汽轮机汽缸裂纹修补技术研究应用(2)

　　2.2运行中缸体裂纹形成原因

　　当机组蒸汽温度发生大幅度变化时，汽缸的内外壁温度变化也较大，汽缸表面层热应力变化很大，因汽缸材料塑性差，在铸造时存在应力偏大的区域就会出现热疲劳裂纹。运行中，随着表面热应力的波动和交变，会促使裂纹扩展，逐渐形成危及设备安全的隐患。

　　3.焊接前的工艺选择

　　焊接过程中要先将裂纹清除干净并去除裂纹周边有缺陷的金属组织，防止裂纹扩展。焊接时也要防止填充金属冷却时将母体组织拉出裂纹。

　　根据缸体材质、结构，制定工艺时要注意以下环节：

　　（1）焊条选择合适，法国阿尔斯通公司将中压内缸缸体材质编号为B64J-V，相当于中国的合金钢ZG17CrMoV5-11。这是一种综合性能较好的珠光体类热强铸钢，可在570℃以下长期工作，该钢易产生裂纹，焊接性能较差，焊接时为了防止焊后出现裂纹，焊接前应预热和焊后应回火处理，回火温度720℃[5]。焊条选用耐热钢焊条R407L，该焊条用于铬钼类珠光体耐热钢[1]。；（2）裂纹修磨干净，防止内裂纹在焊接和运行中扩展[4]；（3）焊前、焊后局部加热，减少焊接应力；（4）中间层焊道要用小锥型气锤全焊道敲击除应力；（5）焊接过程中，焊道焊层尽量减少对母体的拉应力，焊道截面如图四所示，焊道要进行多层凹型焊接且圆滑过渡，杜绝采用平直型焊道，免得在冷却收缩时对母体产生拉裂纹。

　　图四 焊道截面图

　　4.焊接工艺的制定

　　4.1焊前准备工作

　　（1）焊条采用R407L，均为φ3.2。焊条在使用前，均应按照焊条使用说明进行烘干。

　　（2）修磨裂纹，采用砂轮或旋转锉清除裂纹。经着色检查确保裂纹清除后，方可准备焊接。

　　（3）焊接部位局部用烤枪预热到150-200℃，烘烤范围以焊接部位为中心直径200mm范围内，保证缸体内外壁热透，加热均匀。

　　4.2焊接过程注意事项

　　（1）焊接采用手工电弧焊，用R407L焊条φ3.2进行施焊I=90-120A。

　　（2）采用小电流，多层多焊道，保证层间温度大于200℃。注意层间清理，清渣要干净。

　　（3）采用短弧焊，起落弧位置要错开，各层间焊道垂直（宽焊道）。

　　（4）除底层和表层外，每焊接一道，在红热状态下，对焊道进行锤击除应力[3]。

　　（5）焊接高度高出母材2-4mm。