本实施例中提供一种空间受限工况下法兰螺纹孔的返修装置，主要应用于核电站中蒸汽发生器的眼孔1处的连接法兰2上螺纹孔的返修，具体包括安装板3、定位组件以及磁力钻4；本实施例中，所述磁力钻4为德国百得MAB800型磁力钻。

所述安装板3为一矩形板件，所述安装板3上对应连接法兰2上的眼孔1设置有第一过孔、对应连接法兰2上的螺纹孔设置有若干第二过孔以及对应待返修螺纹孔预留设置有返修加工位。本实施例中，所述第二过孔设置有三个，并且基于所述连接法兰2的结构设计，其中的两个所述第二过孔为对称设置在所述眼孔1的两侧并与所述眼孔1设置在同一直线上，而另一所述第二过孔与所述眼孔1的连线则刚好与该直线相垂直，以使得该第二过孔为设置在该直线的一侧，所述返修加工位则设置在该直线的另一侧。

所述定位组件包括定位柱件5和至少一个双头螺栓件6，所述定位柱件5包括定位端及固定端，所述定位端的径宽与所述眼孔1的径宽相适配；使得在安装状态下时，所述定位端插入设置在所述眼孔内以使得所述定位端的外周与所述眼孔1的内壁之间形成顶抵接触，所述固定端则穿过所述第一过孔并与紧固件连接固定；所述双头螺栓件6的一端与所述螺纹孔螺纹连接，所述双头螺栓件6的另一端则穿过所述第二过孔并与紧固件连接固定。

作为一种优选的方案，本实施例中的所述定位柱件5，包括螺栓件51、穿设在所述螺栓件51上的随动件52、穿设在所述螺栓件51上的第一楔块53以及若干与所述第一楔块53相配套设置的第二楔块54；所述第一楔块53与所述第二楔块54之间设置有滑动倾斜面，所述随动件52可随所述螺栓件51的拧紧转动而滑动至与所述第二楔块54接触，并促进所述第二楔块54与所述第一楔块53的相对滑动，所述第二楔块54的外侧面可随滑动至与所述眼孔1的内壁相顶抵。所述定位柱件5的巧妙设计，通过各零部件之间的联动，使得所述第一楔块53与第二楔块54间的相对滑动可以改变所述定位柱件5的外周的最大径宽，从而使得在实际的应用过程中，所述定位柱件5可以适应不同尺寸的所述眼孔1，以及不同内壁情况的所述眼孔1，进一步提高了返修装置的适用性及可靠性。

进一步地，所述第一楔块53呈锥台形设置，其外周面上环绕中轴线设置有若干第一倾斜面531，本实施例中，所述第一倾斜面531设置有多个并环绕所述第一楔块53的中轴线均匀设置；所述第二楔块54的内侧则对应所述第一倾斜面531设置有第二倾斜面541，安装状态下时，所述第一倾斜面531与所述第二倾斜面541为平贴设置。所述第二楔块54的外侧则优选设置为与所述眼孔1的内壁相适配的弧形面542，以进一步增大所述第二楔块54的外侧面与所述眼孔1的内壁面的贴合性，增大所述定位柱件5的受力面，确保受力平稳。

此外，所述第一过孔、第二过孔远离所述连接法兰2的一侧设置有沉头结构31，所述固定端与紧固件的连接固定、所述双头螺栓件6与紧固件的连接固定均位于所述沉头结构31内，以使得所述安装板3背向所述连接法兰2的一侧面可以保持较高的平整度，以便于所述磁力钻4的安装及调整。其中，上述的紧固件为垫片和螺母。

更进一步地，所述连接法兰2与所述安装板3之间还设置有辅助定位板7，所述辅助定位板7对应所述眼孔1设置有中空区71，以便于所述定位柱件5的安装使用；所述辅助定位板7上对应所述螺纹孔同轴地设置有定位孔72、对应待返修的螺纹孔同轴地设置有导向孔73。在实际情况中，所述眼孔1处与所述连接法兰2的外则面之间并非是一个平整的表面，而是在所述眼孔1处设置有凸起，这种情况下会影响到所述安装板的稳固安装；因此，在所述辅助定位板7朝向所述眼孔1设置的一侧对应所述凸起设置有凹面，以使得所述辅助定位板7可以与眼孔1处进行平贴安装，然后将所述辅助定位板7的外侧面设置为平整面，以便于所述安装板3的安装。

作为一种优选的方案，对应所述导向孔73还设置有导向块8，所述导向块8为可拆卸地装设在所述辅助定位板7上，如通过螺钉进行紧固安装。此外，在所述维修加工位处对应所述导向块7设置还有卡槽32，所述导向块8为卡设在所述卡槽32内，通过所述导向块8与所述辅助定位板7之间的固定安装、所述导向块8与所述卡槽32的卡接以及所述安装板3与所述辅助定位板7之间的固定安装，以形成联动定位，整体上的结构稳定性更高。

为了便于对本方案的进一步理解，本实施例中，还提供有一种空间受限工况下法兰螺纹孔的返修装置的使用方法，适用于以上所述的一种空间受限工况下法兰螺纹孔的返修装置，具体包括以下步骤：

S10.对所述眼孔1及所述眼孔1处的连接法兰2进行清理，并选取或设置所述双头螺栓件6，其中，在所述双头螺栓件6的中部设置有外表面平滑的凸环部61，并根据实际返修情况将至少一个所述双头螺栓件6安装至其中一个完好的螺纹孔内；本实施例中，优选为位于所述眼孔1下方的螺纹孔，此时对该螺纹孔的防护更大。

S20.将所述辅助定位板7对应所述眼孔1套设在所述双头螺栓件6上，其中使得所述辅助定位板7上的定位孔72与所述双头螺栓件6上的凸环部61相配套，本实施例中，所述定位孔72与所述凸环部61的径宽相适配；并使得所述辅助定位板7上的导向孔73对准待返修的螺纹孔，本实施例中，所述导向孔73的径宽优选为大于待返修螺纹孔的径宽。

S30.在所述眼孔1内或所述安装板3上预安装所述定位柱件5，并将所述定位柱件5的定位端插入设置在所述眼孔1内，具体地，先将所述螺栓件51的帽端伸入设置在所述眼孔1内，以使得所述螺栓件51的螺纹端伸出设置以作为固定端，然后顺次将所述随动件52穿设在所述螺栓件51上，并将所述第二楔块54平贴放置在所述第一楔块53上后，将所述第一楔块53穿设在所述螺栓件51上以送入到所述眼孔1内；此时，为避免所述第一楔块53与第二楔块54的反应时间过长或整个定位柱件5伸入所述眼孔1内的长度过短，可以在所述第一楔块53的外侧再设置一个垫环74，并使得所述垫环74的径宽与所述辅助定位板7的中空区71的径宽一致，以及所述垫环74的厚度为所述中空区71与所述眼孔1凸起的厚度之和。

S40.安装所述安装板3，以使得所述固定端穿过所述第一过孔、所述双头螺栓件6穿过所述第二过孔，通过紧固件及至少一个所述双头螺栓件6以进行对所述安装板3的预固定位，在通过紧固件与所述固定端的拧紧，以使得所述第一楔块53与第二楔块54进行相对滑动，以形成与所述眼孔1内壁之间的顶抵接触，及完成所述安装板3的紧固安装。

S50.在所述安装板3上设置磁力钻4，并调整所述磁力钻4的主轴41与待返修螺纹孔的同轴度，然后分步进行扩孔、攻丝操作；其中，在进行扩孔操作前，先在磁力钻4上装上定位棒，通过定位棒与所述导向孔73的装配关系以调整磁力钻4的主轴41与待返修螺纹孔的同轴度，如将定位棒的径宽与导向孔73的径宽设置为相适配，并转动定位棒以插入导向孔73内，通过判断定位棒与导向孔73内壁之间的接触情况以实现其同轴度的调整；在确定磁力钻4的主轴41与待返修螺纹孔的同轴度后，将定位棒更换为扩孔钻，并顺次对所述导向块8及待返修螺纹孔进行扩孔操作。

S60.在进行扩孔操作时，对应所述导向孔73安装所述导向块8，其中，可在所述导向块8上预钻螺纹孔，通过螺栓柱等工具检测与所述连接法兰2上螺纹孔的同轴度，并使得所述导向块8安装后可以直接进行扩孔操作，节省整体工时，并且扩孔更为稳定、可靠；在扩孔中，应严格控制单次切削量，以确保加工质量。

S70.扩孔完成并经尺寸检测合格后，将丝锥替换扩孔钻安装在磁力钻4上，使用磁力钻4进行辅助导向以手工完成攻丝操作，攻丝完成后需经通止规检测合格，清理返修螺纹孔后安装螺纹衬套在返修后的螺纹孔内，然后拆除磁力钻4及安装板3等辅助工具后完成返修作业。

本实施例中，所述蒸汽发生器的具体结构形式可参见现有技术，此处不作赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。