火力發電廠的高溫高壓(ya)機組(zu)進(jin)行安(an)裝和檢修時,有時在氣缸體上發現有裂紋等缺陷,嚴重影(ying)響機組(zu)安(an)全運行,必須補焊修復。


1. 補焊時(shi)的主要問(wen)題(ti)


 高壓汽輪機缸體材(cai)料較常見的(de)是20CrMoV 鑄鋼(ZG20CrMoV),補焊時的(de)主(zhu)要問題(ti)如下:


  ①. 20CrMoV鋼的焊接性差(一般(ban)在100mm以上)。


  ②. 氣缸體為厚壁(bi)件。


  ③. 對缸體變(bian)形(xing)要求(qiu)高(例如經(jing)過(guo)精加工的氣(qi)缸體,補焊(han)后接合(he)面的總撓度不得超過(guo)0.5mm).


  ④. 氣(qi)缸體工作條件差,溫度高,壓(ya)力大,使用過程中(zhong)這些參數經常發生變(bian)化。


高(gao)溫高(gao)壓氣(qi)缸體(ti)的補焊(han)(han)(han)都采用焊(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han),有兩種(zhong)方(fang)案,一種(zhong)方(fang)案是采用和母材(cai)成分相同的焊(han)(han)(han)條進行補焊(han)(han)(han),另一種(zhong)方(fang)案是采用奧氏體(ti)焊(han)(han)(han)條進行補焊(han)(han)(han)。



2. 用同質焊(han)(han)條補(bu)焊(han)(han)氣缸(gang)體的(de)要點


 采用與母材成分相同的(de)焊條進行補(bu)焊,其優點是焊接(jie)接(jie)頭在高溫下長期運行較(jiao)為可靠,但需要(yao)焊前(qian)預熱及(ji)焊后熱處理。


①. 檢查裂紋


  用(yong)(yong)5~10倍放大(da)鏡對(dui)氣缸(gang)體裂紋進行(xing)普查,粗糙(cao)處需打磨光滑,懷疑部位用(yong)(yong)酸浸方法檢(jian)查(用(yong)(yong)20%~30%的硝酸酒精溶液)。沿裂紋的走向鉆孔(kong)(孔(kong)徑為10~15mm),檢(jian)查裂紋的深度。


②. 開(kai)槽


  先(xian)在(zai)裂(lie)紋(wen)的兩端鉆止裂(lie)孔(ф8~12mm),深(shen)度應(ying)深(shen)于裂(lie)紋(wen)3~5mm,然后(hou)用片鏟(chan)修成所需形狀(zhuang),開槽(cao)尺(chi)寸見(jian)圖5-23。


圖 23.jpg


  為了方便焊(han)接以(yi)及改善應力狀況,開槽應規整(zheng),轉(zhuan)角處(chu)應圓滑過(guo)渡。


③. 工頻感(gan)應加熱


  預熱(re)溫(wen)度和焊接時層間保溫(wen)均(jun)為300℃.感(gan)應(ying)加熱(re)范圍一(yi)般為500~600mm,應(ying)盡量使槽(cao)處于感(gan)應(ying)線(xian)圈中心。升(sheng)溫(wen)速度為1.5℃/min左右。缸體加熱(re)時,應(ying)注(zhu)意溫(wen)度均(jun)化,如溫(wen)差大于500℃時則(ze)應(ying)間斷供電,以使溫(wen)度趨于均(jun)勻(yun)。用測溫(wen)計在開槽(cao)邊緣測定溫(wen)度。


④. 焊條及焊補工藝


  蓋(gai)面(mian)焊(han)縫(feng)(表(biao)面(mian)退(tui)火焊(han)道)用J427焊(han)條,其余(yu)各層焊(han)道均用R337焊(han)條。


  采用直徑(jing)為(wei)4mm的(de)焊(han)(han)條(tiao)(tiao),焊(han)(han)接(jie)電流150A左右(you),直線運(yun)條(tiao)(tiao)(也可稍作擺動)。采用多層(ceng)焊(han)(han)以降低焊(han)(han)縫收(shou)縮應力(li)。收(shou)弧(hu)處(chu)應盡量錯開。用R337焊(han)(han)條(tiao)(tiao)將開槽補焊(han)(han)到高出(chu)表面(mian)1.0~1.5mm,然(ran)后用J427焊(han)(han)條(tiao)(tiao)焊(han)(han)表面(mian)退(tui)火層(ceng),高為(wei)3~4mm,每邊遮蓋寬為(wei)1.0~2.0mm(圖5-24)。


圖 24.jpg


⑤. 錘擊(ji)


  除底層焊(han)縫外,其余各層在(zai)清(qing)渣后都用手錘(chui)(錘(chui)尖寬約10mm)進行錘(chui)擊(ji),以降低(di)殘余應力(li)的(de)(de)峰值。先錘(chui)擊(ji)焊(han)縫的(de)(de)中部(bu),后錘(chui)焊(han)縫的(de)(de)兩側(圖5-25).錘(chui)擊(ji)程度以肉(rou)眼(yan)清(qing)晰(xi)看(kan)見錘(chui)痕為準(zhun),必須把焊(han)縫每點(dian)錘(chui)遍。中途停止焊(han)接時(shi),應在(zai)錘(chui)擊(ji)完畢后再(zai)停焊(han),否(fou)則錘(chui)擊(ji)前需重(zhong)新加熱到300℃以上。


⑥. 回火


  每道焊縫經(jing)錘擊后立即用(yong)氣體火焰回(hui)(hui)火以改(gai)善焊縫的力學(xue)性能,降低內應(ying)力,這樣可以起到和回(hui)(hui)火熱處理同樣的效果。


  火(huo)焰(yan)為(wei)中(zhong)性(xing)焰(yan),焰(yan)心對(dui)準焊(han)縫(feng)(feng)緩(huan)慢向前移動(dong),橫向擺動(dong)范圍應(ying)比焊(han)縫(feng)(feng)寬3mm左右,焊(han)縫(feng)(feng)兩側停頓時間應(ying)略長一(yi)些,每道焊(han)縫(feng)(feng)回火(huo)加熱(re)時間應(ying)為(wei)焊(han)接時間的(de)2~3倍。回火(huo)溫度以焊(han)縫(feng)(feng)表(biao)面呈亮紅色(se)(se)為(wei)宜,焊(han)前應(ying)用(yong)火(huo)焰(yan)對(dui)開槽(cao)底部的(de)母材進行一(yi)次回火(huo)(寬8~10mm),溫度控制在(zai)700℃左右(即(ji)表(biao)面呈暗(an)紅色(se)(se))。


  上述焊接(jie)、錘擊及回火三個工(gong)序銜接(jie)應緊(jin)湊(cou)。


  補焊后測(ce)量殘余變(bian)形,并進行宏觀檢(jian)查、硬(ying)度測(ce)定(ding)、金(jin)相檢(jian)驗及超聲波檢(jian)查。