KR820001536B1 - Removal of residual stresses in a tube seated in a tube plate - Google Patents

Abstract

The mechanism consists of a support which carries the control mechanism. There is a tubular element(8) in the support which forms a cage(14) over the entire width, and has several longitudinal grooves(15,16) to take free running rollers(17,18,19). A control rod(20) is mounted centrally on the tubular element over its entire length. The mechanism is motor driven and the central rod(20) is moved by a hydraulic cylinder(36).

Description

관판(管板)내 튜우브의 잔류 응력 제거장치Residual stress relief device for tubing in pipe

제1도는 본 발명에 따른 장치의 한 실시형태를 보인 단면도.1 shows a cross-sectional view of an embodiment of a device according to the invention.

제2도는 튜우브내에 팽창륜 케이지(wheel cage)의 위치가 정확히 놓일 수 있도록 하는 버어니어(vernier)장치를 보인 제1도 장치의 동체부 부분 단면도.FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the fuselage of the first FIG. Device showing a vernier device allowing the position of the wheel cage to be accurately positioned within the tubing. FIG.

제3도는 팽창시킬 튜우브의 부위에 위치하는 장치의 단부를 보인 부분 단면도.3 is a partial cross-sectional view of the end of the device positioned at the site of the tubing to be inflated.

본 발명은 튜우브 설치 작업시 튜우브에 나타난 잔류 응력을 제거하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for removing residual stresses present in tubing during tubing installations.

증기 발생기 또는 다른 열교환기의 제작시 다수의 튜우브를 튜우브의 단부측에 놓이는 하나 또는 두개의 관판에 고정시킬 필요가 있으며, 이러한 조립체는 매우기밀(氣密)하여야 하고 강인하여야 한다.In the construction of steam generators or other heat exchangers, it is necessary to secure a number of tubs to one or two tube plates placed on the end side of the tubs, and these assemblies must be very airtight and tough.

오랫동안 각 튜우브는 튜우브의 외경이 완전히 관통할 수 있는 크기보다 약간 큰 직경을 가진 관판의 통공내측에 위치하는 튜우브의 팽창부를 따라 용접함에 의하여, 즉 튜우브 설치 작업시 튜우브가 통공에 대하여 팽창륜에 의하여 압연되어 그 두께가 얇아지고 매우 기밀하고 강인하게 고정되는 방법으로 각관판에 고정된다.For a long time each tube is welded along the expansion of the tube located inside the through hole of the tube plate with a diameter slightly larger than the outside diameter of the tube can fully penetrate, ie the tube is inserted into the through hole during the installation work. It is rolled by the expansion ring, and is fixed to the square tube plate in such a manner that its thickness becomes thin and is very tight and securely fixed.

튜우브는 관판에 고정되므로 튜우브는 관판에 내면으로부터 연장되고 튜우브의 외측단은 관판의 외면과 같이 일치되게 맞닿는다. 관판의 통공내에 위치하는 튜우브의 팽창 가공 공정은 먼저 제1단계로서 그 외측면을 통공과 접촉되게 팽창하는 공정과 계속하여 튜우브의 벽을 통공에 대하여 압연함으로서 튜우브를 변형되게 하는 공정으로 구성된다.Since the tube is fixed to the tube plate, the tube extends from the inner surface to the tube plate and the outer end of the tube contacts the same as the outer surface of the tube plate. The expansion processing process of the tub located in the through hole of the tube plate is the first step of expanding the outer surface to contact the through hole, and subsequently rolling the wall of the tube against the through hole to deform the tub. It is composed.

이러한 팽창 공정은 일반적으로 대략관판의 두께에 일치하는 해당길이만큼의 튜우브 상에서 수행된다.This expansion process is generally performed on tubs of that length approximately corresponding to the thickness of the tube sheet.

전이대(轉移帶)라 할 수 있는 변형이 정지되는 튜우브의 전이대는 관판에 대하여 통공의 내측 또는 우측에 형성되고 튜우브과 관통되어 나온관판의 내측면지역에 위치하거나 정확하게 관판의 내측면의 수준에 위치될 수 있다.The transition zone of a tub, which can be called a transition zone, stops at the inner surface region of the tube plate which is formed inside or to the right of the through-hole with respect to the tube plate and penetrates the tube. It can be located at.

일번적으로 증기발생기나 열교환기의 튜우브는 전이대 부근에서 부식되거나 기계적인 파열현상이 일어나기 쉽다. 이는 이러한 부식이나 이를 기계적인 파열 현상의 원인이 본질적으로 전이대 부근에서 튜우브의 잔류응력이 비정상적으로 높게 집중되어 있다는 점에서 중요시된다. 관판의 부근에서 튜우브의 두께를 감소시켜 튜우브를 일체로 팽창시키는 공정은 사실상 높은 잔류응력을 유발케하는 바, 특히 전이대인 튜우브의 내외 측면부위에서 높은 잔류응력을 유발시킨다.In general, tubs of steam generators or heat exchangers are susceptible to corrosion or mechanical rupture near the transition zone. This is important because the cause of this corrosion or mechanical rupture is that the residual stress of the tub is concentrated in an abnormally high vicinity in the vicinity of the transition zone. The process of reducing the thickness of the tube in the vicinity of the tube plate to expand the tube integrally causes virtually high residual stresses, in particular high residual stresses in the inner and outer sides of the tube.

관판에의 튜우브 설치(또는 팽창 공정)는 일반적으로 지지체에서 회동될 수 있도록 그 일단이 착설되고 지지체로부터 떨어져 있는 타측단에는 팽창륜이 장설된 하우징 형태의 케이지를 형성한 체장한 관상소자(管狀素子)로 구성된다.The tubing installation (or expansion process) on the tube plate is generally a tubular element having a cage in the form of a housing, one end of which is installed so that it can be rotated on the support, and the other end of the housing is provided with expansion rings.子) is composed.

관상소자와 팽창륜 케이지를 통하여 동축상으로 연장된 원추형 봉체는 이들 팽창륜을 회동되게하고 그들이 장설된 케이지의 내부에서 방사상 방향으로 이동되게 함으로서 팽창륜은 관판의 통공부위에서 튜우브의 내면이 팽창륜의 작용으로 팽창될 수 있도록 케이지의 외면에서 돌출된다.Conical rods extending coaxially through the tubular element and the expansion-wheel cage cause these expansion wheels to rotate and move them radially inside the installed cage so that the expansion rings expand the inner surface of the tube at the through-hole of the tube plate. It protrudes from the outer surface of the cage so that it can expand under the action of the wheel.

봉체를 그 종방향으로 회동되게 하는 장치는 팽창륜을 작동케 할 수 있으며 튜우브가 그 두께의 요구된 감소율(3-5%)까지 팽창륜의 전 길이로 관착될 수 있도록 하는 것이다.The device which causes the rod to rotate in its longitudinal direction is able to operate the expansion wheel and allow the tubing to be welded to the full length of the expansion wheel up to the required rate of reduction (3-5%) of its thickness.

튜우브의 변형이 요구된 부위에서 성취되었을 때에, 이 공구는 케이지로부터 봉체를 뽑아내므로서 제거되고 다시 팽창륜의 길이에 해당하는 길이만큼 튜우브의 연장부위내에 옮기어져 설치작업을 할 수 있게 되는 것이다.When deformation of the tubing was achieved at the required site, the tool was removed by pulling the rod out of the cage and again moved to the extension of the tubing for installation work, corresponding to the length of the expansion wheel. will be.

이러한 튜우브팽창기는 일반적으로 세개 또는 네개의 팽창륜으로 구성되고, 통공내의 튜우브 전체부위상에서 튜우브 내측의 공구의 단계적인 이동은 우선 튜우브의 외경을 통공의 내경보다 약간 작게 한다음 통공의 벽에 대하여 튜우브의 벽을 압연시키므로서 튜우브의 팽창이 허용된다.These tube expanders generally consist of three or four expansion rings, and the stepwise movement of the tool inside the tube over the entire portion of the tube in the through hole first makes the outer diameter of the tube slightly smaller than the inside diameter of the through hole. The expansion of the tube is allowed by rolling the wall of the tube against the wall.

따라서 관판의 모든 튜우브는 튜우브의 내측에 팽창륜 케이지로 구성된 공구의 관상 소자를 삽입하고, 팽창륜을 작동시키기 위한 봉체를 회동시켜 통공내측으로 공구를 단계적으로 이동케함으로서 연속적으로 팽창될 수 있다.Therefore, all tubing of the tube can be continuously inflated by inserting the tubular element of the tool consisting of the expansion wheel cage inside the tube, and rotating the rod for operating the expansion wheel to move the tool stepwise into the through hole. have.

역시 다른 팽창 가공 방법이 알려져 있으나 이들 방법은 전이 대부위에서의 높은 잔류응력의 생성을 피할 수 없었다.Other expansion processing methods are also known, but these methods are inevitable in the generation of high residual stresses at transition sites.

팽창후 이들 잔류응력을 제거시킬 수 있도록 하는 방법과 장치가 제안된 적도 있었다.A method and apparatus have been proposed to remove these residual stresses after expansion.

예를 들면, 관판의 내측에서 그 확장된 지역의 튜우브 내측면을 압연토록 제안되었고, 또한 차등적인 팽창이 수행되도록 제안되어 설정된 계획에 따라서 변화될 수 있도록 통공을 따라 튜우브의 벽을 변형시킬 수 있었다.For example, it has been proposed to roll the inner side of the tube in its expanded area inside the tube sheet, and also to modify the wall of the tube along the aperture so that a differential expansion is proposed to be carried out so that it can be changed according to a set plan. Could.

그러나, 작업하기에 매우 복잡한 이들 방법은 튜우브 외피의 전이대부위에서 잔류응력을 완전히 제거시킬수는 없었다.However, these methods, which are very complex to work with, were not able to completely remove residual stress at the transition zone of the tubular envelope.

튜우브의 내경과 외경이 압연 공정없이 증가되어 튜우브의 외경이 팽창후 통공의 직경보다 작게 남아 있게되는 이러한 방법으로 튜우브가 전이대부위에서 팽창되는 방법은 잔류응력을 만족스럽게 제거할 수는 있다.In this way, the inner and outer diameters of the tub are increased without the rolling process, so that the outer diameter of the tube remains smaller than the diameter of the through-hole after expansion, so that the tubing is expanded at the transition zone to remove residual stress satisfactorily. .

그러나, 튜우브를 이튜우브의 전이대에 해당하는 주어진 점에서 정확히 팽창되도록 신속하고 용이하게 팽창시킬 수 있는 장비, 특히 핵원자력장치의 열교환기의 관판의 경우와 같이 다수의 튜우브를 가공하여야 하는 경우 이러한 공정을 수행하기 위한 장비가 알려진 것이없다.However, a number of tubing must be machined, such as in the case of tubular plates of heat exchangers of nuclear nuclear power plants, in which equipment can be expanded quickly and easily so that it is expanded correctly at a given point corresponding to the transition zone of the itub. There is no known equipment for carrying out this process.

본 발명에 있어서는 두꺼운 관판의 통공을 통하여 완전히 관통되는 튜우브를 설치하는 경우 튜우브에 나타나는 잔류 응력을 제거하기 위한 장치가 제공되며, 튜우브는 그 일측단부가 관판의 일측면과 일치되게 배열되고 관판의 타측면으로 연장되며, 튜우브의 착설은 관판의 타측면으로부터 튜우브가 드러난 지역의 전이대까지 관판의 부위에서 튜우브를 팽창하고 압연함으로서 수행되는 것이며, 상기 장치는 조절수단이 재가되고 장치의 취급을 위하여 구성된 지지체, 상기 지지체에 그 축선에 대해 회동될 수 있도록 일단 이 착설되고, 그 타측단에 수개의 종방향 요구를 가진 관상형 케이지가 형성되어 있으며, 각 요구는 상기 케이지의 외측으로 일부분이 돌출되는 작동위치와 상기 케이지내로 완전히 후퇴하는 후퇴위치 사이를 방사상방향으로 이동될 수 있도록 팽창륜이 장설되는 하우징으로서 작용하며 상기 팽창륜은 그 축선과 작은 각도를 이루는 회동축선의 가지는 체장한 관상소자(管狀素子), 상기 관상소자내에 이와 동축상으로 연장되고 일측단에 상기 팽창륜과 접촉하여 상기 내부통공으로 몰입되는 원추형 말단부를 구성하며, 그 타측단에서 회동을 위한 모터에 연결되고 관상 소자에 때하여 축방향으로 봉체를 이동시키기 위한 잭에 연결되고, 상기모터는 상기 봉체와 마찰접촉하여 상기 팽차륜을 회동시킬 수 있도록 되어 있으며, 상기잭은 봉체의 축상이동에 의한 팽창륜의 작동위치와 후퇴위치 사이의 방사상 방향으로 상기 팽창륜의 이동을 가능하게 하는 팽창륜 조절용봉체; 팽창륜 케이지를 튜우브의 전이대부위에 정확히 위치할 수 있도록 하기 위하여 상기 지지체에 재가되고 관판의 일측면에 접촉하는 조절 가능한 정지구; 그리고 관상 소자에 대하여 전이대부위에서 튜우브의 정확한 조절 팽창을 허용하도록 회동 및 이동상태를 조절하고, 상기 팽창륜을 상기 후퇴위치로부터 상기 작동위치를 향하여 이동할 수 있는 방향으로 상기 봉체를 이동시키기 위해 상기잭을 작동시키기 위한 수단과 상기 봉체가 상기 팽창륜에 대하여 휴식토록 물러날 때에 상기 모터를 작동시키기 위한 수단, 그리고 상기 봉체에 의하여 수행되는 왕복이동수를 계산하고 상기 봉체에 의하여 에상된 왕복 이동회수가 완료된 후에 상기 모터와 잭을 작동 중지시키기 위한 수단으로 구성되는 조절 수단으로 구성된다.In the present invention, there is provided an apparatus for removing residual stresses appearing in the tub when the tub is completely penetrated through the through-hole of the thick tube, the tub is arranged so that one end thereof is in line with one side of the tube Extending to the other side of the tube plate, the installation of the tube being performed by inflating and rolling the tube at the site of the tube plate from the other side of the tube plate to the transition zone of the region where the tube is exposed, the apparatus being re-adjusted A support constructed for the handling of the device, once mounted so that the support can be pivoted about its axis, a tubular cage with several longitudinal requests is formed at the other end thereof, each request being formed outside the cage. In the radial direction between the working position where a part protrudes and the retracting position completely retracted into the cage. A tubular element having a rotating axis having a small angle with the axis, the expansion wheel extending coaxially therewith in the tubular element and at one end thereof; A conical end portion immersed into the inner hole in contact with the expansion ring, connected to a motor for rotation at the other end thereof, and connected to a jack for moving the rod in the axial direction in response to the tubular element; The wheel is rotated in frictional contact with the rod, and the jack controls the expansion wheel to enable movement of the expansion wheel in the radial direction between the operation position and the retraction position of the expansion wheel by the axial movement of the rod. Sealing body; An adjustable stop that is provided on the support and contacts one side of the tube plate to allow the expansion wheel cage to be positioned precisely at the transition zone of the tube; And to adjust the rotation and movement state to allow accurate controlled expansion of the tubing at the transition zone with respect to the tubular element, and to move the rod in a direction capable of moving the expansion wheel from the retracted position toward the operating position. Means for actuating the jack, means for actuating the motor when the rod retracts with respect to the expansion wheel, and a reciprocating number of movements performed by the rod and calculating the reciprocating number of movements expected by the rod. And adjusting means consisting of means for deactivating the motor and the jack afterwards.

본 발명을 첨부된 예시도면에 의하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in more detail by the accompanying drawings illustrating the present invention.

제1도에서 보인 장치는 그 내부가 구동 및 조절부재가 장설된 주동체부(主胴體部)로 구성된 지지체 1로 구성된 본 발명장치를 보이고 있다.The apparatus shown in FIG. 1 shows the apparatus of the present invention, which is composed of a support 1 having a main body portion in which a driving and adjusting member is installed.

지지체 1은 취급이 용이하도록 하고 장치의 가동과 정지를 위한 조절버튼 3이 착설된 손잡이 2가 기부에 달린 케이싱으로 구성된다.The support 1 is composed of a casing with a handle 2 attached to the base of which a control button 3 is installed to facilitate handling and to start and stop the device.

그리고 구동을 위한 전류나 유체를 공급하기 위한 다중인입선 4이 케이싱에 고정되어 있다.And a multi-entry line 4 for supplying a current or fluid for driving is fixed to the casing.

제1도와 제2도는 지지체 1의 내측에 장설된 여러가지 구동 부재를 보이고 있다.1 and 2 show various drive members installed inside the support 1.

이들 구동장치는 이후에 그 구조와 조절수단이 보다 상세히 설명되는 압축 공기 잭 6과 압축공기 모터7로 구성된다.These drives consist of a compressed air jack 6 and a compressed air motor 7, the structure and adjusting means of which are described in more detail later.

또한 본 발명 장치는 그 단부 일측이 지지체 1내에 착설된 축수(10), (11)에 의하여 회동 가능하게 착설된 가동 소자 9에 일체가 되거나 고정된 체장한 관상소자 8로 구성된다. 이 체장한 관상 소자 8은 지지체 1에 대하여 회동 가능하게 되어 있으나 가동 소자 9에 의하여 축방향으로의 이동이 방지되어 있다.In addition, the apparatus of the present invention is composed of an elongated tubular element 8 which is integrally fixed or fixed to the movable element 9 which is rotatably mounted by the shafts 10 and 11 mounted at one end of the support 1. This lengthened tubular element 8 is rotatable with respect to the support 1, but the movable element 9 prevents the movement in the axial direction.

지지체 1에 연결되지 않은 관상소자 8의 타측단은 관상소자의 인접부보다 직경이 크고 제1도에서 보인 바와 같은 다섯개의 요구(15), (16)를 가진 케이지로 구성된 부분(14)으로 구성된다.The other end of the tubular element 8, which is not connected to the support 1, consists of a portion 14, which is larger in diameter than the adjacent part of the tubular element and consists of a cage with five demands 15 and 16 as shown in FIG. do.

요구(15), (16)은 관상소자 8의 벽을 통하여 관통되어 있으며 소자 8의 중공 중심부내측으로 몰입되어 있다.The requests 15 and 16 penetrate through the wall of the tubular element 8 and are immersed inside the hollow center of the element 8.

케이지(14)의 요구내측에는 매우 가볍게 원추형으로 되어 있고 그 축선이 제1도에서 보인 바와 같은 휴식위치에 있을 때에 케이지(14)의 축선에 대하여 가볍게 경사져 있는 체장한 팽창륜 (17), (18)이 장착되어 있다. 이들이 휴식위치에 있을 때에 팽창륜은 케이지(14)내에 형성된 요구(15), (16)로 구성되는 그들의 하우징내에 완전히 후퇴되게 된다.Lengthened expansion wheels 17, 18, which are very lightly conical in the cage 14 and are inclined lightly with respect to the axis of the cage 14 when the axis is in the rest position as shown in FIG. ) Is installed. When they are in the resting position, the expansion wheels are fully retracted in their housing, consisting of the requests 15, 16 formed in the cage 14.

또한 제1도는 그 축선이 관상소자 8의 축선과 일치하는 관상소자 8의 내측에 놓이는 조절봉체(20)을 보이고 있다.FIG. 1 also shows a control rod 20 whose axis lies on the inner side of the tubular element 8 which coincides with the axis of the tubular element 8.

이봉체(20)의 단부(20')는 원추형으로서 그 단면은 관상소자의 자유단부를 향하여 감소되어 있으며, 봉체(20)는 관상소자 8을 완전히 관통하여 단부(20)의 말단부가 관상소자 8의 자유단부에서 돌출되어 있다.The end portion 20 'of the bimodal body 20 is conical and its cross section is reduced toward the free end of the tubular element, and the rod body 20 passes completely through the tubular element 8, and the end of the end portion 20 is formed in the tubular element 8. It protrudes from the free end of.

따라서 봉체(20)은 케이지 (14)의 중심공을 지나 그 원추부분(20')이 팽창륜(17), (18)과 접촉하여 지난다.Therefore, the rod 20 passes through the center hole of the cage 14 and its cone portion 20 'comes into contact with the expansion wheels 17, 18.

케이지(14)에 형성된 하우징(15), (16)의 형태는 관상 소자의 축선으로부터 팽창륜을 하우징내에서 방사상 방향으로 이동되게 하도록 구성되어 있다.The shapes of the housings 15 and 16 formed in the cage 14 are configured to cause the expansion wheel to move radially in the housing from the axis of the tubular element.

제3도는 케이지(14)의 외축으로 돌출된 팽창륜(17), (18), (19)를 보이고 있다.3 shows expansion rings 17, 18, and 19 protruding to the outer axis of cage 14.

이러한 팽창륜(17), (18), (19)의 여러 위치는 원추부(20')이 팽창륜과 잡촉하는 봉체(20)의 종방향 이동으로 이루어진다. 봉체가 관상소자 8의 자유단부를 향하여 축방향으로 이동할 때에 팽창륜은 외부로 돌출하게 된다. 이들의 관상소자에 대한 방사상 위치에 관계없이 팽창륜의 축선은 관상 소자의 축선에 대하여 가볍게 경사져 있다.The various positions of the expansion wheels 17, 18, and 19 consist of longitudinal movements of the rod 20 in which the cone portion 20 'contacts the expansion wheel. When the rod moves in the axial direction toward the free end of the tubular element 8, the expansion wheel protrudes outward. Regardless of the radial position with respect to these tubular elements, the axis of the expansion wheel is slightly inclined with respect to the axes of the tubular elements.

봉체(20)의 외측단부에는 그 축방향 이동을 제한하기 위한 정지구(23)이 형성되어 있다.A stopper 23 for limiting the axial movement is formed at the outer end of the rod 20.

봉체(20)의 내측단부는 그 자체가 봉체의 후단에 연결된 피니언(25)와 일체로 되어 있거나 고정된 가동소자(24)에 고정되어 있으며, 봉체의 후단은 이동대(移動臺)(27)과 일체로 되어 있거나 이에 고정된 축수(26)에 계합되어 있다.The inner end of the bar 20 is fixed to the movable element 24 which is itself integral with or fixed to the pinion 25 connected to the rear end of the bar, and the rear end of the bar is movable table 27. It is engaged with the bearing 26 which is integral with or fixed thereto.

피니언(25)는 슬리이브(28)의 내부톱니에 교합되어 있고, 그 축선은 봉체의 축선과 일치되어 있으며 지지체1내측에 위치하는 두개의 축수(30), (31)로서 회동 가능하게 축설되어 있다.The pinion 25 is engaged with the internal teeth of the sleeve 28, and its axis coincides with the rod axis and is rotatably arranged as two shafts 30 and 31 positioned inside the support 1. have.

슬리이브(25)는 톱니의 축방향으로 봉체의 왕복 이동에 해당하는 길이 이상으로 길게 형성되어 있다.The sleeve 25 is formed longer than the length corresponding to the reciprocating movement of a rod in the axial direction of a tooth.

피니어(25)와 봉체(20)는 가동 소자(25)에 직접적으로 또는 이를 통하여 슬리이브(28)에 대하여 회동될 수 있도록, 그러나 슬리이브(28)에 대하여 축방향으로 자유롭게 이동될 수 있도록 고정되어 있다.The pinion 25 and the rod 20 can be rotated relative to the sleeve 28 directly or through the movable element 25, but freely moveable in the axial direction with respect to the sleeve 28. It is fixed.

슬리이브(28)의 외면에는 슬리이브와 봉체(20)를 회동시킬 수 있도록 피니언(32)이 형성되어 있다.The pinion 32 is formed in the outer surface of the sleeve 28 so that the sleeve and the rod 20 can be rotated.

제2도에서 보인 바와 같이, 피니언(32)는 기어(33)(34)를 통하여 모터 7로서 회동되며, 이는 감속을 가능하게 한다.As shown in FIG. 2, the pinion 32 is rotated as a motor 7 via the gears 33 and 34, which enables deceleration.

봉체(20)은 이동대(27)에 대하여 이동대(27)의 전동을 위해 고정되어 있으나 축수(26)때문에 이동대(27)에 대하여 자유회동한다.The rod 20 is fixed for the movement of the movable table 27 with respect to the movable table 27, but freely rotates with respect to the movable table 27 due to the shaft 26.

이동대(27) 그 자체는 압축공기 잭 6의 피스턴로드(35)에 연결되어 있도 그 피스턴(36)은 지지체 1에 고정시킨잭의 실린더내에서 운동할 수 있도록 되어 있다.Although the movable table 27 itself is connected to the piston rod 35 of the compressed air jack 6, the piston 36 can move in the cylinder of the jack fixed to the support 1.

피스턴(36)은 그 운동중에 잭의 실린더에 고정된 안내봉(37)에 의하여 안내되며, 밀폐구(38), (39)가 잭의 피스턴과 실린더 및 안내봉(37)사이의 기밀을 위하여 착설된다.The piston 36 is guided by guide rods 37 fixed to the cylinder of the jack during its movement, and seals 38 and 39 are provided for airtight between the piston of the jack and the cylinder and guide rod 37. It is installed.

피스턴(36)에는 압축공기가 피스턴을 후측으로 후퇴하도록 작용하는 면(36a)와, 압축공기가 피스턴과 피스턴 로드를 전방으로 향하게 작용하는 면(36b)이 형성되어 있다.The piston 36 is provided with a surface 36a on which the compressed air acts to retreat the piston to the rear side, and a surface 36b on which the compressed air acts to direct the piston and the piston rod forward.

그리고 이중 작용하는 잭 6에는 전후진 운동을 위하여 압축공기가 공급된다.The dual acting jack 6 is supplied with compressed air for forward and backward movement.

잭이후진운동을 이르킬 때에 봉체(20)를 제1도에서 보인 위치로 후진시킬 수 있도록 피스턴 로드(35)는 이동대(27)를 후진시키며, 이 위치에서 팽창륜(17), (18), (19)는 완전히 그들의 하우징내부로 후퇴한다.When the jack reaches the backward movement, the piston rod 35 retracts the movable table 27 so that the rod 20 can be retracted to the position shown in FIG. 1. In this position, the expansion wheels 17, 18 ), 19 are fully retracted into their housing.

피스턴로드(35)는 이동대를 전진시키기 위하여 이동대 상에 탄착된 스프링(40)과 피스턴로드(35)의 단부와 일체로 되거나 이에 고정된 작동소자에 의하여 이동대(27)의 후측면을 당기도록 작용한다.The piston rod 35 has a rear surface of the movable table 27 by an operation element fixed to or integral with the end of the spring 40 and the piston rod 35 mounted on the movable table to advance the movable table. Act to pull.

이러한 전진 운동시에 이동대(27)은 압축공기가 피스턴(36)의 일측면(36b)에 작용할 때에 스프링(40)을 통하여 피스턴로드(35)에 연결된 소자(41)에 의하여 작용되는 견인력으로 전진구동되는 것이다.In this forward movement, the movable table 27 is a traction force applied by the element 41 connected to the piston rod 35 through the spring 40 when the compressed air acts on one side 36b of the piston 36. It is driven forward.

이동대(27)에는 이동대에 대하여 소자(41)의 이동중에 접점이 소자(41)에 의하여 작동될 때에 모터 7가 봉체(20)를 회동시킬수 있도록한 접점(도시하지 않았음)이 착설되어 있다.The movable table 27 is equipped with a contact (not shown) which allows the motor 7 to rotate the rod 20 when the contact is operated by the element 41 while the element 41 is moved with respect to the movable table. have.

버어니어(47)은 정지구(46)이 관판의 외면(45)에 위치할 때에 매우 정확하게 위치가 선정되어 응력제거를 위한 작업이 수행되는 튜우브내에 팽창륜 케이지(14)의 위치가 정확하게 선정될 수 있도록 하는 정지구(46)의 정확한 위치조절을 가능하게 하여준다.The vernier 47 is positioned very accurately when the stopper 46 is located on the outer surface 45 of the tube plate, so that the position of the expansion wheel cage 14 is correctly selected in the tubing where the work for stress relief is performed. It allows the precise positioning of the stopper 46 to be possible.

장치의 사용상태를 개성하기 위하여, 특히 이러한 작업이 핵발전소의 증기발생기의 튜우브에서 수행되는 경우, 봉체(20)과 관상소자 8에 굴요(屈撓)장치가 제공된다. 따라서 이중유니버샬 조인트(50)이 봉체(20)에 제공되고, 단일 유니버샬 조인트(51)가 관상 소자에 제공된다. 따라서 본 발명은 직선형 튜우브와 직선형 봉체로서 구성한 장치로 접근시킬 수 없는 튜우브내의 잔류응력을 제거하는 데 이용할 수 있다.In order to characterize the state of use of the apparatus, in particular, when this operation is performed in a tubing of a steam generator of a nuclear power plant, a urging apparatus is provided in the rod body 20 and the tubular element 8. Therefore, the double universal joint 50 is provided to the rod 20, and the single universal joint 51 is provided to the tubular element. Therefore, the present invention can be used to remove residual stress in a tub that cannot be accessed by a device configured as a straight tube and a straight rod.

또한 표적자(標的子)(52)가 관상소자에 제공된다. 응력제거 또는 팽창계수 처리 동안에 장치의 회전 부분에 일체로 구성되거나 고정된 표적자(52)는 관판의 외면에 원호를 표식한다. 따라서 이 표식은 해당 튜우브가 팽창 가공되었음을 나타내는 것이다.A target 52 is also provided to the tubular element. The target 52 integrally constructed or fixed to the rotating part of the device during stress relief or expansion coefficient treatment marks an arc on the outer surface of the tube plate. Thus, this sign indicates that the tube has been expanded.

이러한 표식은 단위 관판상 다수의 튜우브가 배설되어 있으므로 작업자에게는 어떠한 혼동이나 작업상의 간과를 피할 수 있는 매우 유용한 것이다.This marking is very useful to avoid any confusion or overlooking the work because there are many tubs on the unit tube.

팽창 계수처리 가공에 대하여는 제1도, 제2도 및 제3도에서 설명된다.The expansion coefficient processing will be described in FIG. 1, FIG. 2 and FIG.

제3도는 그 통공(61)내에 튜우브(62)가 팽창완료된 관판(60)을 보인 것으로, 그튜우브의 그 두께가 관판의 내면으로 부터 3mm의 거리까지 그 직경을 따라 팽창되어 있다. 튜우브가 관판으로부터 노출된 점의 부위에서 튜우브는 팽창되어 있지 아니하고 연속되어 있으며, 따라서 튜우브는 외면에서 잔류 응력이 가장 큰 부위에 해당하는 이 짧은 길이의 부분상에서 벽으로부터 분리되어 있게 된다.FIG. 3 shows the tube plate 60 in which the tube 62 has been expanded in the through hole 61, and the thickness of the tube is expanded along its diameter to a distance of 3 mm from the inner surface of the tube plate. At the site of the point where the tube is exposed from the tube plate, the tube is unexpanded and continuous, so that the tube is separated from the wall on this short length portion corresponding to the site with the largest residual stress on the outer surface.

팽창가공이 끝난 후, 제1도에서 보인 바와 같이 그 팽창륜(17), (18), (19)가 후퇴된 장치는 제3도에서 보인 바와 같은 전이대로 부터 옮겨진다.After the inflation finishes, the device with its expansion wheels 17, 18, and 19 retracted as shown in FIG. 1 is moved out of the transition zone as shown in FIG.

실제로, 관판상에서의 작업개시시에, 먼저 정지구(46)은 정확한 위치를 선정하게 하며 작업자로 하여금 전이대의 정확한 한위치를 결정하게 하고 버어니어(47)에 의하여 정확한 위치가 표식된다.In fact, at the start of work on the tube plate, the stopper 46 first selects the correct position, allows the operator to determine the exact position of the transition zone and is marked by the vernier 47.

정확한 위치선정이 완료된 후, 본 발명 장치는 더 이상 삽입되지 않을 때까지 튜우브내에 삽입 된다. 팽창륜 케이지(14)로 구성된 실제작동부는 제3도에서 보인 바와 같이 전이대에 대향된 그 위치에 놓이게 되고 팽창륜의 중앙부는 전이대부위에 놓이게 된다. 그리고 정확한 위치에서 팽창 계수 처리 가공이 시작되는 것이다. 작업자는 접점버튼 3을 조작하여 잭 6의 후측 실린더 실내로 압축공기를 공급하도록 전기밸브를 개방하면 압축공기는 피스턴(36)을 전진시키도록 피스턴의 일측면(36b)에 작용한다. 이는 동시에 봉체(20)을 이동시키기 위하여 봉체(20)에 연결된 피스턴 로드(35)와 이동대(27)을 이동케 한다. 봉체(20)의 전진 운동은 팽창륜을 방사상방향으로 이동되게 하므로서 팽창륜은 튜우브(62)의 내면에 접촉할 때까지 제3도에서 보인 바와 같이 케이지(14)에서 돌출한다. 그리고 봉체(20)의 전진 운동은 정지되는데 이는 이동대(27)이 정지하기 때문이다.After the correct positioning is completed, the device of the present invention is inserted into the tub until it is no longer inserted. The actual operating portion consisting of the expansion wheel cage 14 is placed in its position opposite to the transition zone as shown in FIG. 3 and the center portion of the expansion wheel is located at the transition zone. And the expansion coefficient processing process starts at the correct position. The operator operates the contact button 3 to open the electric valve to supply the compressed air to the rear cylinder interior of the jack 6, and the compressed air acts on one side 36b of the piston to advance the piston 36. This moves the piston rod 35 and the movable table 27 connected to the rod 20 to move the rod 20 at the same time. The forward movement of the rod 20 causes the expansion wheel to move radially so that the expansion wheel protrudes from the cage 14 as shown in FIG. 3 until it contacts the inner surface of the tubing 62. And the forward movement of the rod body 20 is stopped because the moving table 27 is stopped.

피스턴로드(35)의 전진운동이 계속되는 동안 가동소자(41)은 이동대(27)에 접근하여 스프링(40)을 압축시키고 접점을 작동시켜 모터 7가 작동되게 한다.While the forward movement of the piston rod 35 continues, the movable element 41 approaches the moving table 27 to compress the spring 40 and activate the contact to operate the motor 7.

그리고 봉체(20)이 회동되게 하여 케이지(14)의 팽창륜에 마찰접촉된 그 원추부(20')가 이들 팽창륜을 회동되게 하는 동시에 방사상 압력이 아직 잭 6의 압력이 작용하는 봉체에 의하여 팽창륜에 가하여진다.The rod 20 is rotated so that the cone 20 'frictionally contacted with the expansion wheel of the cage 14 causes the expansion wheel to rotate. It is applied to the expansion ring.

이 팽창륜은 케이지(14)가 그 축선에 대하여 회동되게 하므로서 팽창륜이 접촉하는 전지역의 튜유브 내공에서 원운동하게 한다. 이러한 팽창륜의 압연작용은 튜우브를 넓히게 하고 봉체(20)의 전진이 가능하게 하므로서 전이대의 부위에서 팽창륜의 분리를 용이하게 하고 튜우브(62)의 팽창을 증가시킨다.This expansion ring causes the cage 14 to rotate about its axis, thereby causing a circular motion in the tubing bore of the entire region in which the expansion ring contacts. The rolling action of the expansion ring widens the tub and facilitates the advancement of the rod body 20, thereby facilitating the separation of the expansion wheel at the transition zone and increasing the expansion of the tub 62.

장치에 의하여 수행된 수회의 왕복운동은 계산되며, 이는 압축공기 잭에 의하여 가하여진 압력으로 나타나 튜우브의 팽창정도에 일치하게 된다.Several reciprocations performed by the device are calculated, which is represented by the pressure exerted by the compressed air jacks to match the degree of expansion of the tub.

봉체에 연결된 장치 또는 조절봉 회전시마다 이동하는 소자는 봉체가 어떤 회전수 만큼회전하였을 때에 접점을 작동시킬 수 있도록 하는 것이다.The device that moves every time the device connected to the rod or the control rod rotates is to enable the contact when the rod rotates by a certain number of revolutions.

따라서 주어진 팽창 가공이 완료되면, 접점이 작동하여 보조밸브를 작용시켜 봉체(20)의 회동과 이동을 중지시키고 봉체(20)의 회동방향이나 잭 6로의 동력공급을 역 방향으로 변환시키는 바, 이는 팽창륜을 자유롭게 하고 튜우브로부터의 장치철수를 위해 압축공기를 피스턴(36)의 타측면에 작용케하므로서 가능하게 되는 것이다.Therefore, when the given expansion processing is completed, the contact is operated to stop the rotation and movement of the rod body 20 by actuating the auxiliary valve to convert the rotation direction of the rod body 20 or the power supply to the jack 6 in the reverse direction, which is This is achieved by freeing the expansion wheel and allowing compressed air to act on the other side of the piston 36 to withdraw the device from the tubing.

작업주기는 조절버튼 3이 작업자에 의하여 조작되었을 때에 자동적으로 이루어지는 것이 중요하다.It is important that the work cycle takes place automatically when control button 3 is operated by the operator.

공차+0.13,-0.18mm인 외경 22.22mm, 공차±0.12인 벽두께 1.27mm, 공차+0.08,-0.05mm인 통공의 내경 22.60mm의 튜우브인 경우, 상기 언급한 바와 같은 장치로 수행된 튜우브의 직경은 0.15mm의 증가를 보였는데, 이는 통공내측에 관판의 내면에 대하여 수 밀리미터인 수준까지 일체로 팽창된 튜우브의 응력이 완전히 제거되었음이 관찰되었다.In the case of tubing having an outer diameter of 22.22 mm with a tolerance of + 0.13, -0.18 mm, a wall thickness of 1.27 mm with a tolerance of ± 0.12, and an inner diameter of 22.60 mm of a hole of a tolerance of + 0.08, -0.05 mm, a tube performed with the above-mentioned device The diameter of the woven was increased by 0.15 mm, which was observed to completely eliminate the stress of the tube inflated integrally to the level of several millimeters against the inner surface of the tube.

이와 같은 경우 직경의 증가는 잔류응력을 제거하는 동안전이대내의 통공내면과 접촉하므로서 튜우브외면이 팽창히 제한되었으며, 통공에 대한 튜우브의 압연이 방지된다.In this case, the increase in diameter is in contact with the inner surface of the through hole in the transition zone while removing the residual stress, so that the outer surface of the tub is expanded, and the rolling of the tube to the through hole is prevented.

이러한 팽창은 전이대의 부위와 이 전이대의 후측에서 증기 발생기의 2차적인 부분의 내측을 향하여 연장된 튜우브의 일부분에서 수행되므로 벽 두께는 항상 일정하게 남아 있게 된다.This expansion is carried out at the site of the transition zone and at the part of the tube extending towards the inside of the secondary part of the steam generator at the rear of the transition zone so that the wall thickness always remains constant.

잔류 응력제거 상태는 상기 주어진 공차내에 포함된 크기 변화의 범위내에서 가열시킨 염화마그네슘을 이용하여 체크된다.Residual stress relief is checked using magnesium chloride heated within the range of size variations included within the tolerances given above.

따라서 응력제거는 작업자에 의하여 매우 간단히, 그리고 용이하게 수행되는 작업으로 해결되고, 작업의 연속은 자동적으로 이루어짐을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the stress relief is solved by a work which is performed very simply and easily by the operator, and the continuation of the work is performed automatically.

더우기 본 발명 장치는 접근하기 곤란한 상태에서도 사용이 가능하게 되어 있다.Moreover, the apparatus of the present invention can be used even in a difficult state of access.

물론, 본 발명은 예시도면으로서만 설명되었으나 이로써만 제한되지 아니하고 본 발명의 기술사상의 범위를 벗어남이 없이 수정이 가능한 바, 그 예로서 전이대를 통공의 외측에 형성되게 한 경우도 포함한다.Of course, the present invention has been described only as an exemplary drawing, but is not limited thereto, and modifications can be made without departing from the scope of the technical concept of the present invention, and examples thereof include a case where the transition zone is formed outside the through hole.

언급한 것과는 다른 팽창륜을 조절하는 봉체의 회전과 이동을 위한 장치를 생각할 수도 있으며, 또한 봉체의 회전수를 측정하기 위한 어떠한 형태의 장치를 이용하는 것도 가능하다.It is also conceivable that the device for rotation and movement of the rod body to control the expansion ring different from the one mentioned, it is also possible to use any type of device for measuring the rotational speed of the rod body.

또한 튜우브내로의 삽입깊이를 조절하기 위한 장치로서 제1도 및 제2도에 관련하여 설명한 바와 다른 장치를 생각할 수도 있다.It is also contemplated that the device for adjusting the insertion depth into the tub can be a different device than that described with reference to FIGS. 1 and 2.

끝으로, 상기 언급한 장치는 핵원자로에 사용되는 증기발생기의 관판 뿐만 아니라 열교환기의 다른 지지체나 판체에 사용되는 튜우브의 팽창가공 후 잔류응력을 제거하는 데 유용하게 사용될 수 있음을 밝혀둔다.Finally, it should be noted that the above-mentioned apparatus can be useful for removing residual stresses after expansion of tubing used for heat exchangers as well as tube plates of steam generators used for nuclear reactors.

Claims (1)

두꺼운 관판(60)의 통공을 통하여 완전히 관통하는 튜우브(62)의 설치시에 튜우브에 발생된 잔류응력을 제거하기 위한 것으로, 튜우브는 그 일측 단부가 관판의 일면과 일치되게 관판에 대하여 배열되며 관판의 타면으로부터 신장되고, 튜우브의 설치가 관판의 타면으로부터 튜우브가 나타난 지역의 전이대까지 관판의 높이에서 튜우브를 팽창시키고 압연시킬 수 있도록한 잔류응력 제거장치에 있어서, 상기 장치를 취급하기에 적합한 지지체(1); 종축을 형성하는 가늘고 긴 관상소자(8); 종축에 관해 회전할 수 있도록 지지체(1)내에 관상소자(8)의 한단부를 설치하는 수단; 관상소자(8)의 타단부에 제공되고 종축으로 신장하는 다수의 홈(15,16)을 형성하는 관상 케이지(14); 하우징으로서 작용하는 각홈내의 휘일(17,18); 케이지로부터 부분적으로 돌출된 작동위치와 케이지안에서 쑥 들어간 위치 사이의 각 홈안에서 방사상 방향으로 이동할 수 있으며, 종축과 작은 각을 이루는 회전축을 가지는 휘일을 각 홈에 설치시키는 수단, 휘일(17,18) 조절을 위한 것으로 관상소자(8)내에서 동축상으로 신장되며, 한단부에서 케이지(14)의 내부 통공안으로 관통하고, 휘일에 접촉하는 원추형상의 말단부로 구성되는 봉체(20); 회전을 위한 모터(7); 직선운동을 위한 잭(6); 휘일(17,18)과의 마찰 접촉에 의해 휘일을 회전시키기 위해 종축에 관해 봉체를 회전시킬 수 있도록 모터를 봉체에 연결시키는 수단; 휘일(17,18)의 방사상운동을 일으키기 위해 관상소자(8)에 관하여 종축 방향으로 봉체(20)를 이동시키기 위해잭(6)을 봉체에 연결시키는 수단; 전이대 높이에서 튜우브(62)에 휘일케이지를 정확하게 위치시키기 위해 관판(60)의 일면을 접축하기 위한 조절 가능한 정지구(46); 지지체(1) 위에 정지구를 설치하는 수단; 전이대에서 튜우브의 팽창을 정확하게 조절하기 위해 관상소자(8)에 관해 봉체(20)의 회전 운동및 직선운동을 조절하기 위한 수단으로서 작동위치를 향해 쑥 들어간 위치로부터 휘일을 이동시킬 수 있는 방향으로 봉체를 이동시키도록 잭(6)을 작동시키는 수단과, 봉체가 휘일(17,18)에 대해 정지위치에 도달할때 모터(7)를 작동시키 기위한 수단과, 봉체에 의해 이루어진 회전운동을 측정하여 예상된 회전수가 행해진후 모터와 잭을 감소 작동시키기 위한 수단으로 구성되며 상기의 모터를 작동시키는 수단이 이동대(27)를 직선운동을 위해조절 봉체에 연결시키고 휘일을 후퇴시키는 방향으로 조절봉체(20)의 운동을 위한 직접 접촉과 휘일의 방사상 외측운동 방향으로 봉체의 운동을 위한 축향으로 탄성 변형 가능항 부재를 통하여 이동대위에 설치되는 작동소자의 수단에 의해 이동대를 잭의 봉체에 연결시킴에 의해 형성되는 조절수단과; 모터(7)의 작동조절을 위해 이동대(27)에 의해 지지되어 봉체(20)가 희일(17,18)에 대해 정지위치에 도달할때 이동대에 관하여 이동하는 작동소자에 의해 작동하는 전기적인 접점으로 구성됨을 특징으로 하는 관판내튜우브의 잔류응력제거장치.In order to remove residual stress generated in the tub when the tub 62 is completely penetrated through the through-hole of the thick tube 60, the tub is provided with respect to the tube in such a manner that one end thereof coincides with one surface of the tube. 12. An apparatus for removing residual stress arranged in such a way as to extend from the other side of a tube sheet and allow the installation of the tube to expand and roll the tube at the height of the tube sheet from the other side of the tube plate to the transition zone of the region in which the tube appears. A support 1 suitable for handling the; An elongated tubular element 8 forming a longitudinal axis; Means for installing one end of the tubular element (8) in the support (1) so as to rotate about the longitudinal axis; A tubular cage 14 provided at the other end of the tubular element 8 and forming a plurality of grooves 15, 16 extending longitudinally; Wheels 17 and 18 in angular grooves serving as housings; Means for installing a wheel in each groove, the wheel having a rotational axis that forms a small angle with the longitudinal axis, which can move radially in each groove between an operating position partially protruding from the cage and a recessed position in the cage, the wheels 17 and 18. Rods 20 for coordination, which extend coaxially in the tubular element 8, penetrate into the inner through-holes of the cage 14 at one end, and consist of conical end portions contacting the wheel; A motor 7 for rotation; Jack 6 for linear motion; Means for connecting the motor to the rod such that the rod can rotate about the longitudinal axis to rotate the wheel by frictional contact with the wheels 17 and 18; Means for connecting the jack 6 to the rod to move the rod 20 in the longitudinal axis direction with respect to the tubular element 8 to cause radial movement of the wheels 17 and 18; An adjustable stop 46 for folding one side of the tube plate 60 to accurately position the wheel cage in the tube 62 at the transition zone height; Means for installing a stopper on the support (1); The direction in which the wheel can be moved from the recessed position toward the operating position as a means for adjusting the rotational motion and the linear motion of the rod 20 with respect to the tubular element 8 in order to precisely control the expansion of the tube in the transition zone. Means for actuating the jack 6 to move the rod into position, means for actuating the motor 7 when the rod reaches the stop position with respect to the wheels 17 and 18, and rotational movement made by the rod. Means for reducing and operating the motor and the jack after the estimated rotational speed has been performed, and the means for operating the motor connects the moving table 27 to the control rod for linear motion and retracts the wheel. The work is installed on the moving base through the elastically deformable term member in the axial direction for the movement of the rod in the direction of direct contact and the radially lateral movement of the wheel for the movement of the control rod (20). Adjusting means formed by Sikkim connect the moving base by means of the device in the jack and bongche; Electricity actuated by an actuating element which is supported by the movable table 27 for the operation adjustment of the motor 7 and moves with respect to the movable table when the rod 20 reaches the stop position with respect to the dim 17 and 18. Residual stress removal device for tubing in the tube, characterized in that consisting of the contact point.

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