火力(li)發(fa)電廠的高溫高壓機組(zu)進行安(an)裝和(he)檢修時,有時在(zai)氣缸體上(shang)發(fa)現有裂紋等缺陷,嚴(yan)重影(ying)響(xiang)機組(zu)安(an)全運行,必須補焊修復。
1. 補焊時的主要(yao)問(wen)題
高壓汽輪機缸體(ti)材(cai)料較(jiao)常見(jian)的是20CrMoV 鑄鋼(ZG20CrMoV),補(bu)焊時的主要問題如(ru)下:
①. 20CrMoV鋼的(de)焊接性差(cha)(一般在100mm以上(shang))。
②. 氣缸體為(wei)厚壁件。
③. 對(dui)缸(gang)體(ti)變形要求高(例如經過(guo)精加工的氣缸(gang)體(ti),補焊后接合面的總撓度不(bu)得超過(guo)0.5mm).
④. 氣(qi)缸體(ti)工作條件差,溫度高,壓力大,使用過程中(zhong)這些參(can)數經常發生變(bian)化。
高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓氣缸(gang)體(ti)的補焊(han)都(dou)采用焊(han)條電(dian)弧焊(han),有兩種(zhong)方案(an),一種(zhong)方案(an)是(shi)采用和母材成分相同的焊(han)條進(jin)行補焊(han),另(ling)一種(zhong)方案(an)是(shi)采用奧(ao)氏體(ti)焊(han)條進(jin)行補焊(han)。
2. 用(yong)同質焊條補焊氣缸體的要(yao)點(dian)
采用與(yu)母(mu)材(cai)成(cheng)分相同的焊(han)(han)條進(jin)行(xing)(xing)補焊(han)(han),其優點(dian)是焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭在高溫下長期(qi)運行(xing)(xing)較為(wei)可靠,但(dan)需要焊(han)(han)前預熱及(ji)焊(han)(han)后熱處理(li)。
①. 檢查裂紋
用(yong)5~10倍(bei)放大鏡對氣缸體裂(lie)紋進(jin)行普查(cha),粗糙處需打(da)磨光滑,懷疑部(bu)位用(yong)酸(suan)浸方法(fa)檢查(cha)(用(yong)20%~30%的硝酸(suan)酒精溶(rong)液)。沿(yan)裂(lie)紋的走向鉆孔(孔徑為10~15mm),檢查(cha)裂(lie)紋的深度(du)。
②. 開槽
先在(zai)裂紋的兩(liang)端鉆(zhan)止裂孔(ф8~12mm),深度(du)應(ying)深于裂紋3~5mm,然后(hou)用片鏟(chan)修成所需(xu)形狀,開槽尺寸(cun)見圖5-23。
為了方(fang)便焊接以及改善應力狀況(kuang),開(kai)槽應規整,轉角處應圓滑(hua)過渡(du)。
③. 工頻(pin)感應加熱
預熱溫(wen)度(du)和焊接時(shi)(shi)層間保溫(wen)均為(wei)(wei)300℃.感應(ying)加熱范圍一般為(wei)(wei)500~600mm,應(ying)盡量使槽處于感應(ying)線圈中心。升溫(wen)速度(du)為(wei)(wei)1.5℃/min左右。缸體加熱時(shi)(shi),應(ying)注意溫(wen)度(du)均化(hua),如溫(wen)差大于500℃時(shi)(shi)則應(ying)間斷供電(dian),以使溫(wen)度(du)趨于均勻。用測溫(wen)計在開槽邊(bian)緣測定溫(wen)度(du)。
④. 焊(han)條及焊(han)補(bu)工藝
蓋面焊縫(表(biao)面退火(huo)焊道)用J427焊條(tiao),其余各層焊道均(jun)用R337焊條(tiao)。
采用(yong)(yong)直徑為(wei)(wei)4mm的焊條(tiao),焊接電流150A左(zuo)右(you),直線運條(tiao)(也可稍作(zuo)擺動(dong))。采用(yong)(yong)多層焊以降低(di)焊縫(feng)收縮應力。收弧(hu)處(chu)應盡量(liang)錯開(kai)。用(yong)(yong)R337焊條(tiao)將開(kai)槽補(bu)焊到高出表(biao)面1.0~1.5mm,然(ran)后用(yong)(yong)J427焊條(tiao)焊表(biao)面退火(huo)層,高為(wei)(wei)3~4mm,每邊遮(zhe)蓋寬為(wei)(wei)1.0~2.0mm(圖5-24)。
⑤. 錘擊
除(chu)底層(ceng)焊縫(feng)(feng)外,其(qi)余(yu)各層(ceng)在(zai)清渣后(hou)都(dou)用(yong)手(shou)錘(chui)(chui)(錘(chui)(chui)尖寬約10mm)進行錘(chui)(chui)擊(ji),以降低(di)殘余(yu)應力的(de)峰值。先錘(chui)(chui)擊(ji)焊縫(feng)(feng)的(de)中部(bu),后(hou)錘(chui)(chui)焊縫(feng)(feng)的(de)兩側(圖5-25).錘(chui)(chui)擊(ji)程度以肉眼(yan)清晰看見錘(chui)(chui)痕為準,必須把焊縫(feng)(feng)每點錘(chui)(chui)遍(bian)。中途停(ting)止焊接(jie)時,應在(zai)錘(chui)(chui)擊(ji)完畢后(hou)再停(ting)焊,否則錘(chui)(chui)擊(ji)前需重新加熱到300℃以上。
⑥. 回火
每道焊(han)(han)縫經錘擊后立(li)即用氣體火焰回火以(yi)改(gai)善焊(han)(han)縫的力學性能,降低內應力,這(zhe)樣可以(yi)起到和回火熱(re)處理同樣的效果。
火焰為(wei)中性焰,焰心對準焊(han)(han)(han)縫(feng)緩慢向(xiang)前(qian)移(yi)動,橫(heng)向(xiang)擺動范圍應比焊(han)(han)(han)縫(feng)寬(kuan)3mm左右,焊(han)(han)(han)縫(feng)兩(liang)側停頓時間(jian)應略長一些,每道焊(han)(han)(han)縫(feng)回(hui)火加熱時間(jian)應為(wei)焊(han)(han)(han)接時間(jian)的2~3倍。回(hui)火溫度以(yi)焊(han)(han)(han)縫(feng)表面(mian)呈(cheng)亮紅色(se)(se)為(wei)宜,焊(han)(han)(han)前(qian)應用火焰對開槽底部的母材(cai)進行一次回(hui)火(寬(kuan)8~10mm),溫度控制(zhi)在700℃左右(即表面(mian)呈(cheng)暗紅色(se)(se))。
上述焊接、錘擊(ji)及回火三個工(gong)序銜接應緊湊。
補焊后測量殘余變形,并進行宏觀檢(jian)查(cha)、硬(ying)度測定、金相檢(jian)驗及超聲波檢(jian)查(cha)。