浅谈汽缸中分面修补工艺

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1、浅谈汽缸中分面修补工艺[]在电力行业中汽轮机缸体均采取整体浇注而成的铸钢件，整个结构壁厚较厚和刚性很大。机组长时间工作后，汽缸内表面容产生变形或开裂。更换一台汽缸价格昂贵并且生产、运输、安装要消耗大量的时间，给整个机组的经济效益造成影响。采用在裂纹尖端前钻止裂孔后，用机加工方法彻底消除裂纹后，再用一种高镍基焊条异质冷焊补，并且在每道焊缝上锤击直至把整个坑填满。焊补处经过无损检查未发现裂纹再次发生，且满足长时间安全运行需求。　　[关键词]汽机、合金铸钢件、冷补　　引言　　重庆市南川爱溪电厂为2×50Mo1V，壁厚为200mm。其中1号汽轮机

2、缸体于2004年7月大修时发现中压缸上缸内表面有一处裂纹，距缸体边缘150mm，距隔板80mm，其示意图为图1，采用同质热补焊方法。2006年检修时发现2号汽轮机缸体低压缸上缸体内表面有一处裂纹，距缸体边缘为246mm，距中压缸侧隔板为110mm，示意图为图2，采用异质冷补焊方法。　　　　　　　　用PT和UT对裂纹1和裂纹2进行检验，裂纹1长度大约215mm，裂纹浓度最深处38mm；裂纹2长度大约55mm，裂纹深度最大处为50mm。　　1、铸钢件ZG15Cr1Mo1V的焊接性分析　　1.1ZG15Cr1Mo1V的化学成分（表一）　　元素C

3、SiMnPSMoCrV　　含量(%)0.12~0.180.17~0.370.40~0.70≤0.03≤0.030.5~0.70.9~1.20.2~0.3　　　　1.2ZG15Cr1Mo1V的机械性能（表二）　　性能σs(MPa)σb(MPa)δ(%)Αk(J/cm2)备注　　指标≥343≥490≥14≥29.420℃时横向试样U形缺口　　　　1.3ZG15Cr1Mo1V的焊接性　　从ZG15Cr1Mo1V的化学成分和力学性能来看，材料本身属于含Cr、Mo、V为基的低合金耐热钢。首先钢中的合金含量具有不同程度的淬硬倾向，在焊接热循环的作用下

4、，焊缝金属和热影响区可能形成对冷裂敏感的显微组织；其次低合金耐热钢含有的Cr、Mo、V元素等强烈的碳化物形成元素，从而使接头过热区产生再热裂纹的倾向，并且耐热钢的焊接接头，存在一定量的残余元素时，具有明显的回火脆性；再者钢材本身是一个铸钢件，铸钢件本身有着粗大的晶粒和组织，使材料的强度、硬度增加，塑性韧性下降，容易引起开裂；还有结构壁厚达200mm以上，刚性较大，其焊接时形成冷裂纹的条件之一焊接残余应力相当大，故作为低合金耐热钢，其本身焊接性一般，但由于铸件和厚壁刚性大，使得焊补时，可焊性变得极差。　　2、焊补工艺　　2.1裂纹的清理　　

5、首先用PT检查确定裂纹尖端的位置，并作好标记，再用UT检查裂纹的深度。确定好裂纹的长度和深度后，在裂纹的尖端外10mm处用手枪钻φ6的钻头，在裂纹的两端钻两个止裂孔，由于裂纹深度较深，止裂纹可分几个阶段进行。然后用机加工方法例如錾子、钢磨头对裂纹进行清理，清理一定程度后发生止裂孔几乎被全部消除前应再向下钻止裂纹，以防止在清理裂纹过程中，被清除处由于应力松驰，裂纹继续扩展。直至最后全部消除裂纹。并用PT再次检查确认裂纹是否清除干净。清除后坡口形状和尺寸见示意图3。　　　　图3（α≥15°,H≤50mm，L≥0.5H，R≥5mm）　　2.2补

6、焊工艺　　2.2.1裂纹1采取同质热补焊　　用块状加热器于中压缸外侧裂纹处敷两块10k微机温控仪，温度补偿导线K分度，铠装热电偶精度0.5级进行预热，裂纹周围处用硅酸铝保温材料防止热量散失，但由于汽缸壁厚较厚且整体体积较大，缸体传热较快，预热温度升温较慢，升至100~200℃之间开始焊接。　　2.2.2焊接工艺　　焊材：E5515B2Vφ2.5烘烤350℃/h　　焊接方法：手工电弧焊（SMA，并且用冷焊补的方式。　　2.2.3.1焊材的化学成分和机械性能见表三、四　　表三75.15M化学成分表　　　　　　表四75.15M机械性能　　　　　

7、　焊接时，焊条作不摆动焊，每道焊缝的宽度小于等于5mm，每道焊缝长度小于等于50ｍｍ，下道焊缝与上道焊缝重叠不大于10mm，每道焊缝熄弧后立即用榔头和园錾对焊缝作锤击，让焊接应力松驰，锤击的方法从中间向两头，每个锤痕之间的距离不大于5mm，锤击后能明显看见焊缝表面上留下锤击的痕迹，直至填满整个坡口。　　3、焊后处理　　3.1裂纹1焊补后处理　　裂纹1用E5515B2V焊条同质焊补，焊完后立即在焊补处敷设10Ko1V本身只属于低合金耐热钢，按现今的焊接条件和焊接工艺焊接是不存在太多的问题，其焊接方法和方式都比较成熟且行之有效，当时考虑铸钢件

8、本身组织粗大和结晶存在偏析以及杂质聚集等原因，采用预热和焊接过程中保持预热的方式。但由于裂纹处不宜和不好布置加热器，选择从裂纹背面布置加热器来预热。又考虑到ZG15Cr1MoV属低合金耐热钢，