火力發(fa)電廠的高溫高壓機組進行安裝和(he)檢修(xiu)時(shi),有(you)時(shi)在氣缸體上發(fa)現有(you)裂(lie)紋等缺(que)陷(xian),嚴(yan)重影響機組安全運行,必須補焊(han)修(xiu)復。
1. 補焊(han)時的(de)主要問題
高壓汽輪機缸體材(cai)料(liao)較常見的是20CrMoV 鑄鋼(ZG20CrMoV),補(bu)焊時的主要問題(ti)如下:
①. 20CrMoV鋼的焊接(jie)性差(一般在100mm以上(shang))。
②. 氣缸體為(wei)厚壁件。
③. 對缸體(ti)變形(xing)要(yao)求(qiu)高(例(li)如經(jing)過精加工的氣缸體(ti),補(bu)焊后(hou)接(jie)合(he)面的總撓度不(bu)得超過0.5mm).
④. 氣缸體工(gong)作條件差,溫(wen)度(du)高,壓力(li)大(da),使用過(guo)程(cheng)中這(zhe)些參(can)數經常發生(sheng)變化。
高溫高壓氣缸體(ti)的補焊(han)(han)都采(cai)用(yong)焊(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han),有兩種方(fang)案(an),一種方(fang)案(an)是采(cai)用(yong)和母材成分(fen)相同的焊(han)(han)條進(jin)行補焊(han)(han),另一種方(fang)案(an)是采(cai)用(yong)奧氏體(ti)焊(han)(han)條進(jin)行補焊(han)(han)。
2. 用同質(zhi)焊條補(bu)焊氣缸體的要點
采用與母材(cai)成分相(xiang)同(tong)的焊(han)(han)條進行補焊(han)(han),其優(you)點(dian)是(shi)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)在高溫下(xia)長期運行較(jiao)為可靠,但(dan)需要焊(han)(han)前預熱及(ji)焊(han)(han)后熱處理。
①. 檢查裂紋
用5~10倍放大鏡(jing)對氣缸體裂(lie)紋(wen)進(jin)行(xing)普查,粗糙(cao)處需打磨光滑,懷疑部位用酸浸方法檢查(用20%~30%的硝酸酒(jiu)精(jing)溶液)。沿(yan)裂(lie)紋(wen)的走向鉆孔(kong)(kong)(孔(kong)(kong)徑(jing)為10~15mm),檢查裂(lie)紋(wen)的深度。
②. 開槽
先在裂紋的(de)兩端鉆(zhan)止裂孔(ф8~12mm),深(shen)度應深(shen)于(yu)裂紋3~5mm,然后用(yong)片(pian)鏟修成所需形狀,開槽尺寸見(jian)圖5-23。

為了方(fang)便焊(han)接以及改善應力狀況(kuang),開(kai)槽應規整,轉角處(chu)應圓(yuan)滑過(guo)渡。
③. 工頻(pin)感應(ying)加熱
預熱(re)溫(wen)度(du)(du)和焊接時層間(jian)保溫(wen)均為300℃.感應(ying)(ying)(ying)加熱(re)范圍(wei)一般為500~600mm,應(ying)(ying)(ying)盡(jin)量(liang)使(shi)(shi)槽處于(yu)感應(ying)(ying)(ying)線圈中心。升溫(wen)速(su)度(du)(du)為1.5℃/min左右。缸體(ti)加熱(re)時,應(ying)(ying)(ying)注意溫(wen)度(du)(du)均化,如溫(wen)差大于(yu)500℃時則(ze)應(ying)(ying)(ying)間(jian)斷供電,以使(shi)(shi)溫(wen)度(du)(du)趨于(yu)均勻。用測(ce)溫(wen)計(ji)在開槽邊(bian)緣測(ce)定(ding)溫(wen)度(du)(du)。
④. 焊(han)條(tiao)及焊(han)補工藝
蓋面(mian)焊(han)縫(表面(mian)退火焊(han)道(dao)(dao))用J427焊(han)條(tiao),其余各層(ceng)焊(han)道(dao)(dao)均用R337焊(han)條(tiao)。
采用(yong)直徑為4mm的焊條,焊接電(dian)流150A左右,直線運條(也可稍作擺動)。采用(yong)多層(ceng)焊以(yi)降低焊縫收(shou)縮應力。收(shou)弧處應盡(jin)量錯開。用(yong)R337焊條將開槽補(bu)焊到高(gao)出表面1.0~1.5mm,然后(hou)用(yong)J427焊條焊表面退(tui)火(huo)層(ceng),高(gao)為3~4mm,每邊遮蓋寬為1.0~2.0mm(圖5-24)。

⑤. 錘擊
除底(di)層(ceng)焊(han)縫(feng)(feng)外,其余各層(ceng)在清渣后(hou)都用手錘(chui)(chui)(錘(chui)(chui)尖(jian)寬約10mm)進行錘(chui)(chui)擊(ji),以(yi)降(jiang)低殘余應力(li)的峰值(zhi)。先錘(chui)(chui)擊(ji)焊(han)縫(feng)(feng)的中部(bu),后(hou)錘(chui)(chui)焊(han)縫(feng)(feng)的兩側(圖(tu)5-25).錘(chui)(chui)擊(ji)程(cheng)度以(yi)肉眼清晰看見錘(chui)(chui)痕為準,必須把(ba)焊(han)縫(feng)(feng)每(mei)點錘(chui)(chui)遍(bian)。中途停(ting)止焊(han)接時,應在錘(chui)(chui)擊(ji)完畢后(hou)再停(ting)焊(han),否則錘(chui)(chui)擊(ji)前需重(zhong)新(xin)加熱到(dao)300℃以(yi)上。
⑥. 回火
每道焊(han)縫經(jing)錘擊(ji)后立(li)即(ji)用(yong)氣體(ti)火焰回火以改善(shan)焊(han)縫的力學性能,降低內應力,這樣(yang)可以起到和回火熱處理同(tong)樣(yang)的效(xiao)果。
火(huo)焰(yan)為(wei)(wei)中性(xing)焰(yan),焰(yan)心對準焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)緩慢向(xiang)前移(yi)動(dong),橫向(xiang)擺動(dong)范圍應比焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)寬(kuan)3mm左(zuo)右,焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)兩側停頓時(shi)間(jian)(jian)應略長(chang)一些,每道焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)回火(huo)加熱時(shi)間(jian)(jian)應為(wei)(wei)焊(han)(han)(han)(han)接時(shi)間(jian)(jian)的(de)2~3倍。回火(huo)溫度(du)以焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)表面呈亮紅色(se)為(wei)(wei)宜,焊(han)(han)(han)(han)前應用火(huo)焰(yan)對開槽底部的(de)母(mu)材進行一次回火(huo)(寬(kuan)8~10mm),溫度(du)控(kong)制在700℃左(zuo)右(即(ji)表面呈暗紅色(se))。
上述焊接(jie)(jie)、錘擊及回(hui)火三個工序銜接(jie)(jie)應緊湊(cou)。
補焊后測量(liang)殘余變形,并進行宏觀檢查、硬度測定(ding)、金相檢驗及超聲波檢查。

