火力發電廠的高(gao)(gao)溫(wen)高(gao)(gao)壓機組進行安裝和檢(jian)修(xiu)時,有時在氣(qi)缸(gang)體上發現有裂紋(wen)等缺陷,嚴重(zhong)影響機組安全(quan)運行,必須補(bu)焊修(xiu)復。


1. 補焊時的主要問題


 高壓(ya)汽(qi)輪機缸體材(cai)料較常見(jian)的(de)(de)是20CrMoV 鑄鋼(ZG20CrMoV),補焊時(shi)的(de)(de)主要問題如下:


  ①. 20CrMoV鋼的焊接性差(一般在100mm以上(shang))。


  ②. 氣(qi)缸體為厚壁(bi)件。


  ③. 對缸(gang)體變(bian)形(xing)要求高(gao)(例如經(jing)過精加工的(de)氣缸(gang)體,補焊后接合面(mian)的(de)總撓度不得超過0.5mm).


  ④. 氣缸(gang)體工(gong)作條件(jian)差(cha),溫度高,壓(ya)力大(da),使用過程中(zhong)這些參數經常發生變化。


高溫(wen)高壓氣缸(gang)體的補(bu)焊(han)(han)都采(cai)用焊(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧焊(han)(han),有兩種(zhong)方案(an)(an),一(yi)種(zhong)方案(an)(an)是采(cai)用和母(mu)材成分相同的焊(han)(han)條(tiao)(tiao)進行(xing)補(bu)焊(han)(han),另一(yi)種(zhong)方案(an)(an)是采(cai)用奧氏(shi)體焊(han)(han)條(tiao)(tiao)進行(xing)補(bu)焊(han)(han)。



2. 用同(tong)質焊條補(bu)焊氣缸(gang)體的(de)要點


 采用(yong)與母材成分(fen)相同的焊條(tiao)進行補焊,其優(you)點是焊接接頭在高溫(wen)下(xia)長(chang)期運行較(jiao)為可靠,但需要焊前預熱(re)及焊后(hou)熱(re)處理。


①. 檢查裂紋


  用(yong)5~10倍放大鏡對氣缸體裂紋(wen)進行普(pu)查(cha),粗糙處(chu)需打磨光滑,懷疑部(bu)位用(yong)酸浸方法檢查(cha)(用(yong)20%~30%的(de)硝(xiao)酸酒精溶液)。沿裂紋(wen)的(de)走(zou)向(xiang)鉆孔(孔徑為(wei)10~15mm),檢查(cha)裂紋(wen)的(de)深(shen)度。


②. 開(kai)槽(cao)


  先在裂紋(wen)的兩端(duan)鉆止裂孔(ф8~12mm),深度應(ying)深于(yu)裂紋(wen)3~5mm,然后用(yong)片(pian)鏟修成所需形(xing)狀(zhuang),開槽(cao)尺寸見圖5-23。


圖 23.jpg


  為了方便焊接以(yi)及改(gai)善應(ying)(ying)力狀況,開(kai)槽應(ying)(ying)規整,轉(zhuan)角處應(ying)(ying)圓滑過渡(du)。


③. 工頻感應加熱(re)


  預熱(re)溫(wen)(wen)度(du)和(he)焊接時(shi)層間保溫(wen)(wen)均(jun)(jun)為300℃.感應加熱(re)范圍一(yi)般為500~600mm,應盡量(liang)使(shi)槽(cao)處于(yu)感應線圈中心。升溫(wen)(wen)速度(du)為1.5℃/min左(zuo)右。缸(gang)體加熱(re)時(shi),應注意溫(wen)(wen)度(du)均(jun)(jun)化,如溫(wen)(wen)差大于(yu)500℃時(shi)則(ze)應間斷(duan)供電(dian),以使(shi)溫(wen)(wen)度(du)趨于(yu)均(jun)(jun)勻。用(yong)測溫(wen)(wen)計(ji)在(zai)開槽(cao)邊緣(yuan)測定(ding)溫(wen)(wen)度(du)。


④. 焊條及焊補工藝


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


  采(cai)用(yong)直(zhi)徑為4mm的焊(han)(han)條,焊(han)(han)接電流150A左右(you),直(zhi)線(xian)運條(也可稍作擺動)。采(cai)用(yong)多層(ceng)焊(han)(han)以降低焊(han)(han)縫收(shou)縮應力。收(shou)弧處應盡量錯開(kai)。用(yong)R337焊(han)(han)條將開(kai)槽(cao)補焊(han)(han)到高出表面1.0~1.5mm,然后用(yong)J427焊(han)(han)條焊(han)(han)表面退(tui)火層(ceng),高為3~4mm,每邊遮蓋寬(kuan)為1.0~2.0mm(圖(tu)5-24)。


圖 24.jpg


⑤. 錘擊


  除(chu)底層(ceng)焊縫外(wai),其余各層(ceng)在(zai)(zai)清渣后(hou)(hou)(hou)都用(yong)手錘(chui)(錘(chui)尖(jian)寬(kuan)約10mm)進行錘(chui)擊(ji),以降低殘余應力的峰值。先錘(chui)擊(ji)焊縫的中部,后(hou)(hou)(hou)錘(chui)焊縫的兩側(圖(tu)5-25).錘(chui)擊(ji)程度(du)以肉眼清晰看見錘(chui)痕為準(zhun),必(bi)須把焊縫每點錘(chui)遍。中途(tu)停止焊接時,應在(zai)(zai)錘(chui)擊(ji)完(wan)畢(bi)后(hou)(hou)(hou)再(zai)停焊,否則錘(chui)擊(ji)前需重新加熱到(dao)300℃以上。


⑥. 回火


  每(mei)道焊(han)縫經錘(chui)擊后立即用氣體火焰(yan)回火以改(gai)善焊(han)縫的力學性能,降低(di)內應(ying)力,這(zhe)樣(yang)可以起(qi)到和回火熱處理同樣(yang)的效果。


  火(huo)焰(yan)為(wei)中性焰(yan),焰(yan)心對準焊(han)(han)縫緩(huan)慢向(xiang)前移動,橫向(xiang)擺動范圍應(ying)(ying)比焊(han)(han)縫寬3mm左(zuo)右,焊(han)(han)縫兩側(ce)停頓時間(jian)應(ying)(ying)略長一(yi)些,每道焊(han)(han)縫回火(huo)加熱(re)時間(jian)應(ying)(ying)為(wei)焊(han)(han)接時間(jian)的(de)2~3倍。回火(huo)溫(wen)度以焊(han)(han)縫表(biao)面呈亮(liang)紅色(se)為(wei)宜,焊(han)(han)前應(ying)(ying)用火(huo)焰(yan)對開槽底部的(de)母材(cai)進(jin)行一(yi)次回火(huo)(寬8~10mm),溫(wen)度控制(zhi)在700℃左(zuo)右(即表(biao)面呈暗紅色(se))。


  上述焊接、錘擊及回火(huo)三個(ge)工序(xu)銜接應緊湊。


  補焊后測量殘余變形(xing),并進行宏觀檢(jian)查、硬度測定、金相(xiang)檢(jian)驗(yan)及超聲波(bo)檢(jian)查。