火电机组大型铸钢件缺陷检查及处理经验介绍ppt课件

1、火电机组大型铸锻件缺陷检查及处置阅历引见2021 年 07 月国网湖南省电力公司科学研讨院金属室彭碧草火电厂金属技术监视培训班主要内容： 1、汽缸裂纹补焊 2、主汽门裂纹修复 3、汽轮机低压缸结合面补焊 4、高压阀门门柄堆焊 5、汽轮机叶片的焊接汽缸裂纹补焊 汽轮机高压缸体是在高温高压条件下任务的，普通材质为ZG20CrMoV或ZG15Cr1MoV的铸件，均属于珠光体耐热钢。裂纹的存在有宏大的危险性，因此必需立刻处置。一、汽缸资料焊接性分析1.焊后汽缸体的变形 ZG20CrMoV或ZG15Cr1MoV钢的导热系数小，热膨胀系数大。在焊接的热循环作用下，会呵斥较大的变形和应力。引起汽缸变形的缘由

2、是预热、焊接和焊后热处置对汽缸不均匀的加热。焊接引起的变形是无法防止的，只能在焊接工艺方面采用适当措施加以控制。2.脆裂 ZG20CrMoVe或ZG15Cr1MoV钢的可焊性较差，焊后易在焊缝和近缝区构成塑性差的组织，构造的刚性较大，假设工艺上不留意，就能够在焊后发生脆裂。汽缸裂纹补焊二、对裂纹区的外表进展宏观检查 为了把缸体裂纹的数量、长度、始点、重点全面检查清楚，应将裂纹周围至少100mm范围内全部打磨，用含15%的硝酸、85%的酒精溶液对外表进展腐蚀后，用低倍放大镜进展宏观检查，将全部裂纹进展标志，在裂纹的始点和重点各钻一个810mm的止裂孔。其深度应大于裂纹的深度，以防止挖铲裂纹时在外

3、力作用下导致裂纹扩展。三、焊前预备1.根除裂纹1用角向磨光机将裂纹磨掉；2用风开工具将裂纹挖掉；3用碳弧气刨把裂纹刨掉；2.焊接坡口的制造 在挖裂纹时就要思索坡口的外形大小，既要挖掉裂纹又要保证最小的坡口，无尖角、死角，有利于施焊，必要时用电磨头修缮。3.焊剂的选用 选用满足焊接要求的焊接汽缸裂纹补焊4.焊工 选择具有高压焊工资历证且阅历丰富的焊工担任此项任务。5.焊接资料的选择 ZG20CrMo、ZG15Cr1MoV钢碳当量在0.45%以上，焊接性较差，同时缸体刚度大，补焊时需求较高的预热温度，焊后需进展高温回炽热处置，使补焊工艺遭到限制。缸体上下结合面的精度要求很高不得超越0.5mm，补焊

4、时的焊接变形量很难控制。焊缝必需具有一定的抗热疲劳性能、抗氧化性和热稳定性，这也是难以兼顾的问题。汽缸裂纹补焊目前普通采用冷焊法和热焊法两种补焊工艺：冷焊法焊接资料选择奥氏体不锈钢焊条或镍基焊条，热焊法焊接资料选择与缸体化学成分相近的珠光体耐热钢焊条。汽缸裂纹补焊四、焊接工艺一冷焊法1.工艺特点 运用奥氏体不锈钢焊条或镍基焊条补焊时，焊缝金属在焊接热循环的作用下不发生相变，其塑性较好，焊接过程不需求预热和焊后热处置。施焊工艺简单，使缸体不受剧烈的热胀作用，对减小变形和降低应力是有利的。这类焊条抗裂性能较好，熔敷金属对氢的溶解度较高，不致产生冷裂纹。但是，由于不预热，在近缝区不可防止的产生淬硬组

5、织，而且奥氏体金属与缸体金属的线膨胀系数相差较大，加之缸体本身的冷态刚性，会呵斥过大的焊接剩余应力；同时缸体长期高温运转后，奥氏体焊缝与缸体母材的交界处具有异种钢的焊接特点碳迁移，母材脱碳构成粗大的铁素体，焊缝产生脆性相，能够导致运转后的裂纹，所以奥氏体焊条宜用于运转温度较低，应力程度较小部位的小裂纹的补焊上。2.工艺措施 奥氏体钢焊条补焊宜选用15-35、16-25、25-20等高镍焊条，如今补焊区坡口上堆焊隔离层，后用18-8型奥氏体焊条填满补焊区。隔离层最少焊两层，后敷的焊道应压敷前一焊道宽度的1/41/3。汽缸裂纹补焊3.操作技术1在保证熔化良好的条件下尽量选用小线能量焊接；2每次可焊

6、半根焊条待到冷却到用手摸不烫手后再焊；3焊条不做横向摆动，每焊一段应锤击消除应力；4每一层应焊成中间凹两侧高，使每层冷却时有一个弹性的伸展面；5大于100mm长的裂纹，焊缝应采用逆向分段焊，后敷的焊道应压敷前一焊道宽度的1/41/3；6起头和收弧要错开，防止重合在一同，外表不可高于母材。4.焊后检验 焊后将焊缝外表进展打磨，进展外表宏观检查和缸体变形丈量，焊缝不出现任何裂纹，缸体变形量小于0.5mm，即可以为合格。例：某电厂凝汽式汽轮机组高压缸内壁上发现深20mm、长120mm的裂纹，运用此方案处置，运转至今效果良好。汽缸裂纹补焊二热焊法1.工艺特点 运用耐热钢焊条时，必需对焊件进展焊前预热和

7、焊后热处置，这样使的工艺复杂化。但假设工艺处置得当，既可防止缸体变形，又可得到与母材成分、力学性能一样、组织稳定的焊缝。这种补焊的效果是很理想的。因此在热处置答应的情况下尽量选用耐热钢焊条补焊。2.工艺措施 1预热。预热需思索对变形的影响，就加热方法而言，庞大的缸体宜于运用感应法，中频感应法比工频效果更为理想。由于感应法的均温性能好，缸体在加热工程中应力小，有利于变形的控制。加热温度不宜太高，也不宜过低。过高时，容易引起缸体的变形。过低时会产生淬硬组织。普通阅历为200350，补焊时应使缸体一直坚持这一焊接温度。感应法加热线圈需视缸体外形和补焊位置均匀对称绕制。焊补区两侧线圈的匝数普通相等，加

8、热范围不小于500600mm。 2操作要领。补焊操作时不撤除预热线圈，当预热规范到达技术要求后，仅需将石棉层掀开，显露补焊区开场施焊，选用小的焊接电流进展多层多道焊，先敷焊坡口边缘焊道后敷焊中间焊道。如补焊区为长条槽型，焊接时，可以横向往复运条；当补焊区为方槽型时，上下相邻焊层施焊方向相互垂直。每焊完一道，需用钢丝刷仔细清理熔渣。汽缸裂纹补焊 3为降低补焊区的收缩应力，改善焊道金属组织，宜配合锤击和跟踪回火工艺，并且这两个工序与补焊衔接紧凑。即每施焊一段，随时锤击焊缝，紧跟回火处置。锤击时所用的锤头宽度为10mm，而且半径为1.52mm的圆弧锤痕应密集陈列，防止麻痕反复和腾跃。跟踪回火宜采用中

9、号焊嘴的中性焰，其焰芯对准焊缝中心，以横向摆动手法缓慢前移，回火时间约为焊接时间的22.5倍，回火温度以焊缝外表呈亮红色为宜。补焊操作终了，用石棉布将焊缝补焊区盖严垫好，复原感应线圈，进展脱氢处置。3.焊后质量检查 焊后将外表磨平，进展外表宏观检查，不出现任何裂纹，缸体变形量小于0.5mm，即可以为合格。主汽门裂纹修复 某电厂凝汽式汽轮机，该机主汽门在大修中发现门体内壁裂纹10余条，最长约500mm如下图；下汽室内壁发现4条裂纹，其中门座周围3条，主汽温度插座周围1条，长度为100200mm，主汽门材质为ZG20CrMoV。大修时采用Ni307B焊条对较长的一条裂纹进展了补焊，并网发电后发现门

10、体螺栓漏气，停机检查发现垂直补焊区又出现一条裂纹，长约230mm如下图，与螺栓孔裂通，利用停机对该主汽门进展彻底修复。主汽门上汽室缺陷及补焊位置表示图主汽门裂纹修复一、修复技术分析 主汽门门体外形复杂，壁厚很厚且不均匀45240mm，裂纹深而长，并有多处沙包，挖补缺陷要处理厚大耐热钢复杂构造焊接应力、变形和裂纹问题。运用正常的工艺无法处置下汽室缺陷，只能将下汽室剖开，将下汽室剖开还需处理下汽室剖开及组合的变形问题。主汽门门体重达7t，没有现成热处置炉来进展预热及热处置，需求设计和选择加热器并合理布置，因此将主汽门倒置并以内外加热方式，以处理热处置温度的均匀问题。二、修复前的预备1.制造加热器

11、根据主汽门内部外形设计并制造适当功率的内加热器，布置适宜的履带和绳状加热器。2.门体解剖前预备 门体解剖前需在门体外壁垂直切割线对称四个方向划线、冲孔、做标志；备用4块500mm以上槽钢并按切割线近区门体外壁外形加工成一样型线，以备回装固定找正用。联络修配3.5m立车床，做好公用车刀架，以备解剖门体运用。主汽门裂纹修复3.门体解剖 门体解剖部位加工区域仅80mm，所以切削位置要接近出汽圆滑过渡部位，以使与门座相接的阀壳多留一些尺寸。车削保管1015mm的厚度，在坡口中间车0.5mm的中心线，用火焰切割沿中心线将门体切开；门体解剖后修磨坡口，保管3mm的钝边、圆角R5。解剖部位直径828mm，厚

12、度为80120mm，如以下图所示。主汽门门体解剖表示图主汽门裂纹修复4.门体检查 对门体内壁打磨，进展宏观检查及浸透和超声波探伤方法进展检查，重点检查内壁铸造圆角和结合面螺栓孔及门座附近区域，标志需求处置的缺陷的位置。5.缺陷挖补 对检查出的缺陷进展打磨消除，小裂纹磨掉即可，不用补焊。大裂纹进展打磨并加工坡口，在保证焊接质量和操作方便的前提下尽量减小坡口角度，对较深的缺陷采用U型坡口，坡口外表平整外形不急剧变化，不存在尖角。仔细检查坡口外表，确认无缺陷后方可施焊。补焊焊缝也要彻底去除，重新补焊，去除上汽室内壁两条最严重的补焊焊缝，加工后的坡口尺寸为：横坡口长为550mm、宽为55mm、深为45

13、mm；纵坡口长为325mm、宽为140mm、深为140mm。下汽室内壁私聊裂纹，长为80400mm、深为515mm。主汽门裂纹修复三、焊接工艺措施1.裂纹补焊1将上下门体分别放置适当位置并垫好，放置时应留意不应使门体因自重或加热灯缘由而产生变形。2预热时采用绳状加热器或履带加热器对门体进展预热，将焊接区周围150mm内升温至300350。3焊接时采用R317L、3.2mm的焊条，焊条运用前按阐明书要求进展烘干，装入保温桶，随用随取。采用直流反接，小电流，多层多道焊的方法对裂纹进展补焊。对裂纹深度超越40mm的先补焊坡口深度的一半，进展一次脱氢处置，然后将裂纹全部补焊完，进展保温冷却。2.门体对

14、口焊接1裂纹补焊完冷却后将门体倒立，按原标志组队，点焊槽钢对焊好进展固定。2预热时将内加热器置于门体内，门体外布置履带加热器或绳状加热器，用保温资料包好，保温资料不小于60mm厚，加热温度为300350。3焊接时根层用氩弧焊打底，氩弧焊丝用TIG-R31、2.5mm，运用前用砂纸清理干净，填充层用R317L、3.2mm和4.0mm焊条。焊缝焊到坡口深度的一半时停下来。主汽门裂纹修复4第一次热处置时焊缝焊到坡口深度的一半时对门体采用内外加热进展一次整体热处置。热处置时先布置热电偶，再布置内置加热器，将门体倒置，布置外加热器、热电偶，按设计曲线控温。5热处置后对焊缝进展第二次焊接时，运用R317L

15、、4.0mm焊条，将焊缝全部填满后进展第二次热处置。6热处置温度控制：300以下时，升温速度小于70/h；300710时，升温速度小于30/h；710时恒温8h。降温控制：710300时，降温速度小于30/h；300以下时，停电保温缓冷，不控制。由于采用了内置加热器及对门体内外壁同时加热，内外温差小于50。热处置曲线如以下图所示。主汽门热处置曲线图主汽门裂纹修复四、焊后检验1门体外表检查。门体不允许有裂纹缺陷，非加工面上允许存在的缺陷：单个缺陷面积不大于0.5mm2；每100cm2平面上不多于2个。整个平面上缺陷面积的总和不超越该平面总面积的1%，两个缺陷间的间隔不得小于缺陷最大直径的6倍。2

16、门体硬度检测 硬度值HB=130201之间。门体结合面、密封面经气密性检查及门体变形检查合格。3焊缝检验按厚壁管焊接有关规范检验。4焊后需求对门口结合面、门座密封面进展气密性检查或打压实验。汽轮机低压缸结合面补焊 汽轮机低压缸长期运转会出现结合面裂纹或磨损的景象，汽轮机低压缸结合面普通材质为铸铁，在大修时可以对其进展焊接修复。一、焊接性分析 汽轮机低压缸结合面普通是铸铁，再出现裂纹或磨损时可用手工电弧焊方法进展补焊。补焊铸铁时，普通选用铸铁焊条。但由于有的设备受环境、条件、工件尺寸的影响，补焊要求不高时也可采用J507及镍基焊条进展补焊。二、焊前预备1.裂纹检查 检查裂纹长度，为防止裂纹扩展，

17、应在离裂纹端部510mm处钻止裂孔，止裂孔直径为58mm。2.选择焊接设备 选择特性良好的逆变焊机。3.坡口制备 根据裂纹走向和深度，用角向磨光机将裂纹磨掉，并打磨坡口，坡口要求圆滑，无尖角。在能保证质量的前提下，尽量减小坡口的角度，并仔细清理缺陷附近的铁锈、油污等杂物。4.选择焊接资料 选用J5072.5mm、Z3082.5mm，运用前进展300350烘干，分别装入保温筒，随用随取。汽轮机低压缸结合面补焊三、焊接工艺措施 1坡口较小时Z3082.5mm焊条直接进展补焊，补焊时采取小电流、快速焊、以减小线能量的输入。采用窄焊道反向分段退焊，并且每焊20mm左右，立刻用特制的锤子迅速锤击焊道，待

18、焊缝冷却到60时，再焊下一道，以减小焊接应力。 2坡口较大多层焊时可采用热敷过渡层的方法，在确认全部裂纹挖尽的坡口边沿150mm范围，用火焰加热至250300，紧接着用E50152.5mm焊条从坡口最深处起焊第一道焊道，以后的焊道均覆盖前一焊道外表的1/2，且一概围绕第一道焊道绕圈焊，每次换焊条时动作要快，使熔池尚未冷却时，即快速接头，这样不但接头平整，而且可有效防止裂纹，不论焊接任务量多大，均要一次焊完，每焊一道要严厉的清理焊渣，其焊层的厚度均为所用焊条直径的11.5倍。应将各部位全部敷焊至坡口边缘后，再用一个完好的焊道焊一整圈，并使其高出母材35mm，以备焊中间层的冷焊道不再接触母材，敷焊

19、过程中，一直坚持250的层间温度，如温度缺乏250就应立刻用烤把加热到达温度后再焊，敷焊终了后立刻将温度升至300，恒温半小时后保温缓冷至60。四、焊后检验 自检合格后进展超声和着色检验。五、打磨超平 检验确认无裂纹后由钳工打磨超平。高压阀门门柄堆焊 高压阀门是高温高压安装的重要零部件，高压阀门门柄由于它的任务条件差，长期受水和蒸汽的侵蚀作用或制造精度不高，长期运用就容易磨损或损坏，对电厂的平安经济运转影响很大。在机组检修时可以用手工电弧焊对高压阀门门柄进展堆焊修复，具有艰苦的经济意义。一、焊前预备1.焊条的选择 根据高压阀门门柄的任务情况不同，选用的堆焊资料也不一样。对于介质温度在450以下

20、的阀门，采用EDCr-B-15焊条。对于介质温度低于600的铬镍硅钼型的高温高压阀门，堆焊资料选用EDCrNi-B-15、EDCrNi-C-15焊条。介质温度650以下的阀门，采用堆817焊条。焊前焊条进展250300烘干11.5h。2.焊件清理 将堆焊处附近1015mm范围内去除铁锈和油污等杂质，使基体显露金属光泽。高压阀门门柄堆焊二。焊接操作技术要求 1将堆焊部位预热，对介质温度450以下的阀门预热300以上；对介质温度低于600的铬镍硅钼型的高温高压阀门预热450；对介质温度650以下的阀门预热500600。 2焊接底层时采用小电流、窄焊道、短弧操作方法。 3焊接过程中一直坚持预热温度，

21、不延续的一次完成底层。 4焊接其他层时可用大电流提高焊接温度。 5焊接过程中随时丈量尺寸，当尺寸够用时即可停顿堆焊。 6焊后必需进展高温回炽热处置。对介质温度450以下的阀门可经750780退火，加工后再经9501000空冷或油冷，重新淬火；对于介质温度低于600的铬镍硅钼型高温高压阀门焊后要求缓慢冷却，硬度不大于HRC40；对于介质温度650以下的阀门，焊后回火温度600700，保温1h，缓冷。7热处置后进展检查，确认无裂纹后进展机械加工。三、焊后质量检查 热处置后进展检查，确认无裂纹后进展机械加工。机械加工后委托进展着色检查，合格后方可交付运用。汽轮机叶片的焊接 汽轮机叶片是将高温、高压蒸

22、汽的热能转变为机械能，处于拉应力、扭应力和弯曲应力下任务，由于气流脉动的影响而产生振动，使叶片受交变载荷，在湿蒸汽区任务的叶片还会产生电化学腐蚀和水滴冲刷磨损。汽轮机长时间运转后，末级叶片会有冲刷腐蚀景象，严重以后无法平安运用，可用焊接的方法进展修复。汽轮机末级叶片材质大都是用1Cr13或2Cr13马氏体不锈钢制造的。利用焊接方法修复汽轮机叶片具有很大的经济价值。一、焊接性分析 2Cr13马氏体不锈钢焊接性较差，由于在焊后出现奥氏体向马氏体转变，由于提及发生变化，导致硬度添加，塑性降低，淬硬倾向较大，焊后剩余应力很大，容易产生裂纹。为了获得具有耐蚀性能好，力学性能高的焊缝，必需选择适当的焊丝，

23、进展焊前预热，焊后热处置等工艺措施。二、焊前预备1.选择焊接设备 选择性能良好，具有高频引弧和衰减熄弧功能的逆变焊机。2.对接缺角叶片的加工 根据叶片损坏程度划出型线，用磨光机将损坏部分切掉。拼接用2Cr13钢片应有资料合格证明，与叶片具有一样的力学性能，对接片进展调质处置：1000油淬火+710回火。汽轮机叶片的焊接3.引弧板和熄弧板的加工 引弧板和熄弧板用1Cr18Ni9Ti制成，尺寸为45203mm。4.皮口的制备及对口要求 将对接坡口加工成60V型坡口，开口方向在内弧侧，钝边1mm，对口间隙2.5mm，并根据工艺实验时找出的变形规律，预先进展适量的反变形。补焊块外形和焊接位置如以下图所示。5.选择焊接方法 选择手工钨极氩弧焊方法。6.焊工 选择具有氩弧焊合格证且经过焊前练习并考试合格，阅历丰富责任心强的高压焊工担任此项任务。7.选择焊接资料选择与叶片化学成分相近的H1Cr13、2.0mm焊丝。补焊块外形焊接位置图汽轮机叶片的焊接