形成用于池、 箱或者防护壳的覆盖物的方法 技术领域 本发明涉及一种制造用于防护池、 防护箱或防护壳， 特别是用于核电站的防护壳 的覆盖物的方法， 包括至少一系列相邻片的组装以及通过形成焊缝而将这些片彼此焊接以 形成覆盖物的表面的一部分。
背景技术 防护池、 防护箱或者防护壳的覆盖物由加入到混凝土结构上的内部金属覆盖物形 成以在正常或者事故运行条件下禁限泄露物并保证池的密闭性。 金属覆盖物由彼此焊接的 片形成。
焊接通常通过焊接技术进行， 将夹具布置在片的后面在待焊接区域的水平处。例 如， 在图 1 中， 两相邻金属片 1 和 2 通过夹具焊接技术焊接。片 1 和 2 这样固定到混凝土壁 3 上。陷沉在混凝土中的锚定件 4 牢固地连接到布置在混凝土中的夹具 5 上并将片 1 和 2 压靠在焊接区域 6 的水平处。
但是， 该技术不能保证 100％的密闭性。 在夹具上进行焊接实际上难以检查并因此 难以保证。 此外， 由于在焊接过程中产生的氧化物等包容物， 其会带来残余缺陷 7， 从而导致 初裂。但是， 这些初裂由于受到例如压力和温度变化或者例如由于地震所致的振动的应力 而影响覆盖物的机械强度。 对于该夹具焊接技术， 覆盖物的密闭性实际上取决于通过夹具 5 与锚定件 4 接触的焊接区域 6。因此， 密闭性缺陷危害锚定件以及因此覆盖物的机械强度。
为了克服该问题， 如图 2 所示意性地示出的， 已经提出提供通道 8 以回收如果混凝 土壁 3 和片 1 和 2 之间泄露的情形下的坠落物。 混凝土 10， 其称作第二阶段 (second phase) 混凝土， 然后浇灌在壁 3 和片 1 和 2 之间， 并包含固定到该混凝土壁 3 的第一壳体 9。该第 一壳体 9 包括形成混凝土壁 3 的一体部分的底壁 9a( 第一阶段混凝土 ) 和与片 1 和 2 接触 的侧壁 9b。在图 2 中， 第一壳体 9 呈 U 形截面。第二壳体 11 尺度比第一壳体更小， 布置在 第一壳体 9 中。它包括在焊接区域 6 的水平处与片 1 和 2 接触的顶壁 11a。顶壁 11a 通过 位于第一壳体 9 的底壁 9a 上并牢固地连接到该底壁 9a 的侧壁 11b 延伸。在图 2 中， 第二 壳体 11 呈倒 U 形的截面。在侧壁 9b 和 11b 之间的空间这样形成通道 8， 其设计来回收如果 在焊接区域水平处泄露的情形下的坠落物。顶壁 11a 对应图 1 所示的夹具 5。为了示例性 目的， 专利申请 EP-A-0191672 描述了如此的实施例。
但是， 即使借助坠落物回收通道， 仍然存在不密闭的风险， 因为会发生通过毛细作 用的泄露直到第二阶段混凝土 10， 如图 2 中箭头所示。 此外， 该系统不能保证两个片之间焊 接的良好处理， 也不能保证防止焊接断裂 ( 脆性断裂或者疲劳断裂 ) 的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造用于防护池、 防护箱或者防护壳的覆盖物的方法， 其弥补现有技术的缺点。 更特别地， 本发明的目的是提供一种方法， 由此形成的焊接部的密 闭性以及覆盖物的强度能够得以保证。根据本发明， 该目的通过所附权利要求实现。
特别地， 该目的通过一系列相邻片的组装的事实而实现， 包括 ：
- 平行于第一壁在距离第一壁预定距离处布置片， 每片包括锚定件， 在面对第一壁 的第一面上，
- 布置轨件， 该轨件位于锚定件之间， 并包括侧壁和后部底座， 其与两相邻片一起， 形成面对待焊接区域的空间，
以及通过相邻片的焊接是全熔透 (full-penetration) 对焊的事实和通过其后在 所述第一壁和片之间浇灌混凝土的事实， 在混凝土浇灌完之后， 片的锚定件完全独立于焊 缝。
根据本发明的方法使得能够通过全熔透对焊在相邻片之间形成接头， 从而满足以 下标准 ：
- 当进行外观检查测试时， 在焊缝 ( 或者接头 ) 的整个长度上 100％达标，
- 当进行渗透检查时， 在焊缝的整个长度上 100％达标，
- 当进行 X 射线检查测试时， 在焊缝的整个长度上 100％达标，
- 当利用 “真空箱” 进行外观检查测试时， 在焊接缝的整个长度上 100％达标。
因此， 上面几套测试使得片的接头质量保证均一。这些测试因此保证焊缝具有片 的机械特性。该接头因此符合在制造用于核电厂的防护体的技术领域普遍使用的设计码， 其保证覆盖物的永久性 ( 热循环、 地震等 )。
最后， 在浇灌完混凝土之后， 片的锚定件完全独立于焊缝的事实带来强度功能与 密闭性功能分离的优点， 不同于现有技术。 附图说明 其它优点和特征将从下面对本发明的作为非限定性例子给出并在附图中示出的 特定实施例的描述变得更加清楚， 其中 ：
- 图 1 和 2 示意性地示出根据现有技术的两个片之间的焊接的两个实施例的截面 视图。
- 图 3 示出用于根据本发明的方法的片的前视图和侧视图。
- 图 4 示意性地示出一系列片能够固定到混凝土壁上的各个步骤中的截面视图。
- 图 5 示意性地示出在两相邻片之间进行焊接的截面视图。
- 图 6 示意性地示出在两相邻片已经焊接之后进行 X 射线检查的截面视图。
- 图 7-13 示出生产用于锚定覆盖物到具有坠落物回收槽件的对焊片的系统的不 同阶段。
- 图 14-21 示出具有焊接片的覆盖物的替代实施例。
具体实施方式
防护池、 防护箱和防护壳的覆盖物通过相继地并排布置相邻片并焊接所述片以使 得覆盖所述池的整个混凝土壁而形成。
覆盖物的强度功能特别地与在焊接水平处的密闭性功能分离， 因为提供覆盖物强 度的部件并不接触焊接区域或者焊缝。更特别地， 每个片包括在其面对混凝土的面上的锚定件， 该部件保证覆盖物的强度。一旦混凝土被浇灌完， 这些锚定件完全独立于焊接件。因 此， 它们并不邻接焊接区域。
而且， 相邻片通过全熔透对焊 (full-penetration butt welding) 或者焊缝进行 焊接。全熔透对焊是指形成连接两相邻片的边缘的焊缝， 所述两边缘一般彼此分开一预定 间隙， 该间隙完全被焊缝充填。 而且， 全熔透对焊并不如现有技术一样要求使用夹具或者支 撑表面。 这使得能够获得焊缝而没有任何连接缺陷并且不存在由于夹具或者支撑表面所致 的弯曲应力带来的任何断裂风险。
最后， 面对待焊接区域布置轨件。 该轨件至少使得能够执行覆盖物接头的检查， 特 别是 X 射线检查。
该覆盖物的第一特定实施例示出在图 3-6 中。
如图 3 所示， 覆盖物的每个金属板 12 设置有两相对面 ：
- 第一面 13， 用以面对待被覆盖的混凝土壁布置，
- 和第二面 14， 对应进行焊接的面。
两相对面 13 和 14 通过边缘连接。取决于焊接的类型 ( 水平竖直或者直立焊接 )， 片 12 的边缘可以具有不同的形状。片 12 的边缘一般包括两部分 ： 与第一面 13 接触的第一 部分和与第二面 14 接触的第二部分。第一部分有利地与第一面 13 形成直角， 而第二部分 为倾斜部分。 但是， 对于直立焊接， 片的倾斜部分优选地与相邻片的倾斜部分形成为 60°角 度。例如， 具有 6 毫米厚度的片的边缘能够包括超过 4 毫米厚的倾斜部分， 关于所述边缘的 第一部分大约 30°的倾斜。 而且， 对于直立焊接， 两相邻片的倾斜部分关于它们边缘的剩余 部分的倾斜有利地为相同的。对于用于水平竖直焊接的片并非如此。事实上， 对于水平竖 直焊接， 两相邻片的第二部分 ( 倾斜部分 ) 分别与相关边缘的第二部分形成 15°和 45°角 度。 而且， 在该第一实施例中， 每个片 12 的第一面 13 包括在其整个周边上的 L 形状的 角形件 15。角形件 15 事实上通过基本上垂直的第一翼和第二翼形成。此外， 角形件 15 的 第一翼固定到片 12 的第一面 13 以使得基本垂直于所述第一面并靠近片 12 的边缘。更特 别地， 如图 3 的侧视图所示， 该角形件的位置和第二翼 ( 平行于第一面 13 的翼 ) 的长度被 确定为以使得所述第二翼并不延伸超过第一面 13。
在该实施例中， 特别地， 每个片的第一面 13 包括锚定件 16， 从而保证覆盖物的机 械强度。例如， 在图 3 的侧视图中， 由具有 U 形截面形状的部分形成的三个锚定件 16 焊接 到片的第一面 13。三个锚定件 16 彼此平行地布置在片 12 的宽度方向。在锚定件 16 的侧 壁中也就是每个 U 的翼中形成凹口以布置和指向薄叶片或者片 16a。 用于固定锚定件 16 到 每个片 12 的第一面 13 上的焊接部 16b 能够通过在工厂中的渗透检查而进行检查。在图 3 中， 焊接部 16a 是不连续地。但是， 它们可以是连续的。
在第一实施例中， 一系列片 12 然后组装和固定到混凝土壁 3 上以形成覆盖物的壁 部分。片 12 并排连续布置为在两片 12 之间具有预定间距。该间距例如为 2 毫米。所述片 然后以预定距离平行于混凝土壁 3 固定。
图 4， 具有五个截面视图 A-E， 示出固定一系列相邻片 12 到混凝土壁 3 上的特定实 施例。片 12 通过某些锚定件 16 被固定到混凝土壁 3。在视图 A-E 中， 两个片 12 的锚定件 16 事实上连续固定到陷沉在混凝土壁 3 中的 HALFEN 轨件 17。该固定通过螺纹杆 18 进行，
每个螺纹杆一端固定到 HALFEN 轨件 17， 另一端固定到焊接到锚定件 16 的支撑片 19。片 12 然后位于从混凝土壁 3 凸起的突起加强件 20 上。
每个片 12 例如通过真空展延器 21 移动直到某锚定件 16 每个压靠先前固定到 HALFEN 轨件 17 的支撑片 19。 一旦每个片 12 被布置为压靠支撑片 19， 其位置关于相邻片 12 竖直和水平调节。该调节例如使得能够在两相邻片之间获得预定间距。然后抵靠这支撑片 19 布置的锚定件 16 焊接到所述支撑片 19。这样形成的焊接部然后能够例如通过渗透检查 就地进行检查。
当一系列片 12 固定到混凝土壁 3 上时， 如图 4 的视图 E 所示， 片 12 的每个角形件 15 形成轨件 22， 其有利地设置有相邻片 12 的相关角形件 15 的纵向中央凹槽 23。轨件 22 这样包括由两相邻片的角形件 15 的第一和第二翼形成的侧壁和后部底座， 并形成面对具 有两相邻片的第一面的待焊接区域的自由空间。
由该轨件 22 和该两个片的第一面构成的空间更特别地在进行焊接时用于接收可 移动鞍状件。可移动鞍状件是指能够以受控的方式在轨件 22 中移动的机械组件。这样， 如 图 5 所示， 可移动鞍状件 24 布置在轨件 22 中。通过支撑部件压在混凝土壁 3 和鞍状件 24 之间的方式， 鞍状件 24 抵靠着片 12 的第一面 13 保持在轨件 22 中。支撑部件例如通过靠 着混凝土壁 3 挤压的气动支撑物 25 形成。防热部件 26 可以进一步地布置在所述支撑物 25 和鞍状件 24 之间。 鞍状件 24 设计为在待焊接区域的水平处形成惰性气体带或者气氛， 在片 12 的第 一面 13 所在的侧面上。鞍状件 24 是可移动的， 其移动遵循焊接设备的移动以总是在进行 焊接的地方和时刻形成惰性气体。
鞍状件 24 因此包括与两相邻片 12 接触的中性气体扩散容器。该中性气体扩散容 器通过支撑片 27 保持在轨件 22 中， 从而使得扩散容器的高度和在轨件 22 中的滑动能够得 以调节。扩散容器更特别地由槽件 28 形成， 其通过气动支撑物 25 保持压在两个片 12 上。 密封件 29 有利地安装在片 12 和所述槽件之间以紧密地密封后者。而且， 惰性气体扩散器 30 包括中性气体注射导管 30a， 并且出口孔 30b 被布置在由槽件 28 形成的空间中， 可能具 有不锈钢毛状物 (wool)( 在图 5 中未示出 )
而且， 在图 5 中， 陶瓷板 31 布置在扩散器 30 和片 12 的第一面 13 之间的槽件 28 中。所述陶瓷板 31 有利地包括设置有抵靠着第一面 13( 在图 5 中未示出 ) 的凹槽的表面。 所述凹槽面对待焊接区域布置并设计来精确定位惰性气体在待焊接区域的水平处。 焊缝 32 通过焊接设备例如 MIG 或者 TIG 焊接设备然后形成在第二面 14 所在的侧面上。还可以进 行局部全熔透。在这种情形下， 陶瓷板 31 不是必需的。最后， 能够使用任何类型的焊接方 法， 只要其能够实现全熔透对焊。
一旦已经形成焊缝 32， 鞍状件就从轨件 22 移除， 焊缝 32 被检查。以传统的方式， 焊缝通过下面的测试进行检查 ：
- 渗透检查测试，
-X 射线检查测试，
- 和外观检查测试， 特别地通过一箱进行的外观检查， 该箱使得能够在焊接区域的 水平处产生真空， 也被称作 “真空箱” 。
更特别地， X 射线检查测试， 如图 6 所示， 通过将射线照相薄片 33 抵靠着片 12 的第
一面 13 布置而进行。薄膜 33 布置在轨件 22 中， 在待检查的焊接区域 ( 或者焊缝 32) 的水 平处。该薄片通过气动支撑物 26 和楔 34 抵靠着第一面 13 保持。气动支撑物压在壁 3 和 所述楔 34 之间。而且， 薄膜 33 可以布置在支撑板 35 上， 该支撑板布置在轨件 22 中。X 射 线 36 然后施加在焊缝 32 的水平处以使得将焊接转印到射线照相薄片 33 上并确定后者是 否存在任何缺陷。
如果进行的检查测试之一是负的， 则可以重复焊接和检查步骤以为了获得具有焊 接系数接近于 1 的焊接。
一旦所有的一系列片都已经彼此焊接并焊接到之前组装和焊接的其它片， 混凝 土， 也称作第二阶段混凝土， 浇灌在混凝土壁 3 和所述焊接片 12 之间以充填所述壁 3 和片 12 之间存在的空间内。锚定件 16 和角形件 15 然后沉陷在所述混凝土中， 从而提供完工覆 盖物的壁的部分的强度。而且， 不同于现有技术， 一旦已经进行焊接并检查， 所述锚定件 16 和角形件 15 并不直接接触焊缝 32。这使得由焊缝 32 执行的密闭性功能和由锚定件 16 和 角形件 15 执行的强度功能能够得以分离。
根据本发明的生产方法然后使得能够获得金属片的良好质量的焊接部， 更特别地 良好的机械性能。这带来不必将焊接部的特定特性考虑在强度计算中的优点。 焊接片进一步用作模板以在混凝土壁 3 和所述片 12 之间浇灌第二阶段混凝土。 这 还使得片 12 和所述混凝土之间的接触得以改善。而且， 锚定件能够由铁素体钢形成， 因为 它们被埋在第二阶段混凝土中。
最后， 在惰性气体气氛中进行的焊接操作使得能够获得很好质量的焊接部， 符合 在核电厂领域的强制安全法规的要求。而且， 焊接的检查操作能够在生产覆盖物的同时进 行。覆盖物的密封性因此能够得以保证。
图 7-13 的第二实施例表示制造具有对焊片和坠落物回收槽件的覆盖物的不同阶 段。该方法类似于图 3-6 的方法， 但是片 12 的 L 形的角形件 15 由面对焊缝 32 的坠落物回 收槽件 40 替代。在下面相同的标号将用于表示与图 3-6 中相同的部分。
在图 7 中， 第一金属板 12 的 U 形锚定件 16 通过调整螺母 41 和防松螺母 42 固定 到螺纹杆 18 上。杆 18 的相对端固定在已沉陷在第一阶段混凝土 3 中的 Halfen 轨件类型 锚定件 17 中。调整螺母 41 使得混凝土 3 的顶面和片 12 之间的距离能够得以调节。
图 8 示出坠落物回收槽件 40 的安装。槽件 40 呈 U 形状， 压在混凝土 3 上， U 的平 行分支之一垂直延伸到从锚定件 16 的后部布置的片 12。 槽件 40 的平行分支以及所述槽件 40 的底部以及相邻片的第一面因此形成了面对待焊接区域的空间。
槽件 40 通过以可调节的方式安装在锚定在混凝土 3 中的螺纹杆 18a 上的固定耳 43 保持就位。用于将槽件 40 固定到混凝土壁 3 上的装置因此完全独立于锚定件 16。槽件 40 形成轨件， 类似于在第一实施例中由 L 形角形件形成的轨件。
在图 9 和 10 中， 第二个片 12 以端部对端部的方式定位在与第一片 12 相同的平面 中， 然后安装与槽件 40 相对的直线排列的夹子 44。待焊接的两个片 12 的区域距离槽件 40 的平行分支距离相同。
图 11 示出通过压在混凝土壁 3 和鞍状件 24 之间的支撑件的方式靠着片 12 固定 在槽件 40 内的可移动鞍状件 24 的安装。支撑件例如通过压靠着混凝土壁 3 的气动支撑物 25 或者气垫形成。
图 12 示出两个片 12 的焊接阶段。
在图 13 中， 鞍状件 24 和气动支撑物 25 被移除， 焊缝 32 的检查测试然后如上面参 照图 6 所述地进行。当测试为正时， 能够在第一阶段混凝土 3 和片 12 之间进行第二阶段混 凝土的浇灌。
坠落物回收槽件 40 的存在是额外的安全特征， 保证覆盖物的密闭性的可靠度。它 还能够使得焊缝 32 通过可移动鞍状件 24 形成。在这种情形下， 它形成轨件 22。
图 14-23 的第三实施例表示生产用于单个混凝土阶段中的防护池或者防护箱的 覆盖物的不同阶段。下面相同的标号将用于表示与图 3-13 中相同的部分。
对于单个混凝土阶段， 不同于先前的实施例， 片 12 并不固定到混凝土壁 3 而是之 前布置在模板中的通常由金属制成的两个壁 50 和 51 之一。将两个壁 50 和 51 隔开的距离 确定形成的覆盖物部分的厚度。
图 14 这样表示布置和固定到壁 50 的面 50a 之一上的两个相邻片 12。片 12 并排 布置并且它们的相邻的边缘限定待焊接的区域。
片 12 进一步地面对模板的另一壁 51 布置。片 12 的锚定件 16 然后在所述壁 51 的方向凸起。
接收片 12 的壁 50 包括开口 50b， 其使得能够经由壁 50 的面 50c 通向待焊接的区 域， 从而使得能够形成焊缝 32， 如图 15 所示。
焊缝 32 有利地通过壁 50 的面 50c( 也就是在图 14 和 15 中关于壁 50 的左手侧 ) 形成， 而片 12 布置在壁 50 的面 50a( 也就是， 在图 14 和 15 中关于壁 50 的右手侧 ) 上。然 后检查该焊接。
然后， 如图 16 所示， 加强件 52 布置在片 12 和壁 51 之间， 并且坠落物回收槽件 40 安装在片 12 和所述加强件之间， 与焊缝 32 相对。坠落物回收槽件 40 呈 U 形并具有垂直于 两相邻片 12 延伸的平行分支。这样， 其压在加强件 52 上。而且， 片 12 的焊缝 32 优选地与 槽件 40 的平行分支等距离地定位。
密封件 53 然后安装在坠落物回收槽件 40 中。通过启动施压系统 54， 密封件 53 在 片 12 和槽件 40 更特别地槽件 40 的分支的末端之间提供密闭性， 特别是在当槽件 40 和片 12 之间存在间隙 55 时。
密封件 53 特别地由柔性叶片 56 形成， 其在不工作位置基本弯曲。叶片在其每个 末端设置有橡皮垫 57。密封件 53 这样在其不工作位置 ( 图 17) 安装在坠落物回收槽件 40 中， 每个垫 57 抵靠着片 12 布置在焊缝 32 的每个侧面上。焊缝 32 有利地距离垫 57 相同距 离。
然后， 如图 18 所示， 当施压系统 54 被启动时， 密封件 53 被变平， 垫 57 压靠片 12 并密封片 12 和槽件 40 的分支之间的自由空间。垫 57 从而通过占据所述间隙保证槽件 40 和片 12 之间的密闭性。
叶片 56 和垫 57 的尺度更特别地选取为当叶片通过施压系统变平时保证槽件 40 和片 12 之间的密闭性。当施压系统 54 启动时， 密封件 53 然后隔离槽件 40 的内部， 施压系 统 54 是例如气动支撑物或者气垫。当其被启动时， 施压系统在柔性叶片上施加压力， 有利 地在其中心施加压力。叶片然后从弯曲位置 ( 不工作位置 ) 变为平坦位置。这导致垫 57 的移动以使得后者密封槽件 40 的分支和片 12 之间的空间。混凝土 58 然后浇灌在壁 51 和片 12( 图 19) 之间， 从而嵌入加强件 52 和锚定件 16。一方面， 在混凝土 58 的浇灌过程中通过密封件 53 实现槽件 40 的密闭性， 另一方面， 后 者并不在槽件 40 内部穿过。一旦混凝土已经设置， 施压系统 54 被关闭 ( 图 20)。密封件 53 在被移除之前恢复到其不工作位置 ( 图 21)， 从而留下用于回收坠落物和插入焊接检查 设备的通道， 如在第一实施例中所述的。
在图 14-21 中， 焊缝 32 在安装加强件 52 和槽件 40 之前产生。但是， 在替代的实 施例中， 焊缝可以在槽件 40 已经安装之后形成。更特别地， 在这种情形中， 焊缝 32 能够如 图 10-13 所示地形成为具有可移动鞍状件 24， 如图 5 所示， 并布置在所述槽件 40 中。可移 动鞍状件 24 包括由于位于槽件 40 和鞍状件 24 之间的支撑部件的作用与两相邻片 12 接触 的中性气体扩散容器。一旦相邻片 12 之间的密封焊接部已经在中性气体气氛中形成， 鞍状 件被移除。在该替代实施例中， 坠落物回收槽件 40 布置为面对待焊接区域并且不面对焊缝 32， 密封件 53 的垫 57 在施压系统 54 被启动之前分别安装在待焊接区域的每个侧面上。
同样地， 尽管在混凝土被浇灌之前在片 12 和坠落物回收槽件 40 之间实现的密闭 性已经在单一混凝土阶段的情形中被描述， 但是， 其也可用于包括两个混凝土阶段的实施 例中。 特别地， 在图 7-13 所示的实施例中， 焊缝 32 有利地在坠落物回收槽件 40 已经安 装压靠第一阶段混凝土壁 3 之后形成。密封件然后保证当第二阶段混凝土的最终浇灌被形 成在第一阶段混凝土壁 3 和片 12 之间时在坠落物回收槽件 40 中的密闭性。