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1、2003年第6期浙江电力31ZG20CrMoV钢三通裂纹原因分析和焊接修复技术CrackleCauseAnalysisofZG20CrMoVandSteelTriple-valveBodyRiftsandtheMannerofRenovationWeldingoftheRifts斯宝祥(杭州半山发电有限公司,浙江杭州310015)摘要:文章对主蒸汽管道中的铸钢件三通的裂纹产生原因,从管系结构、铸造工艺、缺陷性质等环节上进行了分析。叙述了三通的焊接修复技术的焊接工艺以保证焊接质量,并对同类问题的处理具有极其重要的参考价值
2、和指导意义。关键词:三通裂纹;原因分析;焊接修复中图分类号:TK223.1文献标识码:B文章编号:1007-1881(2003)06-0031-04火力发电厂的主蒸汽管道是发电设备系统中联壁厚38.8～42.2mm。三通异径部分的规格为接锅炉和汽机的重要部件。其特点是蒸汽输送温度Φ194×22mm,实测壁厚22.2～23.8mm,外接和压力高、输送管路长、管道口径大等。因此,主Φ133×14mm的管道通向凝结器疏水。从结构上蒸汽管道的安全运行将直接关系到电力设备的安全看,三通所在的管段部位结构刚性较大。该三通运行,一旦
3、出现安全问题其后果不堪设想。从投入运行到发现裂纹泄漏,共累计运行大约8主蒸汽管道的系统结构并不十分复杂,但对万多h左右。裂纹产生后被迫立即停机进行检于管道设计、布置、选用的材质和管道系统安装修。经现场检查在该三通北侧异径管至主通流管的过程却要求十分严格。根据结构设计要求,一的圆弧过渡区因发生了裂纹而造成了泄漏。外壁个完整的主蒸汽管道系统,从锅炉出口到汽机进可见裂纹Φ325×40mm的主通流管到Φ194×22口的整个管系中,主要包括有主汽门、直管、弯mm管的“R”圆弧过渡区呈轴向开裂,高压蒸汽管、支吊架、三通及用于监督管
4、道蠕变变形和蠕从近异径支管侧喷出,如图1和图2所示。变速率变化的蠕胀测点等部件组成。在运行中受到高温高压蒸汽的影响,管系中的有些部件如弯头、三通等都是薄弱环节,容易导致提前失效,尤其是铸造三通是最容易受到破坏的部件之一。本文就在实际生产中所发现的主蒸汽管道系统中的铸造三通,其破坏事故的原因和焊接修复工艺进行分析探讨。1三通裂纹宏观检查图1三通结构图该主蒸汽管道材料为原西德进口的10CrMo910钢,从锅炉出口到汽机进口,整个管路全长70余图2是经渗透探伤后现场拍取的裂纹宏观实m。管系中有两只规格型号完全相同的铸钢异径物
5、照片。从图2中可以看出,主裂纹大约与水平三通,其中一只就安装在汽机总汽门前,按设计轴向夹角10°～15°的方面发展,其上下的部位基提供的材料为ZG20CrMoV铸钢。本上是在两铸模的哈夫接合面上,此处外表面有三通主通流部分的规格Φ325×40mm,实测浇铸时留下的凹槽。渗透探伤检查结果,外表面©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.32浙江电力2003年第6期展的特点。在检查了异径管南侧相同的部位,尽管尚未发生泄漏,但在相同的部位已发
6、现了类似的裂纹性缺陷,所以也同时进行了焊接修复处理,实际内部情况与北侧基本相似。由于当时没有现成的备品可更换,所以经研究决定采取局部焊接挖补的方法修复三通。图2圆弧过渡区的外部裂纹2ZG20CrMoV钢三通的焊接修复工艺裂纹可见长度约80mm左右。除了有主裂纹以2.1ZG20CrMoV钢的化学成分和性能特点外,还伴有支流状的二次裂纹出现,整条裂纹呈ZG20CrMoV钢属于低合金耐热钢系列,是一鱼骨状。表面涉及到裂纹幅宽范围大约有40mm种热强性较好的铸钢,钢中主要加入Cr、Mo、V左右,测量裂纹表面最大开口宽度约为2m
7、m。检等强碳化物合金元素,尤其是加入了强碳化物元查三通内部,发现内表面的裂纹要比外表面严重素V以后,率先与钢中碳形成稳定而又弥散的VC得多。从图2观测到三通外表面的裂纹粗而短,质点,有利于Cr、Mo元素进入固溶体,强化了铁而越往厚度方向深处,裂纹的长度迅速扩大,连素体基体,从而有效地提高了钢的热强性。因而续长度可达300mm之多,裂纹最大开口处达到ZG20CrMoV钢具有较好的热强性和组织稳定性,12mm。整个裂纹从外表面到内壁形似一个倒置的可在530～540℃下长期工作。但该钢铸造时的工喇叭口。如图3所示。检查破口断
8、面形状不规艺流动性较差,浇铸时容易在转角处形成热裂纹、杂质偏析和产生皮下气孔等缺陷,同时在变截面处容易造成应力集中。有资料研究表明:该钢还对热处理时的加热和冷却速度、温度比较敏感,易产生组织性能不均匀现象。钢的焊接性能较差,焊接不当会导致热影响区产生裂纹或焊缝性能不均匀,焊前须进行预热、焊后须进行高温回火热处理,以保证质量。ZG2
