锅炉汽包,联箱和厚壁管的焊接问题.pdf

缘 的密损 另外 ，西屋 公司在 采用非耦 台支 架 时，必须将原支架拆掉 ，这在施工过程 中是否 会影 响到原主绝缘 的连续性 ，也是使人担心的 问题 4 2 2 西屋公 司在端 部绕组 的 中部采用径 向 绑带 ， 固然对提高端部 的整体性有一定 的效 果 ， 但其工艺复杂 ，施工困难 。另外 从 两部会议 的分析 及原设计 结构 可知端部 绕组 的整体性 差 主要是 在悬 空的鼻 端 位置 。 从 沙角 4号 、 5号 及 石横 5号机大修 中检查定子绕组端 部，均没有 发现 松动 或出现黄粉 的现象 ，说 明此 3台发 电 机端 部的绑扎 固定是 良好 的，因此沙 角 A 厂 4 号 、 5号机 只在鼻端处进行加 固是可行的 ， 也符 合两部会议提 出的要求 ，同时大幅度降低了改 造 的成本 ，缩短 了检修工期 5 存在 的问题 5 1相 间爬 电距 离域 小 我 们加 固的 目的是 为了提高端部绕组 的整 体性 ，而且 主要是针对绕组的鼻端 ，因此在鼻 端处加装 内撑箍及垫块是一种有效 的不可缺 少 的方法。 但由于该处距离线棒通风管 口较近 ， 而 且外绝缘为手包绝缘 ，绝缘强度薄弱 ，造成相 间的爬 电距离 比加固前 明显减小 。如果运行 中 内撑箍及垫块 表面受潮或脏 污 ，则容 易引发相 问的爬 闲而 造成 短路 事故 。昕以加 固后 ，对 发 电机 的运行条件提 出了更 高的要 求 运 行中必 须严 格控制 机 内氢气 湿度 在规程 规定范 围内， 保证压差 阀及平衡 阀的可靠跟踪性 能 ，防止机 内进 油 ，避免端部绕组的受潮和脏污 。 5 2对鼻端的检修造 成 困难 由于发电机定 子绕组鼻端加装 了内端 箍及 垫块 所以难 以再 用厂家 要求 的 电压 比较法 来 检查 鼻端 的焊接情况 。如 果需 要剖 开鼻端绝缘 进行检修时 ，将难 以恢复鼻端外包绝缘 ，这是 一 个 突出的问题 。建议在今后的检查 中，先对 定子线圈通八大 电流 ，用红外线测温仪检查鼻 端的发热情 况 此外 ，发 电机的汽侧加装 内撑箍后 ，使得 多级风扇顶部静叶片座被挡 ，装不进 ，必须将 其前 端 的加强 筋磨 低 1 3 2 0 mm，才得 以解 决 6 结束语 关 于引 进 型全 氢冷 3 0 0 Mw 发 电机定 子 绕组端 部的加固改造 ，本 文只作了一些 简单 的 介 绍和分析 ，对 于其利弊和存 在的问题还有 待 于 机组 的运 行考 核 和作 进 一步 的探 讨才 能解 决 。 ( 修 订 稿 收 到 日期 ：l 9 9 6 l 2 l 9 ) ( 上接 第 5 1页) 检查焊接 内在缺 陷的 X射线拍 片属抽查 ， 抽查数量甚少 ，抽查结果也允许某些缺陷不同 程度的存在 。笔者建议 对汽包 、联箱 和管道 的 焊接检验标准再严格一些，因为它们的位置很 重要 ，缺陷一旦带 到 电厂后 ，因条件所 限很难 处 理 。 3 6 参考 文献 1 任春丽太一电厂 2 号炉汽包封头 得齄裂纹补焊山西 电 力技 术 1 9 9 5 ( 6 ) ；2 8 一 2 9 、6 0 2 李明月台山电 6 号炉下降管管座焊键裂纹产生的原因 分析厦 补挥r 西宅力拄术 1 9 9 5 ( 2 ) ：3 5 船 3绦旭升 太 口径 厚壁联 箱异种 钢管座 角焊 缝裂纹 的原 固分 析厦处理华东 电力 ，1 9 9 5 ( 7 1 ：2 9 3 2 4 王 嗣慧 罗马 尼亚 1 1 0 9 t h直 流蒸 汽锅 炉过热 器联 藉接 一 管角焊缝裂纹舟析西北电建，1 9 9 5 2 ) ：4 5 4 7 ( 修 订稿 收到 日期 ：l 9 9 6 1 0 - _ - 2 8 ) 维普资讯 http:/ 汽 包 唳 播 少 雌 锅炉汽包 、联箱和厚壁管 的焊接问题 拖 。 k 6 、 2 f 中 国 电 力 信 息 中 心赵 旺 初 l K 2 0 、 摘要锅炉汽 包、联 箱和厚 壁管的缺 陷返修 补焊 ，是 一项难度 较大 的I作 。文章 收桌 1我国某粤火电厂上述部件的缺陷修 复实例，以同种钢焊接与异种钢焊接，筒体环缝补 焯与管座 角缝 补焊 的不同I 艺，分 类作 7介绍 英键词环焊缝角焊缝裂纹补焊 1 前言 。 锅炉的汽包、联箱和蒸汽管道园不直接受 热 ，机械应力一般较小。它的焊接缺陷，往往 在投产后许多年才暴露。一旦发现，如不及时 正确处理 ，将严重 威胁安垒运行 。汽包 、联箱 和蒸汽管道壁厚较大、材料有低碳钢、也有合 金钢，这些部件的焊接 ，有同种铜焊接也有异 种钢焊接，对焊接要求较高 ，尤其是在电厂现 场焊接条件较整，如何操证焊接质量是个值得 重视 的问题 下面对各种情况作分别介绍 。 2 等壁厚同种钢的环焊 太原第一热电厂 2 号炉是前苏联巴尔纳乌 尔锅炉 厂出品的 中温 中压炉 。汽包外径 l 3 8 2 m m， 壁厚 4 8 r tl I T l ， 长 8 5 0 5 mIT l ， 2 0 号钢制成， 原焊缝为埋弧 自动焊 该锅 炉 已运行约 4 o年 ， 于 1 9 9 2 年 1 2月大修时发现汽包环焊缝多处裂 纹 ，其 中超 标 的两段 见图 1 A段 裂纹长 4 0 0 ( 9 5 7 5 5 7 ) mr a， B段 长 1 6 0( 2 9 0 l 3 0 )mm。 该汽包为 2 0号钢 ， 焊接性 能好 制造厂未 提供缺陷 处理 的原始资料 ，安装时和投产后亦 无焊缝裂纹的记录 ， 单凭这一次大修的发现 ， 很 难对裂纹的产生作 出正确的原因分析 。该厂制 定了一套适合 于现场 修复 的坡 口加工 焊接 和 热处理的工艺 ，并进行 了修复 ，现扼要介绍 如 图 I 太 原第 1熟电 厂 2号炉汽 包 环焊缝裂纹示意圈 2 1 焊 前 准备 为了方便焊接 ， 补焊坡 口开在汽包外壁 ， 采 用机械方法加工坡 口以防止金属组织过热 。将 缺 陷处理 段均匀等分定位如 图 2 ，先用 中8 1 0 mm钻头钻进到超过裂纹裂深度 3 5 mm，再 用中 2 5 3 5 mm钻头钻进深度 1 5 2 0 m m， 最 后 中1 2 1 4 mm 钻头钻到裂纹底部 。 再 用 0 2 0 0 mm的手砂轮磨制坡口，坡口底部用磨光机磨 头磨制成 圆底形 ，见 图 2 。焊 条选 用结 5 0 7 ，1 4层用 0 3 2 ， 其余各层用 0 4 焊条。 焊条经烘 干保温用 AX 一 3 0 0 型直流电焊机焊接 ， 中 3 、 2 焊 条选 用 电流 1 2 0 1 4 0 A，0 4焊条选 用 1 5 0 1 8 0A 。 2 2热处 理 和 检验 一 4 7 一 极 年 力 电 隶 广 维普资讯 http:/ 为了防止裂纹的产生， 焊前后均进行热处 理 ， 热 处 理 采 用 远 红 外 加 热 器 ， 控 制 设 备 为 wDK一 3 1 2 0可编 程温度 控 制柜 和 DKJ C 自动 控 制仪 ， 对加热温度实现 自动控 嗣和记录 。 热 处 理 工艺按图 3进行 。 焊后缓冷 至 2 1 0左右 时 ， 以不大于 1 3 0 h的速度升温 ， 达 6 0 0保 温 3 h， 再 以大于 1 0 0 h照 度降温 。 整个热处理 阶段 ， 汽包 内外壁温差保证 不大于 4 O。 图 2汽包环 焊缝 裂纹补 埠坡 口制 作示 意圉 圉 3 汽包环焊缝恪补热处理工艺曲线 焊后质 量检查很重要 ， 包括汽包是 否变形 ， 焊缝无裂纹未熔合、气孔、根部未焊透、夹杂 等缺 陷 。该厂汽 包修复后 已经过 3年的运行考 验 3 锰钢汽 包和碳钢 管座 之间的角焊 它们都 属可焊性 较好的钢种 ，但 因为是厚 管 壁 不同 钢种 管 子 的角 焊且 用 于高 温 高压锅 炉 、焊缝缺 陷威胁 到安 全 ，现举例如下 。 广西合 山 电厂 6号 炉为 DG4 1 0 1 0 0 3型 ， 汽包材料 1 9 Mn 、 外 径 1 7 8 0 mm、 壁厚 9 0 mm； 4 根集中下降管管座材料 2 O 号钢、 管外径 4 6 7 、 管 壁厚 8 0mm。该炉 1 9 7 8年投 产到 1 9 9 4年大 修 时累计运行 6 2 8 1 6 h 一 1 9 8 2 年首次发现汽包集中下降管 1 管座 角焊处 见图 4( a ) 有一块 2 8m1 2mm、 深 约 9 0mm 的面状缺陷 ，见 图 4( b )缺陷 a ，按 J B 1 1 5 2 8 1 进行超 声波探伤，该缺 陷尚未超 标。 1 9 8 5 年检查 ， a 缺陷无变化 ， 但又发现如图 4( b )的 b缺陷 ，仍未 超标 。嗣后 a 、b两缺陷 相 邻两端 点距离逐年减 小 ， 至 1 9 9 4年探伤发现 两缺陷端点探伤回波相互覆盖， 并证明a 、 b已 成 为一个 5 5 m2 2 mm 面状缺 陷 ，深 约 8 6 96 mm 圉 4 台 江电 厂 6 号 炉汽 包管 座角 焊缺陷 示意 围 ( a )汽包管座角焊缝 I( b )捍接缺陷位置 维普资讯 http:/ 3 1 原 因分 析 裂 纹产 生和 扩展 的原 固 ，首先 是制 造厂出 厂时未 查出角焊 处 已有块 状未熔合 。该 炉投 运 近 2 0年 启停 炉超过 2 0 0 次 ，1 9 9 0和 1 9 9 1两 年 机组参加调峰 等因素促 进了块状 未熔 合的发 展 3 2裂纹缺陷 的剔除 在裂纹部 位的内壁 用远 红外 加热 到 1 5 0 加热面积 以缺 陷为中心 ，向周 围扩展 3 5 0 4 0 0 mm 范围 。 用碳弧气刨刨铲至适 当深度 ， 用 磨光 机打 磨 ， 直至渗透探伤确认裂纹 巳彻底剔除 ， 然 后用磨光 机打磨并 修成焊接坡 日如 图 5 扑 图 j合 山电 厂 6 号 炉汽 包 管座 角焊剔 裂纹 后坡 口固 3 3施 焊 焊 口对坡 口及周 围预热 到 2 0 0 士1 0，焊 接 过程 保持层间温度不低于预热温度 。使 用输 出 电流大于 4 0 0A 的 直流 电焊机 ，焊 条用 西4 mm 结 5 0 7按规定烘焙 和保 温 ，焊接 电流选用 在 1 6 O 2 0 0 A范围 内。 3 4焊 后退 火 和 检验 热处理 采用远红外线辐射 、履带式远红外 陶瓷块 。如 采用全覆盖法 ，其容量可按下式计 算 ： P KDS 式 中P 加热 功率 ，( w) ； D 联箱或管座外径 ，( ram) ； s联箱或管座 壁厚 ，( ram) ； K 系 数 ，管座 可选 0 8 ，联 箱可选 1 0， ( W ram ) 。 合 山电厂焊 后热处理 工艺 按图 6 进行 ，升 温时内外壁温差控制在 4 0 1 0范围内， 降温 到 3 0 0以下缓冷 至环境 温度 。热 处理 后进行 渗 透探 伤 、超声 波探 伤和 硬度 检验合 格 。 图 6 合 山电厂 6 号 炉汽 包重 焊热 处理 曲线 4 以 X2 0 C r Mo V1 2 1为管材之一 的角焊 X2 0 C r Mo Vl 2 1( F 1 2 )为马 氏体不锈耐热 钢 ， 广泛用于 电厂 中 5 。 0 6 0 0以下的蒸汽管 道和联箱等 。F 1 2 钢 古合金元 素高 ，冷淬倾向 大 ，又多用于大直径 厚壁管 ，拘束度大 ，冷裂 纹敏感 性高 ；F 1 2钢 还具 有较大 的晶粒 粗化和 回火脆性 ， 焊接的热影响 区易 出现软化带现象 。 4 1 实例 之 一洛 河 电厂 洛 河 电厂 2号 炉 S Gl O O O 一 1 7 0 5 5 5 一 M3 o 7 型亚 临界 中间再热 直流锅炉 、双燃 烧室 1 1型布 置 。 该炉高温过 热器出 口联箱 、 主汽集汽联箱 、 再热汽集汽联箱和 压力 平衡管均 为 F 1 2钢 ；与 这 些联箱相 角焊煌 管座 为 1 2 Cr l Mo V。2号炉 1 9 8 6年 l o月投产 ， 累计运行 4 9 1 1