火力發(fā)電廠的高溫高壓機組進行安裝和檢修時,有時在氣缸體上發(fā)現(xiàn)有裂紋等缺陷,嚴重影響機組安全運行,必須補焊修復(fù)。


1. 補焊時的主要問題


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


  ①. 20CrMoV鋼的焊接性差(一般在100mm以上)。


  ②. 氣缸體為厚壁件。


  ③. 對缸體變形要求高(例如經(jīng)過精加工的氣缸體,補焊后接合面的總撓度不得超過0.5mm).


  ④. 氣缸體工作條件差,溫度高,壓力大,使用過程中這些參數(shù)經(jīng)常發(fā)生變化。


高溫高壓氣缸體的補焊都采用焊條電弧焊,有兩種方案,一種方案是采用和母材成分相同的焊條進行補焊,另一種方案是采用奧氏體焊條進行補焊。



2. 用同質(zhì)焊條補焊氣缸體的要點


 采用與母材成分相同的焊條進行補焊,其優(yōu)點是焊接接頭在高溫下長期運行較為可靠,但需要焊前預(yù)熱及焊后熱處理。


①. 檢查裂紋


  用5~10倍放大鏡對氣缸體裂紋進行普查,粗糙處需打磨光滑,懷疑部位用酸浸方法檢查(用20%~30%的硝酸酒精溶液)。沿裂紋的走向鉆孔(孔徑為10~15mm),檢查裂紋的深度。


②. 開槽


  先在裂紋的兩端鉆止裂孔(ф8~12mm),深度應(yīng)深于裂紋3~5mm,然后用片鏟修成所需形狀,開槽尺寸見圖5-23。


圖 23.jpg


  為了方便焊接以及改善應(yīng)力狀況,開槽應(yīng)規(guī)整,轉(zhuǎn)角處應(yīng)圓滑過渡。


③. 工頻感應(yīng)加熱


  預(yù)熱溫度和焊接時層間保溫均為300℃.感應(yīng)加熱范圍一般為500~600mm,應(yīng)盡量使槽處于感應(yīng)線圈中心。升溫速度為1.5℃/min左右。缸體加熱時,應(yīng)注意溫度均化,如溫差大于500℃時則應(yīng)間斷供電,以使溫度趨于均勻。用測溫計在開槽邊緣測定溫度。


④. 焊條及焊補工藝


  蓋面焊縫(表面退火焊道)用J427焊條,其余各層焊道均用R337焊條。


  采用直徑為4mm的焊條,焊接電流150A左右,直線運條(也可稍作擺動)。采用多層焊以降低焊縫收縮應(yīng)力。收弧處應(yīng)盡量錯開。用R337焊條將開槽補焊到高出表面1.0~1.5mm,然后用J427焊條焊表面退火層,高為3~4mm,每邊遮蓋寬為1.0~2.0mm(圖5-24)。


圖 24.jpg


⑤. 錘擊


  除底層焊縫外,其余各層在清渣后都用手錘(錘尖寬約10mm)進行錘擊,以降低殘余應(yīng)力的峰值。先錘擊焊縫的中部,后錘焊縫的兩側(cè)(圖5-25).錘擊程度以肉眼清晰看見錘痕為準,必須把焊縫每點錘遍。中途停止焊接時,應(yīng)在錘擊完畢后再停焊,否則錘擊前需重新加熱到300℃以上。


⑥. 回火


  每道焊縫經(jīng)錘擊后立即用氣體火焰回火以改善焊縫的力學(xué)性能,降低內(nèi)應(yīng)力,這樣可以起到和回火熱處理同樣的效果。


  火焰為中性焰,焰心對準焊縫緩慢向前移動,橫向擺動范圍應(yīng)比焊縫寬3mm左右,焊縫兩側(cè)停頓時間應(yīng)略長一些,每道焊縫回火加熱時間應(yīng)為焊接時間的2~3倍?;鼗饻囟纫院缚p表面呈亮紅色為宜,焊前應(yīng)用火焰對開槽底部的母材進行一次回火(寬8~10mm),溫度控制在700℃左右(即表面呈暗紅色)。


  上述焊接、錘擊及回火三個工序銜接應(yīng)緊湊。


  補焊后測量殘余變形,并進行宏觀檢查、硬度測定、金相檢驗及超聲波檢查。