火力發電(dian)廠的高溫(wen)高壓機組進(jin)行(xing)安裝和檢修時,有(you)時在氣缸體上發現有(you)裂紋等缺(que)陷,嚴重影響機組安全運行(xing),必須(xu)補(bu)焊修復。
1. 補焊時的主(zhu)要問(wen)題
高壓(ya)汽輪機缸體(ti)材(cai)料(liao)較常見的是20CrMoV 鑄鋼(ZG20CrMoV),補(bu)焊時的主要問題如下:
①. 20CrMoV鋼的焊(han)接性差(一般在(zai)100mm以上)。
②. 氣缸體為厚(hou)壁(bi)件。
③. 對缸(gang)體變形要求高(例(li)如(ru)經過精加工的氣缸(gang)體,補焊(han)后(hou)接合面的總撓度不(bu)得超過0.5mm).
④. 氣缸體工作條(tiao)件差(cha),溫度高,壓力大,使(shi)用過程中(zhong)這(zhe)些參數經常發生變化。
高(gao)溫(wen)高(gao)壓氣缸(gang)體的補(bu)焊(han)都采(cai)用(yong)焊(han)條電弧焊(han),有兩(liang)種(zhong)方案(an),一種(zhong)方案(an)是采(cai)用(yong)和母材(cai)成(cheng)分相同的焊(han)條進行(xing)補(bu)焊(han),另一種(zhong)方案(an)是采(cai)用(yong)奧(ao)氏體焊(han)條進行(xing)補(bu)焊(han)。
2. 用(yong)同質(zhi)焊條補焊氣缸體(ti)的要點
采用與母材成分(fen)相同的焊(han)(han)條進行補焊(han)(han),其優點是焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭在高溫(wen)下長期運(yun)行較為(wei)可靠,但需要(yao)焊(han)(han)前預熱及焊(han)(han)后熱處理。
①. 檢查裂紋
用(yong)5~10倍(bei)放大鏡對氣缸體裂紋(wen)進行(xing)普查(cha),粗糙處(chu)需打磨(mo)光滑,懷疑部位(wei)用(yong)酸浸方(fang)法(fa)檢查(cha)(用(yong)20%~30%的(de)硝酸酒精溶液)。沿裂紋(wen)的(de)走(zou)向(xiang)鉆孔(kong)(孔(kong)徑為10~15mm),檢查(cha)裂紋(wen)的(de)深(shen)度。
②. 開槽
先(xian)在裂紋(wen)的兩端鉆(zhan)止(zhi)裂孔(ф8~12mm),深(shen)(shen)度(du)應深(shen)(shen)于裂紋(wen)3~5mm,然后用片(pian)鏟修成所(suo)需(xu)形狀,開槽尺寸見圖(tu)5-23。

為了(le)方便(bian)焊接以及(ji)改善(shan)應(ying)力狀況,開槽(cao)應(ying)規整,轉角處應(ying)圓滑過渡(du)。
③. 工(gong)頻感(gan)應加熱
預熱(re)溫度(du)(du)和焊接時(shi)層(ceng)間保溫均為(wei)(wei)300℃.感(gan)應(ying)加熱(re)范圍(wei)一般為(wei)(wei)500~600mm,應(ying)盡量使槽處于感(gan)應(ying)線圈中心。升溫速(su)度(du)(du)為(wei)(wei)1.5℃/min左(zuo)右。缸體加熱(re)時(shi),應(ying)注意溫度(du)(du)均化,如溫差大于500℃時(shi)則(ze)應(ying)間斷(duan)供電,以使溫度(du)(du)趨于均勻。用測(ce)溫計(ji)在開槽邊緣(yuan)測(ce)定(ding)溫度(du)(du)。
④. 焊條及焊補工藝
蓋面焊(han)(han)縫(表面退火(huo)焊(han)(han)道)用J427焊(han)(han)條(tiao),其余各(ge)層焊(han)(han)道均(jun)用R337焊(han)(han)條(tiao)。
采(cai)用(yong)(yong)直徑為(wei)4mm的焊(han)條,焊(han)接電流150A左右,直線運條(也可稍作擺動)。采(cai)用(yong)(yong)多層(ceng)焊(han)以降低(di)焊(han)縫收縮應力。收弧處應盡量錯開。用(yong)(yong)R337焊(han)條將(jiang)開槽(cao)補焊(han)到高出表面1.0~1.5mm,然后用(yong)(yong)J427焊(han)條焊(han)表面退火層(ceng),高為(wei)3~4mm,每邊(bian)遮蓋寬為(wei)1.0~2.0mm(圖5-24)。

⑤. 錘擊
除底層(ceng)焊縫(feng)外,其余(yu)各層(ceng)在清渣(zha)后(hou)都用(yong)手錘(chui)(chui)(chui)(chui)(錘(chui)(chui)(chui)(chui)尖(jian)寬(kuan)約(yue)10mm)進(jin)行錘(chui)(chui)(chui)(chui)擊,以降低殘余(yu)應(ying)(ying)力的峰值(zhi)。先錘(chui)(chui)(chui)(chui)擊焊縫(feng)的中部,后(hou)錘(chui)(chui)(chui)(chui)焊縫(feng)的兩側(圖5-25).錘(chui)(chui)(chui)(chui)擊程度以肉眼清晰看見錘(chui)(chui)(chui)(chui)痕為準,必須(xu)把焊縫(feng)每點錘(chui)(chui)(chui)(chui)遍(bian)。中途停(ting)止焊接(jie)時,應(ying)(ying)在錘(chui)(chui)(chui)(chui)擊完畢(bi)后(hou)再停(ting)焊,否(fou)則(ze)錘(chui)(chui)(chui)(chui)擊前需(xu)重新(xin)加熱(re)到300℃以上(shang)。
⑥. 回火
每道焊縫(feng)經錘擊后立(li)即用(yong)氣體火焰回火以改善(shan)焊縫(feng)的(de)力學性(xing)能(neng),降低(di)內(nei)應力,這樣(yang)可以起(qi)到和回火熱處理同樣(yang)的(de)效果。
火焰(yan)為中性焰(yan),焰(yan)心對(dui)(dui)準焊(han)縫緩(huan)慢向(xiang)(xiang)前(qian)移動(dong),橫向(xiang)(xiang)擺動(dong)范圍應(ying)(ying)比焊(han)縫寬(kuan)3mm左右(you)(you),焊(han)縫兩側停(ting)頓時間應(ying)(ying)略(lve)長(chang)一些,每道焊(han)縫回火加熱時間應(ying)(ying)為焊(han)接時間的(de)2~3倍。回火溫(wen)度以焊(han)縫表面(mian)(mian)呈亮紅色為宜,焊(han)前(qian)應(ying)(ying)用火焰(yan)對(dui)(dui)開槽底部(bu)的(de)母材進行(xing)一次(ci)回火(寬(kuan)8~10mm),溫(wen)度控(kong)制(zhi)在700℃左右(you)(you)(即表面(mian)(mian)呈暗紅色)。
上述(shu)焊接、錘(chui)擊及回火(huo)三個工(gong)序(xu)銜接應(ying)緊湊。
補焊后(hou)測量殘余變(bian)形(xing),并進行宏觀檢查(cha)、硬度(du)測定、金相檢驗及超聲波檢查(cha)。

