火力發電廠的(de)高溫高壓(ya)機組(zu)進(jin)行安裝和檢修(xiu)時,有時在(zai)氣缸體上發現有裂紋等缺(que)陷,嚴重影(ying)響機組(zu)安全運行,必須(xu)補焊修(xiu)復。


1. 補(bu)焊時的(de)主要問題(ti)


 高壓汽輪機缸體材料(liao)較常見的(de)是20CrMoV 鑄鋼(ZG20CrMoV),補焊(han)時的(de)主要問(wen)題如下:


  ①. 20CrMoV鋼的焊接(jie)性(xing)差(一般(ban)在100mm以(yi)上)。


  ②. 氣缸體為厚壁(bi)件。


  ③. 對缸體(ti)變(bian)形要(yao)求高(例(li)如(ru)經過精加工的(de)氣缸體(ti),補焊后接合面的(de)總撓度不得超過0.5mm).


  ④. 氣缸體(ti)工作條件差,溫度高(gao),壓力大,使用過程中(zhong)這些(xie)參(can)數(shu)經(jing)常發生變化(hua)。


高溫高壓氣缸(gang)體(ti)的(de)(de)補(bu)焊(han)(han)都采(cai)用焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han),有兩(liang)種方(fang)(fang)案(an),一(yi)種方(fang)(fang)案(an)是采(cai)用和母(mu)材(cai)成分相同的(de)(de)焊(han)(han)條(tiao)進行(xing)(xing)補(bu)焊(han)(han),另(ling)一(yi)種方(fang)(fang)案(an)是采(cai)用奧氏體(ti)焊(han)(han)條(tiao)進行(xing)(xing)補(bu)焊(han)(han)。



2. 用同(tong)質焊條補焊氣缸體的要點


 采(cai)用與母材成分(fen)相(xiang)同的焊(han)條進行(xing)補焊(han),其優點是焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭在高(gao)溫下長期運行(xing)較(jiao)為可靠,但需要焊(han)前預熱(re)及焊(han)后熱(re)處(chu)理(li)。


①. 檢查裂紋


  用5~10倍(bei)放(fang)大鏡對(dui)氣缸(gang)體裂紋(wen)(wen)進行普查,粗糙(cao)處(chu)需打磨光滑,懷(huai)疑部(bu)位用酸浸方法檢查(用20%~30%的(de)(de)硝(xiao)酸酒精溶液)。沿裂紋(wen)(wen)的(de)(de)走向鉆孔(孔徑為10~15mm),檢查裂紋(wen)(wen)的(de)(de)深度。


②. 開槽


  先在裂(lie)紋(wen)的(de)兩端鉆止(zhi)裂(lie)孔(ф8~12mm),深(shen)度應深(shen)于裂(lie)紋(wen)3~5mm,然后用片鏟修(xiu)成所需形(xing)狀,開(kai)槽尺寸見圖5-23。


圖 23.jpg


  為了方(fang)便焊接以(yi)及改善應(ying)力(li)狀況,開槽(cao)應(ying)規整,轉角處應(ying)圓(yuan)滑過(guo)渡。


③. 工頻感(gan)應加熱(re)


  預熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)和焊接時層間保溫(wen)(wen)均為300℃.感應(ying)加(jia)熱(re)(re)范圍一(yi)般為500~600mm,應(ying)盡(jin)量使槽處于感應(ying)線圈中心。升溫(wen)(wen)速度(du)為1.5℃/min左右(you)。缸(gang)體加(jia)熱(re)(re)時,應(ying)注意溫(wen)(wen)度(du)均化(hua),如溫(wen)(wen)差大于500℃時則應(ying)間斷供電(dian),以使溫(wen)(wen)度(du)趨于均勻。用測溫(wen)(wen)計(ji)在開槽邊緣(yuan)測定溫(wen)(wen)度(du)。


④. 焊條及焊補工(gong)藝


  蓋面焊(han)縫(表(biao)面退火焊(han)道)用(yong)J427焊(han)條(tiao),其余各層焊(han)道均用(yong)R337焊(han)條(tiao)。


  采用(yong)直徑為4mm的焊(han)(han)條(tiao),焊(han)(han)接(jie)電流150A左右,直線運條(tiao)(也可稍(shao)作擺(bai)動)。采用(yong)多層(ceng)焊(han)(han)以降低(di)焊(han)(han)縫收(shou)縮(suo)應(ying)力。收(shou)弧處(chu)應(ying)盡量錯開(kai)(kai)。用(yong)R337焊(han)(han)條(tiao)將開(kai)(kai)槽補焊(han)(han)到高出表面(mian)1.0~1.5mm,然后用(yong)J427焊(han)(han)條(tiao)焊(han)(han)表面(mian)退火層(ceng),高為3~4mm,每邊遮蓋寬為1.0~2.0mm(圖(tu)5-24)。


圖 24.jpg


⑤. 錘擊


  除底(di)層焊縫(feng)外,其余各層在清(qing)渣(zha)后都用手錘(chui)(chui)(錘(chui)(chui)尖(jian)寬(kuan)約10mm)進行錘(chui)(chui)擊(ji)(ji),以降低殘余應(ying)力的峰(feng)值。先錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)焊縫(feng)的中(zhong)部,后錘(chui)(chui)焊縫(feng)的兩(liang)側(ce)(圖5-25).錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)程度以肉眼清(qing)晰看見錘(chui)(chui)痕(hen)為準,必須把(ba)焊縫(feng)每(mei)點錘(chui)(chui)遍。中(zhong)途停止焊接時,應(ying)在錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)完畢后再停焊,否則(ze)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)前需重新(xin)加(jia)熱(re)到300℃以上(shang)。


⑥. 回火(huo)


  每道焊(han)縫經錘(chui)擊后(hou)立(li)即用氣體火焰回火以改善焊(han)縫的力學性能(neng),降低內應(ying)力,這樣可以起到和回火熱處理(li)同(tong)樣的效果。


  火焰(yan)為中性(xing)焰(yan),焰(yan)心對準(zhun)焊縫(feng)緩慢向(xiang)前移動,橫向(xiang)擺動范(fan)圍應比焊縫(feng)寬(kuan)3mm左右,焊縫(feng)兩側(ce)停(ting)頓(dun)時(shi)(shi)間應略長(chang)一(yi)些,每(mei)道焊縫(feng)回火加(jia)熱時(shi)(shi)間應為焊接時(shi)(shi)間的2~3倍。回火溫度(du)以焊縫(feng)表(biao)面呈亮紅色為宜,焊前應用(yong)火焰(yan)對開槽底(di)部的母材進行(xing)一(yi)次回火(寬(kuan)8~10mm),溫度(du)控(kong)制在(zai)700℃左右(即表(biao)面呈暗紅色)。


  上述(shu)焊接、錘擊及回火三(san)個(ge)工序銜接應緊湊。


  補焊后測(ce)量殘余變形,并進行宏觀檢(jian)(jian)查(cha)、硬(ying)度測(ce)定(ding)、金(jin)相檢(jian)(jian)驗及超(chao)聲(sheng)波檢(jian)(jian)查(cha)。