工业汽轮机汽缸与阀体的组焊.pdf

铸 造 工 程 F o u n d r y E n gi n e e ri n g 工业汽轮机汽缸与阀体 的组焊 蔡娟 上海宏钢 电站设备铸锻有 限公 司，上海 2 0 0 2 4 0 摘要 主要介 绍 了5 - 业 汽轮机 汽缸 与阀体的组焊 工艺 ，详 细说 明 了汽缸 与阀体 对接 的接 头形 式、组对要求、焊接顺序及焊接工艺评定。施工实践表明，只要采用合理的接头形式和焊接工 艺，并进行严格 的焊后检验 ，完全可以保证组焊的焊接质量 。 关键词 工业汽轮机；焊接 工艺；组焊 中图分类号T G 4 5 7 ． 1 1 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 3 3 3 2 0 2 0 1 0 0 4 0 0 3 6 0 3 Com po si t e W el di ng of Out er Ca s i ng an d Va l ve i n I n dus t r i al St e a m Tu r bi n e Cai J ua n S h a n g h a i H o n g g a n g P o w e r S t a t i o n E q u i p me n t F o r g i n g C a s t i n g C o ． ， L t d ． ， S h a n g h a i 2 0 0 2 4 0 ， Ch i n a Abs t r ac t The c ompos i t e w e l di ng of t he ou t e r c a s i ng a n d va l ve i n i ndus t r i a l s t e a m t ur bi n e was i n t r o d u c e d ， a n d t h e t y p e o f t h e we l d i n g j o i n t ， c o mp o s i t i o n r e q u i r e me n t ， P Q R a b o u t t h e c a s i n g a n d v a l v e wa s d e s c r i b e d ． Ad o p t i n g c o r r e s p o n d i n g g r o o v e ， we l d i n g me t h o d ， we l d i n g p r o c e s s a n d s t r i c t i n s p e c t i o n a fte r P W H T ． wh i c h c o u l d g u a r a n t e e t h e q u a l i t y o f we l d ． Ke y wo r d i n d u s t r i a l s t e a m t u r b i n e ；we l d i n g p r o c e s s ； c o mp o s i t e we l d i n g 在承接某德国公司的产 品制造任务 中，要求汽 缸与阀体对接组焊成一体。按客户的探伤要求 ，组 焊后汽缸与 阀体整体 1 0 0 0．4 o MT 、1 0 0 ％UT，其 中 对接焊缝R T。 1 汽 缸 与阀体 的材 料 汽 缸 与 阀 体 材 料 为 G 1 7 C r M O 5 5、 G1 7 C r Mo V5 ． 1 0 ，符合标准E N 1 0 2 l 3 要求 。材料 的化学成分及常温力学性能见表 1 和表2 。 表 1 化学成分 ∞ B ％ 表2力学性能 2 焊接材 料 的选用 G1 7 C r Mo 5 ． 5 与G1 7 Cr Mo V5 ． 1 0 都是低合金耐 热钢 ，热 处理状态为正回火，组织 为珠光体 铁素 体 ，都具 有高温持久 强度 、蠕变 强度 ，低温 时冷 裂纹倾 向较大 。根据 焊接材料 的设计原则 ，在保 证接头 与母材高温蠕 变强度和 抗淬化性相 同的前 提下 改善其焊接性 ，即提 高抗裂性 ，故应 选用与 母材成 分基本相 同的 同类焊材 。焊接前对 焊条进 行烘干，以便彻底去除水分，降低扩散氢含量和 减少冷裂纹敏感性 。 为提 高 焊 接 接 头 的抗 裂 性 ，保 证 焊缝 热 强 度。根据产 品 自身结构，选用E 6 0 1 5 - B3 。 收稿 日期2 0 1 0 0 3 1 6 。 作者简介蔡娟 1 9 8 0 一 ，女，工程师，主要从事汽轮机铸钢件焊接与热处理的现场技术管理及工艺编制。 3 6 I 2 0 l o 年 第 4 期 I 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 焊 接 方法 5 产 品焊 接 由于汽 缸与 阀体结构 复杂 ，如 果采用氩 弧焊 打底 、焊条 填充 的焊 接方式 ，那么汽 缸与 阀体 的 内腔形状所用 的背保 护装置 也 比较 复杂 。针对 铸 件 内腔形状和现 场 的可操作性 ，最终采 用手工 电 弧焊 的焊接方式。 4 焊 接工 艺评 定 在 产 品 施 焊 前 ， 按 A S M E 美 国 锅 炉 及 压 力 容 器 规 范 第 Ⅸ 卷 “焊 接 和 钎 接 评 定 ” 进 行 焊 接 工 艺 评 定 。 工 艺 评 定 用 试 板 规 格 7 0 0 t r i m4 0 0 mm4 0 mm，坡 口形式见 图1 ，焊 接工艺参数 见表3 。 图1 焊接试板坡 口图 表3 焊 接参数 试 板 焊 后 焊 缝 成 形 美 观 ， 熔 合 良好 。经 1 0 0 ％R T I] P T 检 测 ，符 合AS ME要求 ； 同时按照 AS ME标准进 行试件 的制备 ，共4 根 拉伸 、4 根侧 弯、9 根冲击 3 根焊缝 、6 根热影响 区试样 ，试 验 结果见表4 。由表 中数据可知 ，焊接接头 的力学 性能优于或 符合母材 标准 ，说明焊接 工艺评 定可 以指导实际焊 接。 表4 焊接接头 力学性 能试验 产品组焊 图如图2 所示 。 山 - 【 j 图2铸件组焊 图 5 ． 1 坡 口设计 在组焊前 的设计 审 图过程 中 ，考虑 到 阀体在 悬 吊的状态下 与汽缸坡 口的定位 问题 ，通过与客 户协 商改变坡 口的设计 ，采用锁 扣式坡 口。实 际 生产的坡 口形式如 图3 所 示。 图3 锁扣式坡 口 5 ． 2 预热 、焊接 、焊 后热处 理 预热、焊 接、焊后热处理工艺如图4 所示 。 ] 艺 程 序 图4 预热 、焊接 、焊 后热处理曲线 每个热 处理循 环过程 都采用铸 件整体进 炉 的 热处 理方式 ，避免 了局部加 热装置 加热不均 匀、 加热范围有限、铸件外型等方面的局限性。 5 ． 3现场组 焊施 工程 序 5 ． 3 ． 1 施工工序 汽 缸 、阀体坡 口打磨 对 口装配焊 接 “ 马”固定铸件整体进炉预热 电弧焊 焊后热处理打磨焊缝NDT 、硬度检测。 2。 。年 第 4期I 3 “／ _J●- _ 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 画 铸 造 工 程 Foundry Eng Jflee r1 ng 5 ． 3 ． 2 焊接 要 点 1 焊前预热 、焊后热处理和 热处理 的各项参 数应严格控 制 ，在焊接过 程 中使用远 红外测温 仪 进行监控 ，保证焊接质量 。 2 尽量采用短弧不摆动或小幅度摆动的多层 多道焊 。通 过提高焊接速 度减 小线 能量 ，采用 薄 焊 层 以充分利 用层 间回火 效应 ，保证焊 接质量 ， 防止缺 陷产生。 3 焊接 时，由两名焊工同时对称焊接，焊接 参数要求基本一致 ，减小焊接变形 。 4坡 口上焊接 的 “ 马 ” ，在焊 后热处理后再 打磨去除。 5 ． 4 焊后无损检测 对焊缝进行外观检查 ，合格后作 1 O 0 ％X射线 探伤 ，并进行焊接接 头的UT、P T、MT探伤 ，全 部符合要求 的焊后产品见 图5 。 图5 产品焊 后图 6 结论 采用适 合现场实 际的合理 的焊接 方法 、接头 形 式和焊接顺 序 ，并进 行严格 的焊后检 验 ，完全 可 以保证组焊 的焊接质量。 上接 第1 1 页 表4 冒 口套配方及制备 工艺 质量份 注冷 芯盒黏结剂组分 I为液 态酚醛树脂 ，组分 I I 为聚异氰酸酯。 3 结 语 1 大多数保温材料都具有 空心结构 ，如空心 玻璃微珠、空心陶瓷微珠等 。 2 空心玻璃微珠受热后熔化流散 ，在基体中 形成空隙而产 生保温性能。 3 添加空心陶瓷微珠可以提 高基体 的强度 ， 同时减 少空心 玻璃微珠 由于透 明性 而产生 的辐射 传热 ，提高 冒口套 的保温 性能。 3 8 I 2 。 l 。 年 第 4 期 4 铝灰中可 能含有吸水的熔剂 ，其 中的水分 会 与黏 结剂反应 ，从 而降低硬化 效果 。因此 ，铝 灰要预先烘干 。 5 球铁用 冒口要避免使用含氟的 冒口颈片 ， 以免石墨球变大 。 6 大多数 冒口套采用 了树脂砂或水玻璃砂 的 硬化 方法 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m