核电站crdm下部ω焊缝坡口加工方法及刀具的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及核电站焊接技术领域，尤其涉及一种核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工方法及刀具。
【背景技术】
[0002]核电站用来定位控制棒组件的控制棒驱动机构(CRDM，Control Rod DriveMachine)安装于反应堆压力容器顶盖接管座上，是完全防泄漏的磁锁。三个电磁线圈顺序排列，在反应堆控制系统发出的电信号控制下，通过驱动控制棒束抽出、保持或插入反应堆，来控制核反应速率；其中，抽出控制棒使核反应增强，插入控制棒使核反应减弱。
[0003]CRDM耐压壳有上、中、下三道焊缝，上部和中部焊缝在设备制造厂焊接完成，下部焊缝是Ω焊缝，在现场由自动焊焊接完成。由于CRDM耐压壳属一回路承压边界，在运行期间受高温、高压、中子辐照及高低温疲劳载荷作用，三道焊缝容易产生裂纹，从而严重影响核电站的安全运行，因此对CRDM耐压壳的焊缝质量要求非常严格。
[0004]当前有的核电站的CRDM耐压壳与反应堆压力容器顶盖接管座的连接方式为上部螺纹和下部Ω密封焊连接，如图1所示，该下部Ω密封焊通过Y型密封环填充和一次自动焊接成型焊缝(通常采用钨极氩弧焊)，对焊缝的外观、平行度、宽度、高度进行检查，要求苛刻严格。除了焊接工艺以外，Y型密封环与接管座的间隙gap(通常为0.04_)(如图1所示)、与钨极的相对位置，以及接管座唇边(如图2所示)的尺寸等，对焊缝的成型都有着至关重要的影响。
[0005]在首次安装焊接阶段，因CRDM耐压壳和反应堆压力容器顶盖接管座的焊接是在设备制造厂由大型数控车床加工而成，所以该接管座唇边尺寸可以得到精确的保证，对接管座唇边尺寸不存在影响。但当该接管座已经冷装焊接在压力容器顶盖上之后，如果安装阶段因各种原因需对CRDM返修，或在役电站大修期间需进行CRDM的更换等，则需对该焊缝进行切割，然后重新加工压力容器顶盖接管座唇边尺寸。此时，不仅无法采用数控机床，而且操作空间狭小，在役机组还面临着放射性辐射等严峻考验。
[0006]针对上述情况，现有技术在进行CRDM返修或更换时，主要采用三种普通的刀具对压力容器顶盖接管座唇边进行坡口加工，利用这三种刀具对接管座唇边上部平面和内、夕卜侧面平面进行6次配合切削以完成加工，如图3所示，包括:1)第1、2、3次切削使用刀具1，每次切削量约0.1_，目的将原Y型密封环在焊缝中的残留去除；2)第4、5次切削使用刀具2，每次切削量约0.2mm,目的将原Y型密封环在焊缝外侧壁焊缝残留去除；3)第6次切削使用刀具3，以控制唇边厚度为2.0mm左右来控制切削量，目的将原焊缝的内部焊缝残留去除。
[0007]现有技术至少存在以下技术缺陷:
[0008]I)压力容器顶盖接管座唇边内表面存在弧形的倒角，当采用直立的刀具进行加工时，会形成一个转角，影响焊接质量，进而影响核电站运行安全；
[0009]2)由于采用三种刀具配合加工，在每次变换刀具后需要重新对加工角度进行调整，加工的尺寸精度难保证，可靠性低；
[0010]3)加工过程中多次变换刀具，增加了调整时间，使得整个工期延长，尤其是在役机组高放射性剂量的情况下，增加了施工人员的受照时间。
【发明内容】
[0011]本发明针对现有技术中存在的核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工的尺寸精度难保证且可靠性低，进而影响焊接质量，以及延长工期而增加施工人员的受照时间的技术问题，提供一种核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工方法及刀具。提高CRDM更换的效率，提高压力容器顶盖接管座唇边尺寸的加工精度，保证CRDM下部Ω焊缝的焊接质量，加强实施的可靠性。
[0012]—方面，本发明提供了一种核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工方法，应用于刀具驱动设备中，所述Ω焊缝为CRDM与反应堆压力容器顶盖接管座唇边通过Ω密封焊形成的焊缝，所述刀具驱动设备用于驱动核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工刀具切削所述接管座唇边的焊缝残留，所述刀具包括:第一加工刀面、第二加工刀面和第三加工刀面；所述坡口加工方法包括以下步骤:
[0013]S1、在所述刀具固定装夹在所述刀具驱动设备的旋转机头上后，检测并调整所述刀具驱动设备与所述接管座的同心度，以使所述刀具驱动设备与所述接管座的同心度一致；以及设定所述刀具相对所述接管座唇边的初始位置；
[0014]S2、驱动所述刀具围绕所述接管座轴线沿预设方向以预设转速旋转，同时驱动所述刀具以预设速度向下运动，以通过所述第一加工刀面、所述第二加工刀面和所述第三加工刀面切削焊缝残留；其中，所述第一加工刀面用于对所述接管座唇边的内侧的焊缝残留进行切削，所述第二加工刀面用于对所述接管座唇边的上部的焊缝残留进行切削，所述第三加工刀面用于对所述接管座唇边的外侧的焊缝残留进行切削，所述预设方向为所述刀具的刀刃面的朝向；
[0015]S3、在所述刀具达到预设位置后，控制所述刀具停止向下运动，且继续围绕所述接管座轴线沿所述预设方向旋转；同时驱动所述刀具向上运动，直至所述刀具离开所述接管座唇边，并控制所述刀具停止运动。
[0016]可选的，所述预设转速为40?80转/分钟，所述预设速度为0.01?0.03mm/转。
[0017]另一方面，本发明还提供了一种核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工刀具，所述Ω焊缝为CRDM与反应堆压力容器顶盖接管座唇边通过Ω密封焊形成的焊缝，所述刀具包括:
[0018]切割部，包括:用于对所述接管座唇边的内侧的焊缝残留进行切削的第一加工刀面，其中，所述第一加工刀面为弧形；用于对所述接管座唇边的上部的焊缝残留进行切削的第二加工刀面；用于对所述接管座唇边的外侧的焊缝残留进行切削的第三加工刀面；
[0019]与所述切割部固定连接的装夹部，用于与刀具驱动设备的旋转机头固定连接，并在所述旋转机头的驱动下，带动所述第一加工刀面、所述第二加工刀面和所述第三加工刀面同时对所述接管座唇边的焊缝残留进行切削。
[0020]可选的，所述第一加工刀面、所述第二加工刀面和所述第三加工刀面为一体成型。
[0021]可选的，所述第一加工刀面为60°圆弧形，所述第一加工刀面的半径与所述接管座唇边半径相等。
[0022]可选的，所述第二加工刀面的宽度为1.9?2.0mm
[0023]可选的，所述第三加工刀面为锥形刀刃。
[0024]可选的，所述装夹部上设置有通孔，所述通孔的孔径与所述旋转机头匹配，所述装夹部通过所述通孔固定安装到所述旋转机头上。
[0025]可选的，所述装夹部整体为等边三角形，所述等边三角形的边长为10?15mm，所述等边三角形的厚度为4?6mm。
[0026]可选的，所述切割部固定设置在所述等边三角形的一边上；所述切割部的厚度小于所述装夹部的厚度。
[0027]可选的，所述切割部设置有刀刃面；所述切割部包括相对的第一面和第二面，所述第一面与所述第二面的距离为所述切割部的厚度；所述第一面与所述装夹部的一面齐平，所述第二面为所述刀刃面。
[0028]本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0029]由于在本发明中提供的核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工刀具，包括:第一加工刀面、第二加工刀面和第三加工刀面。进一步，在上述坡口加工刀具的基础上提供了一种核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工方法，包括步骤:S1、在所述刀具固定装夹在所述刀具驱动设备的旋转机头上后，检测并调整所述刀具驱动设备与所述接管座的同心度，以使所述刀具驱动设备与所述接管座的同心度一致；以及设定所述刀具相对所述接管座唇边的初始位置；S2、驱动所述刀具围绕所述接管座轴线沿预设方向以预设转速旋转，同时驱动所述刀具以预设速度向下运动，以通过所述第一加工刀面、所述第二加工刀面和所述第三加工刀面切削焊缝残留；其中，所述第一加工刀面用于对所述接管座唇边的内侧的焊缝残留进行切肖IJ，所述第二加工刀面用于对所述接管座唇边的上部的焊缝残留进行切削，所述第三加工刀面用于对所述接管座唇边的外侧的焊缝残留进行切削，所述预设方向为所述刀具的刀刃面的朝向；S3、在所述刀具达到预设位置后，控制所述刀具停止向下运动，且继续围绕所述接管座轴线沿所述预设方向旋转；同时驱动所述刀具向上运动，直至所述刀具离开所述接管座唇边，并控制所述刀具停止运动。有效地解决了现有技术中核电站CRDM下部Ω焊缝坡口加工的尺寸精度难保证且可靠性低，进而影响焊接质量，以及延长工期而增加施工人员的受照时间的技术问题；保证了加工精度，降低压力容器顶盖接管座返修过程中报废的风险，可靠性高，为焊接质量和核电站安全运行提供条件，可一次完成加工，省去了加工过程中多次变换刀具、调整等多道工序，节省工期，减少施工人员受到放射性辐照的时间。
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本发明实施例