火力發電(dian)廠(chang)的(de)高溫高壓機組進行(xing)安(an)裝和檢(jian)修(xiu)時,有時在(zai)氣缸體上發現有裂紋等缺(que)陷,嚴(yan)重影響機組安(an)全運行(xing),必須補(bu)焊修(xiu)復。


1. 補(bu)焊時的主要問題


 高壓汽輪機缸體材料較常(chang)見的(de)(de)是20CrMoV 鑄鋼(ZG20CrMoV),補焊(han)時(shi)的(de)(de)主要問題如下:


  ①. 20CrMoV鋼的焊接性(xing)差(一般在100mm以上(shang))。


  ②. 氣缸體為厚壁(bi)件。


  ③. 對缸(gang)體變形要求高(例如經過精加工的(de)(de)氣(qi)缸(gang)體,補焊后接合面的(de)(de)總撓度(du)不得超過0.5mm).


  ④. 氣缸體(ti)工作條件差,溫度(du)高,壓(ya)力大(da),使用過程中這(zhe)些參(can)數(shu)經常發(fa)生變化。


高溫(wen)高壓(ya)氣缸(gang)體(ti)的(de)補(bu)焊(han)都采(cai)用焊(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧焊(han),有兩種(zhong)方案(an),一(yi)種(zhong)方案(an)是采(cai)用和母(mu)材成分(fen)相(xiang)同的(de)焊(han)條(tiao)(tiao)進行補(bu)焊(han),另一(yi)種(zhong)方案(an)是采(cai)用奧氏體(ti)焊(han)條(tiao)(tiao)進行補(bu)焊(han)。



2. 用同質焊條(tiao)補(bu)焊氣缸體的要點


 采(cai)用與母材(cai)成(cheng)分相同的焊(han)條(tiao)進行(xing)補焊(han),其優點(dian)是焊(han)接(jie)接(jie)頭在高溫下(xia)長期運行(xing)較為可靠,但需(xu)要(yao)焊(han)前預熱(re)及(ji)焊(han)后(hou)熱(re)處(chu)理。


①. 檢查裂(lie)紋


  用(yong)5~10倍放大鏡(jing)對氣缸(gang)體裂紋(wen)(wen)(wen)進行普查(cha),粗(cu)糙處(chu)需打磨光滑,懷疑部(bu)位用(yong)酸浸(jin)方法檢(jian)查(cha)(用(yong)20%~30%的(de)硝酸酒精溶液)。沿(yan)裂紋(wen)(wen)(wen)的(de)走向鉆孔(kong)(孔(kong)徑為10~15mm),檢(jian)查(cha)裂紋(wen)(wen)(wen)的(de)深(shen)度。


②. 開槽


  先在裂紋(wen)的兩端鉆止裂孔(ф8~12mm),深度應深于裂紋(wen)3~5mm,然后用片鏟(chan)修成(cheng)所需(xu)形狀,開槽(cao)尺(chi)寸(cun)見圖5-23。


圖 23.jpg


  為了方便(bian)焊接(jie)以(yi)及改善應力(li)狀況,開槽應規(gui)整,轉(zhuan)角處應圓(yuan)滑過渡。


③. 工頻感應加熱


  預(yu)熱溫(wen)度(du)(du)和焊(han)接時層間(jian)保溫(wen)均為(wei)300℃.感應(ying)(ying)(ying)(ying)加熱范圍一般(ban)為(wei)500~600mm,應(ying)(ying)(ying)(ying)盡量(liang)使槽處于(yu)感應(ying)(ying)(ying)(ying)線圈(quan)中(zhong)心。升溫(wen)速度(du)(du)為(wei)1.5℃/min左右。缸(gang)體加熱時,應(ying)(ying)(ying)(ying)注意溫(wen)度(du)(du)均化(hua),如溫(wen)差大(da)于(yu)500℃時則應(ying)(ying)(ying)(ying)間(jian)斷供電,以使溫(wen)度(du)(du)趨于(yu)均勻(yun)。用測溫(wen)計在開槽邊緣測定溫(wen)度(du)(du)。


④. 焊(han)條(tiao)及(ji)焊(han)補工藝


  蓋面(mian)焊(han)縫(表面(mian)退火焊(han)道)用J427焊(han)條,其余各層焊(han)道均(jun)用R337焊(han)條。


  采用(yong)直徑(jing)為(wei)4mm的焊(han)條(tiao)(tiao),焊(han)接電流150A左右,直線運(yun)條(tiao)(tiao)(也(ye)可稍作擺動)。采用(yong)多層焊(han)以降低(di)焊(han)縫收(shou)縮應(ying)力(li)。收(shou)弧(hu)處應(ying)盡量錯(cuo)開。用(yong)R337焊(han)條(tiao)(tiao)將(jiang)開槽補(bu)焊(han)到(dao)高(gao)出表(biao)面(mian)1.0~1.5mm,然(ran)后用(yong)J427焊(han)條(tiao)(tiao)焊(han)表(biao)面(mian)退(tui)火層,高(gao)為(wei)3~4mm,每(mei)邊(bian)遮蓋寬(kuan)為(wei)1.0~2.0mm(圖(tu)5-24)。


圖 24.jpg


⑤. 錘(chui)擊


  除(chu)底層(ceng)焊縫外(wai),其余各層(ceng)在(zai)(zai)清渣(zha)后都用手錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)(錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)尖寬約10mm)進(jin)行錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊,以(yi)降低殘余應力(li)的峰值。先錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊焊縫的中部,后錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)焊縫的兩側(圖5-25).錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊程度(du)以(yi)肉(rou)眼清晰(xi)看見錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)痕為(wei)準,必須把焊縫每點錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)遍(bian)。中途停(ting)止焊接時,應在(zai)(zai)錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊完畢(bi)后再停(ting)焊,否(fou)則錘(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)擊前需(xu)重(zhong)新加熱到(dao)300℃以(yi)上。


⑥. 回火


  每道焊縫經錘擊后立即用(yong)氣體火(huo)焰回(hui)火(huo)以(yi)改善焊縫的力(li)(li)學性能(neng),降低內應力(li)(li),這樣可以(yi)起(qi)到和回(hui)火(huo)熱處理同樣的效(xiao)果(guo)。


  火(huo)(huo)焰為中性焰,焰心(xin)對準焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)緩慢向前移動,橫向擺動范圍應比焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)寬3mm左右(you),焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)兩側停頓時(shi)(shi)間應略長一(yi)些,每道焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)回火(huo)(huo)加熱時(shi)(shi)間應為焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)間的2~3倍。回火(huo)(huo)溫(wen)度以焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)表(biao)(biao)面(mian)呈亮紅色(se)為宜(yi),焊(han)(han)(han)(han)(han)前應用火(huo)(huo)焰對開槽底(di)部的母材進行一(yi)次(ci)回火(huo)(huo)(寬8~10mm),溫(wen)度控制在(zai)700℃左右(you)(即表(biao)(biao)面(mian)呈暗(an)紅色(se))。


  上述焊接、錘擊及(ji)回(hui)火三個(ge)工序銜接應緊(jin)湊(cou)。


  補(bu)焊后測(ce)量殘余變(bian)形,并進行宏觀檢查、硬度測(ce)定、金相檢驗及超聲波檢查。