火力發電廠的高溫(wen)高壓機組進(jin)行(xing)安(an)裝和(he)檢修時(shi),有時(shi)在氣缸體上發現有裂紋(wen)等缺陷(xian),嚴重影(ying)響機組安(an)全運行(xing),必須補焊修復。
1. 補焊時的(de)主要(yao)問題(ti)
高壓汽輪機缸體材料較常見(jian)的(de)是20CrMoV 鑄鋼(ZG20CrMoV),補焊時的(de)主要(yao)問題如下(xia):
①. 20CrMoV鋼的焊接性差(一般(ban)在100mm以(yi)上)。
②. 氣缸體(ti)為厚壁(bi)件。
③. 對缸體變形(xing)要(yao)求高(例如經過精(jing)加工的氣缸體,補焊后接合(he)面的總撓(nao)度(du)不(bu)得超過0.5mm).
④. 氣缸體工作條件差,溫度高,壓力(li)大(da),使用過(guo)程中(zhong)這(zhe)些參數經常發生變化。
高(gao)溫高(gao)壓氣缸體(ti)的補(bu)焊(han)都采用(yong)焊(han)條電弧焊(han),有(you)兩種方(fang)(fang)案(an),一種方(fang)(fang)案(an)是采用(yong)和母材成分相同的焊(han)條進(jin)(jin)行(xing)(xing)補(bu)焊(han),另一種方(fang)(fang)案(an)是采用(yong)奧氏體(ti)焊(han)條進(jin)(jin)行(xing)(xing)補(bu)焊(han)。
2. 用同質焊(han)(han)條補焊(han)(han)氣缸體的要點
采用與母材(cai)成分相同的(de)焊條進(jin)行補(bu)焊,其優點是焊接(jie)接(jie)頭在高(gao)溫下長期運行較為可靠,但(dan)需(xu)要焊前預(yu)熱及焊后熱處理。
①. 檢(jian)查裂紋
用5~10倍(bei)放大鏡(jing)對氣(qi)缸體裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)進行普查,粗糙處需(xu)打(da)磨光滑,懷(huai)疑部位用酸浸方(fang)法檢(jian)查(用20%~30%的硝酸酒(jiu)精溶液)。沿裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的走(zou)向鉆孔(孔徑為10~15mm),檢(jian)查裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的深度。
②. 開槽
先在裂(lie)紋(wen)的兩端鉆止(zhi)裂(lie)孔(ф8~12mm),深度應深于裂(lie)紋(wen)3~5mm,然后用(yong)片鏟修成所需形狀,開槽尺寸見圖5-23。
為了(le)方便焊接以及改善應力狀況(kuang),開槽應規(gui)整,轉角處(chu)應圓滑(hua)過渡(du)。
③. 工頻感應(ying)加熱
預熱(re)溫度(du)和焊接時(shi)層間保溫均(jun)為(wei)300℃.感應加(jia)熱(re)范圍一般為(wei)500~600mm,應盡量使槽(cao)處于感應線圈中心(xin)。升溫速(su)度(du)為(wei)1.5℃/min左(zuo)右。缸體加(jia)熱(re)時(shi),應注意溫度(du)均(jun)化(hua),如(ru)溫差大于500℃時(shi)則應間斷供(gong)電,以使溫度(du)趨(qu)于均(jun)勻。用測(ce)(ce)溫計在開槽(cao)邊緣測(ce)(ce)定溫度(du)。
④. 焊(han)條(tiao)及焊(han)補(bu)工藝(yi)
蓋面焊(han)縫(表(biao)面退火焊(han)道)用J427焊(han)條,其余(yu)各層焊(han)道均(jun)用R337焊(han)條。
采用直徑(jing)為(wei)(wei)4mm的焊(han)(han)條(tiao)(tiao),焊(han)(han)接電流(liu)150A左右,直線運條(tiao)(tiao)(也可稍作擺(bai)動)。采用多(duo)層焊(han)(han)以降低焊(han)(han)縫收縮應(ying)力。收弧處應(ying)盡量錯開。用R337焊(han)(han)條(tiao)(tiao)將開槽(cao)補焊(han)(han)到高(gao)出表面1.0~1.5mm,然后用J427焊(han)(han)條(tiao)(tiao)焊(han)(han)表面退火(huo)層,高(gao)為(wei)(wei)3~4mm,每邊遮蓋寬為(wei)(wei)1.0~2.0mm(圖5-24)。
⑤. 錘擊
除底層焊縫(feng)(feng)外,其余各(ge)層在清渣后都用手錘(chui)(錘(chui)尖寬約10mm)進行(xing)錘(chui)擊(ji),以(yi)降低殘余應力的(de)峰值。先(xian)錘(chui)擊(ji)焊縫(feng)(feng)的(de)中部,后錘(chui)焊縫(feng)(feng)的(de)兩側(圖5-25).錘(chui)擊(ji)程度(du)以(yi)肉眼清晰看見錘(chui)痕為準,必須把焊縫(feng)(feng)每點錘(chui)遍。中途停止焊接時,應在錘(chui)擊(ji)完畢后再停焊,否則錘(chui)擊(ji)前需重新(xin)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)焰回火(huo)以改善焊縫的力學性能,降低(di)內(nei)應力,這(zhe)樣可以起到和回火(huo)熱處理同樣的效果。
火(huo)焰(yan)(yan)(yan)為中性焰(yan)(yan)(yan),焰(yan)(yan)(yan)心(xin)對(dui)準焊(han)縫(feng)(feng)(feng)緩慢向前移動,橫向擺動范圍應比焊(han)縫(feng)(feng)(feng)寬3mm左右,焊(han)縫(feng)(feng)(feng)兩側停(ting)頓時間應略長一些,每道焊(han)縫(feng)(feng)(feng)回(hui)火(huo)加(jia)熱時間應為焊(han)接時間的(de)2~3倍。回(hui)火(huo)溫度以(yi)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)表(biao)面呈亮(liang)紅色為宜(yi),焊(han)前應用火(huo)焰(yan)(yan)(yan)對(dui)開槽底部的(de)母材進行(xing)一次回(hui)火(huo)(寬8~10mm),溫度控制在700℃左右(即表(biao)面呈暗紅色)。
上(shang)述焊接、錘擊(ji)及回(hui)火三個工序銜接應緊湊。
補焊后測量殘余變形,并進行宏觀檢查、硬度測定、金相檢驗(yan)及超聲波檢查。