汽轮机叶片的焊接工艺

点赞:4934 浏览:18006 近期更新时间:2024-01-20 作者:网友分享原创网站原创

摘 要:公司#3汽轮机(N30-0.98型单缸冲动凝汽式汽轮机)是北京重型电机厂制造生产,该机组在运行中突然振动大,轴系振动无明显变化.2003年10月停运,并对#3机进行专项检修,检查发现,汽轮机末级叶片振荡、变形,普遍拉金孔因振动被啃痕,有一叶片发生断损,两叶片严重扭曲变形,而且这三处叶片外圈拉筋孔磨损扩大成椭圆状,局部拉筋断裂,其余末级叶片均有不同程度的水蚀等异常现象,严重威胁机组的安全运行.文章主要介绍对汽轮机末级叶片的焊接工艺.

关 键 词:叶片焊接;节省时间;保证运行;提高效益

1焊前准备

1.1检查缺陷

a.第一级隔板上,一静叶片有20×9×2mm的楔形沟痕.b.末级一叶片断裂50~60mm,两个叶片变形>300mm.c.末级叶片的三处外拉筋发生局部变形,部分拉筋孔有1~1.5mm的间隙.d.叶片断裂和严重扭曲部位均发生在外拉筋的接头处.

1.2缺陷的处理方法:

a.第一级隔板上,一静叶片上发生的楔形沟痕,采用挖补处理的方法.b.采取焊接的方法处理断裂、扭曲的叶片.切断部分包括变形部分,大约是叶片的1/2位置,工艺难点是对口的错口值δ.>10%,角变形θ≤3°.c.末级叶片断的拉筋要更换,向外变形的拉筋可以整形.

2焊接规范

2.1材质:2Cr13不锈钢的化学成份(%)

末级叶片的材质为2Cr13马氏体不锈钢,具有较高的韧性,冷变形性质,有较好的耐腐蚀性能和热强性能,特别是其减振性很好.2Cr13的碳含量较高,含Cr量也高达13%,这种钢的可焊性较差,在空气中冷却即能生成马氏体组织,所以焊前必须预热,焊后及时热处理.

2.2焊接材料:铬202或铬207不锈钢焊条熔敷金属化学成份(%)

采用铬202或铬207不锈钢焊条,可以得到与母材化学成分相近的焊缝金属,焊缝和热影响区的机械性能,耐腐蚀性、减振性都与母材相近,为了尽可能减小残余应力和热影响区,焊接时宜选用小直径焊条(Ф2.0mm)和小焊接电流.

3焊接设备

ZX7-315逆变电焊机采用直流正接,焊接电流50-55A.

4坡口的加工要求

坡口开成V型,坡口角度60°~70°,钝边为0.5mm,根部对口间隙不小于1mm,如图:

考虑新旧叶片的配合问题,要对新叶片多余重量从顶部去除,确认新配叶片的重量及坡口尺寸完全符合要求,方可对口施焊,焊接时中间应放入青壳纸,防止加工与焊接时上下叶片损伤.施焊前需进行试焊,施焊的样板要和实际焊接尺寸相符,并对试件进行硬度及着色检验,合格后,方可进行正式施焊.

5焊接工艺

a.焊前需把铬207焊条经300℃左右烘焙1小时.b.叶片预热由操作熟练的气焊工担任,用氧乙炔局部均匀预热300℃左右,预热温度要缓慢上升,预热范围在焊缝二侧30~50mm左右,预热温度控制用红外线测温仪测温控制.c.由Ⅰ类高压合格焊工担任,焊接时现场无外界干扰.d.把末级叶片转在平焊位置进行施焊,焊接时不能在叶片引弧,焊接引弧应在专用的引弧板上引弧,待电弧稳定后再逐渐引入坡口,焊接时焊条不做横向摆动,采用多层多道焊,以连弧焊为宜,收弧时要填满弧坑,以免产生火口裂纹.e.焊接时应注意要熔合良好,避免根部未焊透,层间未熔合,气孔、夹渣、裂纹、咬边等缺陷.焊缝的加强面应在1mm左右为宜,在焊缝清理过程中发现缺陷应立即修补.若焊缝温度降低在限制温度以下时,需重新加温至300℃左右后方可施焊.焊接工作结束后,将叶片与引弧板的连接焊缝锯开,然后用磨光机和锉刀将叶片修复好.f.焊后用石棉被或超细棉保温,让其缓慢冷却到100℃,紧接着进行焊后热处理.


6焊后热处理

a.热处理必须是富有经验的气焊工担任加热.焊后热处理温度680℃~720℃.加热范围在焊缝两侧30~50mm,温度上升要缓慢均匀,用红外线测温仪控制温度,温度达到要求后恒温5分钟左右,用石棉被或超细棉进行保温缓慢冷却.b.焊后热处理后要对焊缝进行打磨至平滑过渡,宏观检查不得有咬边、裂纹等缺陷后,进行着色探伤检验.

汽轮机叶片的焊接工艺参考属性评定
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