火力(li)發電廠(chang)的高溫高壓機組(zu)進行(xing)(xing)安(an)裝和(he)檢修時,有時在(zai)氣缸(gang)體上發現有裂紋等缺陷,嚴重影(ying)響(xiang)機組(zu)安(an)全運行(xing)(xing),必須補焊修復。


1. 補焊時(shi)的主(zhu)要問題


 高壓汽(qi)輪機缸體材料較常見的是20CrMoV 鑄鋼(ZG20CrMoV),補(bu)焊時的主要問題如下:


  ①. 20CrMoV鋼的焊接性差(一般(ban)在100mm以上)。


  ②. 氣缸體為厚壁(bi)件(jian)。


  ③. 對(dui)缸(gang)體(ti)變形要求高(例如經過(guo)精加工的(de)氣(qi)缸(gang)體(ti),補焊后(hou)接合面的(de)總撓(nao)度不得超過(guo)0.5mm).


  ④. 氣缸(gang)體工作條件差,溫度高,壓力(li)大,使(shi)用(yong)過程(cheng)中(zhong)這(zhe)些參數經常發生(sheng)變(bian)化。


高(gao)溫(wen)高(gao)壓氣(qi)缸體的(de)補焊(han)都采用(yong)焊(han)條(tiao)電弧焊(han),有兩(liang)種(zhong)方(fang)案(an),一種(zhong)方(fang)案(an)是(shi)采用(yong)和(he)母材成(cheng)分相同的(de)焊(han)條(tiao)進(jin)行(xing)補焊(han),另一種(zhong)方(fang)案(an)是(shi)采用(yong)奧氏體焊(han)條(tiao)進(jin)行(xing)補焊(han)。



2. 用(yong)同質焊條補焊氣(qi)缸(gang)體的要點


 采用與母(mu)材成分(fen)相同的(de)焊條(tiao)進行補焊,其優點是焊接(jie)接(jie)頭在(zai)高溫下長期運行較為可靠,但需要焊前(qian)預熱及焊后(hou)熱處理。


①. 檢查裂紋


  用(yong)(yong)5~10倍(bei)放大鏡(jing)對氣缸體裂紋進行普查,粗糙處需打磨光滑,懷疑部位用(yong)(yong)酸浸方(fang)法檢(jian)查(用(yong)(yong)20%~30%的硝酸酒精(jing)溶(rong)液(ye))。沿裂紋的走向(xiang)鉆孔(kong)(孔(kong)徑為(wei)10~15mm),檢(jian)查裂紋的深度。


②. 開槽(cao)


  先(xian)在裂(lie)紋(wen)的兩端鉆止(zhi)裂(lie)孔(ф8~12mm),深(shen)度應深(shen)于裂(lie)紋(wen)3~5mm,然后用(yong)片鏟修成所需(xu)形狀(zhuang),開槽尺(chi)寸(cun)見(jian)圖5-23。


圖 23.jpg


  為了方便焊(han)接以及改善(shan)應力狀況,開槽應規整,轉(zhuan)角(jiao)處(chu)應圓(yuan)滑過渡。


③. 工頻感應加熱


  預熱(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)和(he)焊接時層間(jian)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)均為(wei)(wei)300℃.感(gan)應(ying)加(jia)熱(re)(re)范圍一般為(wei)(wei)500~600mm,應(ying)盡量使槽處于感(gan)應(ying)線圈(quan)中心。升(sheng)溫(wen)(wen)(wen)速度(du)為(wei)(wei)1.5℃/min左右。缸體加(jia)熱(re)(re)時,應(ying)注意溫(wen)(wen)(wen)度(du)均化,如(ru)溫(wen)(wen)(wen)差(cha)大于500℃時則(ze)應(ying)間(jian)斷供電(dian),以使溫(wen)(wen)(wen)度(du)趨于均勻。用測溫(wen)(wen)(wen)計在開槽邊緣測定溫(wen)(wen)(wen)度(du)。


④. 焊條及焊補工藝


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


  采用(yong)直(zhi)徑為(wei)4mm的焊(han)(han)條(tiao),焊(han)(han)接電流150A左右,直(zhi)線(xian)運(yun)條(tiao)(也(ye)可稍作擺動)。采用(yong)多層焊(han)(han)以降低焊(han)(han)縫收縮應力(li)。收弧處應盡量(liang)錯(cuo)開(kai)。用(yong)R337焊(han)(han)條(tiao)將開(kai)槽補焊(han)(han)到高出表面1.0~1.5mm,然后用(yong)J427焊(han)(han)條(tiao)焊(han)(han)表面退火層,高為(wei)3~4mm,每邊遮蓋(gai)寬為(wei)1.0~2.0mm(圖5-24)。


圖 24.jpg


⑤. 錘(chui)擊


  除底層焊(han)(han)縫(feng)外,其余各層在清渣(zha)后(hou)都用手錘(chui)(chui)(錘(chui)(chui)尖寬約10mm)進行錘(chui)(chui)擊(ji)(ji),以降低殘余應力的(de)峰值。先錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)焊(han)(han)縫(feng)的(de)中部,后(hou)錘(chui)(chui)焊(han)(han)縫(feng)的(de)兩側(圖(tu)5-25).錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)程度以肉眼清晰看見錘(chui)(chui)痕為準(zhun),必須(xu)把焊(han)(han)縫(feng)每點(dian)錘(chui)(chui)遍(bian)。中途停止焊(han)(han)接時,應在錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)完畢后(hou)再停焊(han)(han),否則(ze)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)前需(xu)重新加熱到300℃以上。


⑥. 回火


  每道焊(han)縫經錘(chui)擊后立即用氣(qi)體(ti)火焰回火以改善焊(han)縫的(de)力學性能(neng),降低內應(ying)力,這樣可以起到和回火熱處(chu)理同樣的(de)效果(guo)。


  火(huo)(huo)焰為中性焰,焰心對準(zhun)焊(han)(han)縫(feng)緩慢向前移動,橫(heng)向擺動范圍應(ying)(ying)比焊(han)(han)縫(feng)寬(kuan)3mm左(zuo)右(you)(you),焊(han)(han)縫(feng)兩側停頓時間(jian)應(ying)(ying)略長一(yi)些,每道焊(han)(han)縫(feng)回(hui)火(huo)(huo)加熱時間(jian)應(ying)(ying)為焊(han)(han)接時間(jian)的2~3倍。回(hui)火(huo)(huo)溫度以(yi)焊(han)(han)縫(feng)表(biao)面呈亮紅(hong)色(se)為宜,焊(han)(han)前應(ying)(ying)用火(huo)(huo)焰對開槽底部(bu)的母材進行一(yi)次回(hui)火(huo)(huo)(寬(kuan)8~10mm),溫度控制(zhi)在700℃左(zuo)右(you)(you)(即表(biao)面呈暗(an)紅(hong)色(se))。


  上(shang)述焊接(jie)、錘擊及(ji)回火三個工序銜接(jie)應(ying)緊湊(cou)。


  補(bu)焊后測量殘(can)余(yu)變形,并(bing)進行宏觀檢查、硬度測定、金相(xiang)檢驗及(ji)超聲波檢查。