火(huo)力發電廠的高溫高壓機組(zu)進行(xing)安(an)裝和檢修時,有時在(zai)氣缸體上(shang)發現有裂紋(wen)等缺陷(xian),嚴重影響機組(zu)安(an)全運行(xing),必須補焊修復。
1. 補焊時的主要問題(ti)
高壓汽輪機(ji)缸體材料較(jiao)常見的是20CrMoV 鑄鋼(gang)(ZG20CrMoV),補(bu)焊時的主要問題(ti)如下:
①. 20CrMoV鋼的焊(han)接性差(一般在(zai)100mm以上)。
②. 氣缸體(ti)為厚壁件。
③. 對缸體變形要(yao)求高(例(li)如經過精加工的氣缸體,補焊后(hou)接(jie)合面的總撓度(du)不得超過0.5mm).
④. 氣缸體工作條件差,溫度高,壓力大,使用(yong)過(guo)程中這些參(can)數經常(chang)發(fa)生變化。
高溫高壓(ya)氣缸體(ti)(ti)的(de)補(bu)(bu)焊(han)都采(cai)用(yong)焊(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han),有兩(liang)種(zhong)(zhong)方案,一種(zhong)(zhong)方案是(shi)采(cai)用(yong)和母材成(cheng)分(fen)相同的(de)焊(han)條(tiao)進行(xing)補(bu)(bu)焊(han),另一種(zhong)(zhong)方案是(shi)采(cai)用(yong)奧氏體(ti)(ti)焊(han)條(tiao)進行(xing)補(bu)(bu)焊(han)。
2. 用(yong)同質焊(han)(han)條補焊(han)(han)氣缸(gang)體(ti)的要點
采用與母材成分相同(tong)的(de)焊條進(jin)行(xing)補焊,其優點是(shi)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭在(zai)高溫(wen)下長期運行(xing)較(jiao)為可靠(kao),但需要焊前預熱(re)及焊后熱(re)處(chu)理。
①. 檢查裂紋(wen)
用5~10倍放大鏡對氣缸體裂(lie)(lie)紋進行普查(cha),粗(cu)糙處需打(da)磨(mo)光滑(hua),懷(huai)疑部位用酸浸方法(fa)檢查(cha)(用20%~30%的硝酸酒(jiu)精溶液)。沿裂(lie)(lie)紋的走向鉆孔(孔徑為10~15mm),檢查(cha)裂(lie)(lie)紋的深度。
②. 開槽
先在裂紋的兩端鉆(zhan)止裂孔(kong)(ф8~12mm),深(shen)度應深(shen)于裂紋3~5mm,然后用(yong)片(pian)鏟修成(cheng)所需形狀(zhuang),開(kai)槽尺寸見(jian)圖(tu)5-23。
為了方便焊(han)接(jie)以及改善應力狀況(kuang),開槽應規整(zheng),轉角處應圓(yuan)滑過(guo)渡。
③. 工頻感應加熱
預熱溫(wen)(wen)度和(he)焊接時層間保溫(wen)(wen)均(jun)為300℃.感(gan)應(ying)加熱范圍一般為500~600mm,應(ying)盡量使槽處于感(gan)應(ying)線(xian)圈中心。升(sheng)溫(wen)(wen)速度為1.5℃/min左(zuo)右。缸體加熱時,應(ying)注意溫(wen)(wen)度均(jun)化,如(ru)溫(wen)(wen)差大于500℃時則應(ying)間斷供(gong)電,以使溫(wen)(wen)度趨于均(jun)勻。用測溫(wen)(wen)計在開槽邊緣(yuan)測定溫(wen)(wen)度。
④. 焊條(tiao)及(ji)焊補(bu)工藝
蓋面(mian)(mian)焊縫(表面(mian)(mian)退火焊道)用J427焊條(tiao),其余各層焊道均用R337焊條(tiao)。
采用(yong)直(zhi)(zhi)徑為4mm的焊(han)(han)條,焊(han)(han)接電流150A左右,直(zhi)(zhi)線(xian)運條(也可稍作擺動(dong))。采用(yong)多層焊(han)(han)以降低焊(han)(han)縫收(shou)縮(suo)應力。收(shou)弧處(chu)應盡(jin)量錯開。用(yong)R337焊(han)(han)條將開槽補焊(han)(han)到高出(chu)表(biao)面1.0~1.5mm,然后用(yong)J427焊(han)(han)條焊(han)(han)表(biao)面退火層,高為3~4mm,每邊遮蓋寬為1.0~2.0mm(圖5-24)。
⑤. 錘擊
除(chu)底層(ceng)焊(han)縫外,其余各層(ceng)在(zai)(zai)清(qing)渣后(hou)都用手錘(chui)(chui)(錘(chui)(chui)尖寬(kuan)約10mm)進行錘(chui)(chui)擊(ji),以降低殘余應力的峰值。先錘(chui)(chui)擊(ji)焊(han)縫的中(zhong)部,后(hou)錘(chui)(chui)焊(han)縫的兩側(圖5-25).錘(chui)(chui)擊(ji)程度以肉(rou)眼(yan)清(qing)晰(xi)看(kan)見錘(chui)(chui)痕(hen)為準,必須把焊(han)縫每點錘(chui)(chui)遍。中(zhong)途停(ting)止焊(han)接(jie)時,應在(zai)(zai)錘(chui)(chui)擊(ji)完(wan)畢后(hou)再停(ting)焊(han),否則錘(chui)(chui)擊(ji)前需重新加熱到300℃以上。
⑥. 回火
每道(dao)焊(han)縫經錘擊后立即用(yong)氣體火焰回火以(yi)改善焊(han)縫的力學(xue)性能(neng),降低內應力,這樣可以(yi)起到和回火熱(re)處理同樣的效果。
火(huo)焰為中(zhong)性(xing)焰,焰心對(dui)準焊(han)(han)縫(feng)緩慢向前移動(dong),橫向擺(bai)動(dong)范圍應(ying)比焊(han)(han)縫(feng)寬(kuan)3mm左右,焊(han)(han)縫(feng)兩側(ce)停頓時(shi)(shi)間應(ying)略(lve)長一些(xie),每(mei)道(dao)焊(han)(han)縫(feng)回火(huo)加熱時(shi)(shi)間應(ying)為焊(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)間的2~3倍。回火(huo)溫(wen)度(du)(du)以(yi)焊(han)(han)縫(feng)表面呈(cheng)亮紅色為宜,焊(han)(han)前應(ying)用火(huo)焰對(dui)開槽底部的母材進行一次(ci)回火(huo)(寬(kuan)8~10mm),溫(wen)度(du)(du)控(kong)制在(zai)700℃左右(即表面呈(cheng)暗紅色)。
上述(shu)焊(han)接(jie)、錘擊(ji)及回火三個工序銜接(jie)應緊湊。
補焊后測量殘(can)余變形,并進行宏觀檢查(cha)(cha)、硬度測定(ding)、金相檢驗(yan)及超聲波檢查(cha)(cha)。