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1、三峡机组异钢转轮焊接工艺研究三峡机组异钢转轮焊接工艺研究三峡机组异钢转轮焊接工艺研究三峡机组异钢转轮焊接工艺研究三峡机组异钢转轮焊接工艺研究三峡机组异钢转轮焊接工艺研究三峡机组异钢转轮焊接工艺研究三峡机组异钢转轮焊接工艺研究三峡机组异钢转轮焊接工艺研究三峡机组异钢转轮焊接工艺研究三峡机组异钢转轮焊接工艺研究//三峡机组异钢转轮焊接工艺研究郑本英摘要本文介绍7三峡机组异种钢转轮焊接工艺研究中的技术关键与解决经过,特剐~oCrl3NISMo’I~扳的非正太热处理工艺研究,下环的水压机成形,以殪异种铜叶片的熔嘴电渣焊工艺研究.这些都是国内外首创的,井已在安康转轮中
2、成功应用,从而为今后三峡转轮的研制提供7可供借鉴的技术储备.异种钢焊接转轮在国内系我厂首创,经二十余年的制造与运行实践,证明是成功的.为了更上一层楼,使它能用于三峡水轮机巷蛰,就须对异种钢焊接转轮进行结构,材料与工艺优化.经过多次论证,最后推出以叶片中部为界,上部用2OMnSi钢,下部用oCt13NiSMo钢的新型异种钢焊接转轮,并决定将下环由铸钢改为用新研制的oCr13NI5Mo(即S135)不锈钢板制造.为了验证此项新型结构的异种钢焊接转转的可行性,我们决定以安康电站2oOMW的5.5m转轮作为三峡机组的异种钢中间试验转轮,列入三峡机组的科研项目,进行综合
3、性的工艺研究.仿三峡结构的安康异种钢焊接转轮结构如图1所示.与过去的异种钢焊接转轮不同之处是,叶片用20MnSi钢和0Crl3Ni5MO钢括叶片的3—3截面拼焊(原全是不锈钢叶片),下环用120mm厚的SI3B不锈钢板制造(原为2OMnSi钢铸造),为满足其连接外止漏环的需要,在下环外附焊有碳钢的钢板衬环.采揭时间:19鼋1年j月7日由于下环的工作应力很低,丽S135不锈钢板的服屈强度在9ooMPa以上,根据国外经验,采用此类高强度马氏体不锈钢板制作转轮下环,可大幅度地减薄下环厚度.为此,我们选用120mm厚钢板,并使每面的加工余量由I5~2Omm)压缩了约5
4、0.这样,既节省钢材,又便于成形,还使下环重量接近苏联的不锈钢板制造的下环的水平(见表1().而啥尔滨电机厂制造的白山机组,虽然直径与安康机组相同,但转轮下环却用160ram厚的$135不锈钢板制造,比安康下环厚1/3.转轮采用异种钢组焊,国外应用得甚少,只是偶尔使用过,尚属试验性质,未获得推广.如苏联在六十年代初,制造布拉茨克217MW水轮机的5.5m转轮时,在最后就曾采用过上冠,下环为20MnSi铸钢,叶片为0Crl2NiCu铸钢的异种钢焊接转轮(见图2(.)),但未介绍具体工艺.英国在1964年倒是简要报导过叶片为B.S.1630A不锈钢,上冠,下环为碳
5、钢的异种钢焊接S丁图1安康200MW水轮机异种钢焊接转轮表1安康转轮与苏联不锈钢转轮重量比较转轮的制造工艺.谚工艺与我厂过去采用的带过渡层的焊接工艺大相径庭,叶片两端须在预热240℃后堆焊Cr20Ni10～2.5Mo的奥氏体不锈钢过渡层,经620~640℃消应回火后铲磨K型坡口(见图3).组装后,将上下接头预热50℃,用同样焊条进行焊接,要求层间温度控制在50～150℃,焊后作580~600℃回火,焊缝用着色渗透法检查(.而我厂则是在碳钢上冠与下环上堆焊Cr18Ni12Mo2V过渡层,而后,又改为不堆焊过渡层的直接组焊工艺.1984年春,笔者赴美考察时,曾见到
6、过A—c公司在焊接m七叶片的低水头,无下38环的38.7MW异种钢焊接转轮[‘](见图4).旨图2苏联布拉茨克217MW水轮机异种钢焊接转轮蹦3带过渡层的异种钢转轮焊接接头图4无下环的混流式水轮机异种铜焊接转轮以上就是我们在国外搜集到的异种钢焊接转轮资料.从搜集到的资料看,目前国外水轮机转轮,几乎全是由碳锕或不锈钢蛆焊的同种钢焊接转轮.当代的7QoMW的大古力,依泰普机组转轮均为碳钢焊接转轮,面苏联却较多采用全部用0Crl2NiCuOOCr12Mi3Cu不锈钢焊接的转轮(见表1[]).综上所述,可以看出,国外迄今仍对异种钢焊接转轮持怀疑态度,这也是台作制造的五
7、强溪机组8.5m转轮采用异种锕焊接遭排斥的原因.其次,就安康这一试验转轮的结构而言,除叶片采用异种钢组焊为国外前所未有外,其余则都是屡见不鲜的.如叶片采用拼接,这实际是从带叶片凸台的上冠,下环演变而来的.如大古力700MW~9250mm转轮,各叶片就是拼焊的:],甚至将叶片中部的拼接作为厂内分瓣制造,至电站组焊成整体转轮的一种手段.如德国制造的卡巴拉巴莎机组,转轮分三瓣运往电站(见图5(]),日立制造的麦卡不锈钢转轮分上,下两半运往电站组焊.)等.设在叶片中部的接头,尚有工作应力较低,曲率较小,利于无损探伤等优点,而且,其接头焊接工作量与焊材消耗,均比T型接头
8、少3O～4O.此外,还将解决特大叶片的
