火力發(fa)電廠的高(gao)溫高(gao)壓機組進行(xing)安裝和檢修時,有(you)時在(zai)氣缸體上(shang)發(fa)現有(you)裂紋(wen)等(deng)缺陷,嚴重影響機組安全運行(xing),必須補焊修復(fu)。
1. 補焊時的主要問題
高壓(ya)汽輪機(ji)缸體材料較常見的(de)(de)是20CrMoV 鑄鋼(ZG20CrMoV),補焊時的(de)(de)主(zhu)要問題如(ru)下:
①. 20CrMoV鋼的焊接性差(一般(ban)在100mm以上)。
②. 氣缸體為厚(hou)壁件。
③. 對缸體變形要求高(例如經過精加(jia)工(gong)的氣缸體,補焊后(hou)接合面的總撓度不得超過0.5mm).
④. 氣缸(gang)體工作(zuo)條件差,溫度高,壓(ya)力大,使用過程中這些參數經(jing)常發生變化。
高(gao)溫高(gao)壓氣缸體(ti)的補(bu)焊(han)都采用焊(han)條(tiao)電弧焊(han),有兩種(zhong)方(fang)(fang)案,一種(zhong)方(fang)(fang)案是(shi)(shi)采用和母材成(cheng)分(fen)相同的焊(han)條(tiao)進行補(bu)焊(han),另一種(zhong)方(fang)(fang)案是(shi)(shi)采用奧(ao)氏(shi)體(ti)焊(han)條(tiao)進行補(bu)焊(han)。
2. 用同(tong)質焊條補(bu)焊氣缸體(ti)的要點
采用與母材(cai)成分相同的焊(han)條進行補焊(han),其優點是(shi)焊(han)接(jie)接(jie)頭在高溫下(xia)長期(qi)運(yun)行較為可靠,但需要焊(han)前預熱及焊(han)后熱處理。
①. 檢查裂紋
用5~10倍放(fang)大鏡(jing)對(dui)氣(qi)缸體裂(lie)紋(wen)進行普查,粗糙(cao)處需打(da)磨(mo)光滑,懷疑(yi)部(bu)位用酸(suan)浸方法檢查(用20%~30%的硝酸(suan)酒精溶液(ye))。沿裂(lie)紋(wen)的走向鉆孔(孔徑為10~15mm),檢查裂(lie)紋(wen)的深度。
②. 開槽
先在(zai)裂(lie)紋的兩(liang)端鉆止裂(lie)孔(kong)(ф8~12mm),深度應(ying)深于裂(lie)紋3~5mm,然后用片鏟(chan)修成所需形狀,開槽尺寸見圖5-23。
為了方便焊接以(yi)及改善應(ying)(ying)力狀況,開槽應(ying)(ying)規(gui)整,轉角處(chu)應(ying)(ying)圓滑過渡。
③. 工頻感應加熱(re)
預熱(re)溫(wen)度(du)和焊接時(shi)層間保溫(wen)均(jun)為(wei)300℃.感應(ying)加熱(re)范圍(wei)一般為(wei)500~600mm,應(ying)盡量使槽處于(yu)(yu)感應(ying)線圈中心(xin)。升溫(wen)速度(du)為(wei)1.5℃/min左右。缸體(ti)加熱(re)時(shi),應(ying)注意溫(wen)度(du)均(jun)化(hua),如溫(wen)差大于(yu)(yu)500℃時(shi)則應(ying)間斷(duan)供電(dian),以使溫(wen)度(du)趨于(yu)(yu)均(jun)勻。用測溫(wen)計在開槽邊緣測定(ding)溫(wen)度(du)。
④. 焊條及焊補工藝
蓋面焊縫(feng)(表面退火焊道(dao))用(yong)J427焊條,其(qi)余各層焊道(dao)均用(yong)R337焊條。
采用(yong)(yong)直徑為(wei)4mm的焊(han)條(tiao),焊(han)接電流150A左右,直線(xian)運(yun)條(tiao)(也可稍(shao)作擺動(dong))。采用(yong)(yong)多層焊(han)以降低焊(han)縫收縮(suo)應力。收弧處應盡量(liang)錯開。用(yong)(yong)R337焊(han)條(tiao)將開槽補焊(han)到高出表面1.0~1.5mm,然后用(yong)(yong)J427焊(han)條(tiao)焊(han)表面退火層,高為(wei)3~4mm,每(mei)邊遮蓋寬(kuan)為(wei)1.0~2.0mm(圖5-24)。
⑤. 錘擊
除(chu)底層焊(han)(han)縫(feng)外,其余各層在(zai)清渣后(hou)(hou)都用手錘(chui)(chui)(錘(chui)(chui)尖寬約10mm)進行錘(chui)(chui)擊(ji),以(yi)降低殘余應力(li)的峰值(zhi)。先(xian)錘(chui)(chui)擊(ji)焊(han)(han)縫(feng)的中(zhong)部,后(hou)(hou)錘(chui)(chui)焊(han)(han)縫(feng)的兩側(圖5-25).錘(chui)(chui)擊(ji)程度以(yi)肉眼清晰(xi)看見錘(chui)(chui)痕為準,必須把焊(han)(han)縫(feng)每點錘(chui)(chui)遍。中(zhong)途(tu)停(ting)止(zhi)焊(han)(han)接時,應在(zai)錘(chui)(chui)擊(ji)完畢(bi)后(hou)(hou)再停(ting)焊(han)(han),否則錘(chui)(chui)擊(ji)前需重新加熱到300℃以(yi)上。
⑥. 回火
每(mei)道焊(han)縫經(jing)錘擊后立即用氣體(ti)火焰回火以改善焊(han)縫的力學性能(neng),降低內應力,這樣可以起(qi)到和回火熱處理同樣的效果(guo)。
火(huo)焰(yan)為中性焰(yan),焰(yan)心對準焊(han)縫(feng)緩(huan)慢向(xiang)前(qian)移動(dong)(dong),橫向(xiang)擺動(dong)(dong)范圍(wei)應(ying)比焊(han)縫(feng)寬(kuan)3mm左右(you),焊(han)縫(feng)兩側停頓時間(jian)應(ying)略長(chang)一(yi)些,每道焊(han)縫(feng)回火(huo)加熱(re)時間(jian)應(ying)為焊(han)接時間(jian)的2~3倍(bei)。回火(huo)溫度以焊(han)縫(feng)表(biao)面呈亮(liang)紅色為宜,焊(han)前(qian)應(ying)用(yong)火(huo)焰(yan)對開槽底部的母材進行(xing)一(yi)次回火(huo)(寬(kuan)8~10mm),溫度控制在700℃左右(you)(即表(biao)面呈暗紅色)。
上述(shu)焊接(jie)、錘擊及回(hui)火三個(ge)工序(xu)銜接(jie)應緊湊。
補(bu)焊后測量(liang)殘余變形,并進行宏觀檢查(cha)、硬度(du)測定(ding)、金相檢驗及超聲(sheng)波檢查(cha)。