电站汽轮机主汽门异材补焊工艺剖析

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1、IFWT2006钢结构焊接国际论坛电站汽轮机主汽门异材补焊工艺剖析12孔伟孔繁荣（1新疆石河子市天富热电厂832000）（2新疆石河子市焊接学会832000）摘要：文章阐述了较大体积的珠光体低合金钢阀门铸造缺陷，采用奥氏体不锈钢焊条冷焊修补工艺的分析和施焊过程，着重阐明了正确选择焊条的重要性和施焊工艺特殊性、严格性。通过对焊接工艺的认真分析，慎重的选择焊材，严格的工艺措施，成功地焊补了阀门。关键词：珠光体钢主汽阀门铸造缺陷异材补焊Abstract：Thearticleelaboratesthecoldweldingtech

2、nologywhichadoptsausteniticstainlesssteelweldingstriptodeslwiththecastingdefectofthebulkypearlitelow-alloysteelvalves.Itemphaticallyelaboratestheimportanceofchoosingweldingstripproperlyandthepeluliarityandrigidityoftheweldingtechnology.Throughanalysingtheweldingte

3、chnologycarefully,choosingtheweldingmaterialprudentlyandcarryingoutthemeasuresstrictly,Wesucceedinweldingthevalves.Keywords：Pearlitesteel，Mainvapourvalve，Thedefectofcasting，Weldingdifferentmatericals0前言我市一家热电联产电厂，一台12MW的汽轮机组主汽门在运行过程中泄漏，造成机组停机。经打磨检查发现在主汽门阀座处有一长170m

4、m、宽60mm、深50mm的铸造缺陷，导致了漏气。该阀体重达1t，材质为ZG20CrMo珠光体耐热钢，化学成分见表1。当时该厂正处在发电、供热的高负荷期，停机运行时间过长社会影响很大。为保证机组及时投入运行发电、供热，决定补焊阀门。表1ZG20CrMo化学成分（质量分数）(%)CMnSiCrNiMoNi当量Cr当量0.18～0.250.40～0.701.70～3.700.90～1.20—0.50～0.7061.91补焊工艺要求1.1保证焊缝组织与母材同样具有良好的高温性能阀体材质ZG20CrMo，在500℃以下具有良好的稳

5、定性及热强性能。因此，对补焊填充的焊缝金属组织，不但要保证填充金属的质量，宏观缺陷不能超标，重要的是要有足够的2006钢结构焊接国际论坛论文集353钢结构焊接国际论坛IFWT2006高温强度、热稳定性，以及良好的塑性和韧性，来满足阀体承受启动、停机、突然增减负荷及交变应力等一系列恶劣条件下不被破坏的要求。1.2减小焊后残余应力因阀体体积大，刚性大，加之材质的焊接性较差，有较强的淬火趋势，焊后必然产生较大的残余应力。残余应力在运行中会与热应力叠加，造成焊缝热影响区应力集中，影响阀体的使用寿命。所以减小焊缝的残余应力，是制定工

6、艺不可忽视的问题。1.3焊后阀体要保证原有的精度对阀体形体尺寸精度要求十分严格，不能有变形发生。补焊后的阀体结合面的总挠度不能超过0.5mm，否则会因阀体变形量过大而导致修复失败。为此保证补焊后的加工精度是十分必要的。2补焊工艺分析2.1采用同质焊材热补焊工艺阀体施焊时因其体积大，淬火趋势强，要进行大面积或整体高温预热，且焊后仍需去应力热处理。虽然填充的焊缝金属组织、成分、性能与母材相近，又避免了较大的残余应力，对阀体长期在高温、高压下运行十分有利。但在施焊中，高温预热及焊后热处理的过程，对阀体的整体尺寸精度无法保证，故不

7、采用此方法。2.2采用异质焊材冷焊工艺用奥氏体焊材补焊属于异质材料的焊接工艺，需解决以下问题。1）通常在室温下异种钢(或异材)的焊接，其焊接接头在力学性能方面一般是优于母材的。但是要长期在高温、高压下运行，就很难保证与母材性能相近的要求。用奥氏体焊材补焊珠光体低合金钢时，由于母材熔化金属对焊缝的稀释作用，会在焊缝熔合线附近出现马氏体组织。另外，由于马氏体组织的高硬度，脆性大，韧性差，是焊缝的薄弱处，所以严重降低焊接结构的可靠性，这是问题之一。2）当然，对长期在高温、高压下运行服役的阀体，补焊工艺仅考虑母材对焊缝的稀释问题，

8、减少焊缝马氏体组织是不够的。还应顾及到随之而带来的另一个问题，那就是在高温下焊缝熔合线附近会发生的碳迁移现象，这是阀门长期在高温、高压下服役应解决的主要问题。因为母材是珠光体低合金钢，补焊后的焊缝金属是奥氏体组织，两者虽在组织上差异很大，但可热稳定性和热强性均有共同点。同时，还存在一个问题，那就是在化学