高春峰

（神東電力上灣熱電廠，內(nèi)蒙古 伊金霍洛旗 1017200）

1 概述

上灣熱電廠#1鍋爐為DG520/13.7-Ⅱ1型循環(huán)流化床鍋爐是東方鍋爐（集團(tuán)）生產(chǎn)，2010年5月投產(chǎn)。水壓試驗(yàn)堵閥是由華夏閥門有限公司生產(chǎn)ZG15Cr1Mo1V堵閥。2012年6月機(jī)組A修時無損檢測發(fā)現(xiàn)閥體底部外壁存在一處長約110mm裂紋閥體內(nèi)壁底部位置存在一處長約60mm裂紋。運(yùn)行參數(shù)，溫度:540℃。壓力:2.41Mpa

#1機(jī)組水壓試驗(yàn)堵閥

閥體底部外壁裂紋

閥體底部內(nèi)壁裂紋

2 閥體產(chǎn)生裂紋的原因分析

鑄鋼閥門由于其成本的經(jīng)濟(jì)性和設(shè)計的靈活性,受到廣泛運(yùn)用。但是由于鑄造工藝受到鑄件尺寸、壁厚、氣候、原材料和施工操作的種種制約,鑄件會出現(xiàn)砂眼、氣孔、裂紋、縮松、縮孔和夾雜物等各種鑄造缺陷,尤以砂型鑄造的合金鋼鑄件為更多因?yàn)殇撝泻辖鹪卦蕉噤撘旱牧鲃有栽讲?鑄造缺陷就更易產(chǎn)生。因此缺陷判別和制訂合理、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用及可靠的補(bǔ)焊工藝來確保補(bǔ)焊后的閥門符合質(zhì)量要求已成為閥門冷熱加工共同關(guān)注的問題。

3 裂紋的處理及焊接修復(fù)技術(shù)措施

裂紋發(fā)現(xiàn)后，鑒于裂紋成因，考慮該設(shè)備華夏閥門有限公司生產(chǎn)設(shè)計制造，發(fā)傳真索要處理方案，其處理方案如下:

3.1 焊前消缺

采用電動砂輪消除缺陷，將貫穿性裂紋缺陷處打磨深度至60MM，裂紋根部留母材3MM左右（注意不要將母材打穿），打磨后，為補(bǔ)焊準(zhǔn)備的坡口應(yīng)呈U型，且坡口根部應(yīng)平滑過渡，不允許有尖角存在。同時，將打磨后的坡口邊緣20MM內(nèi)的母材打磨露出金屬光澤，并去除水、油、銹等雜質(zhì)，保證補(bǔ)焊部位清潔干燥。

對消缺后的坡口部位做MT檢查，確認(rèn)除貫穿性裂紋以外的其他部位無缺陷顯示后方允許進(jìn)行補(bǔ)焊。

3.2 補(bǔ)焊工藝

預(yù)熱:（1）閥體缺陷部位采用電加熱（履帶式加熱器）方式進(jìn)行預(yù)熱；（2）在待補(bǔ)焊坡口兩側(cè)分別布置一塊10KW加熱片，從坡口兩側(cè)算起，加熱寬度大于等于260MM；（3）用硅酸鋁纖維棉覆蓋在加熱器上；（4）采用遠(yuǎn)紅外測溫儀測量待補(bǔ)坡口各部位預(yù)熱溫度，預(yù)熱溫度為250℃～350℃.

3.3 焊材使用

（1）焊接材料應(yīng)有制造廠商的質(zhì)量合格證；（2）焊條應(yīng)先經(jīng)過350℃烘干1h后使用；（3）現(xiàn)場施焊時，焊條應(yīng)放至在80℃～120℃.的保溫桶內(nèi)逐根取用，并使保溫桶始終接通電源；（4）焊接材料及規(guī)范。

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3.4 施焊

（1）采用Φ3.2MM打底焊。多層多道焊的單層厚度不大于所用焊條直徑加2MM，單道焊擺動寬度不大于所用焊條直徑的5倍。在進(jìn)行第一層施焊時，使用施焊電流規(guī)范上限值，達(dá)到消除缺陷的目的；（2）施焊完成第一層后，應(yīng)及時清渣，并目視檢查，無缺陷后進(jìn)行次層施焊。沿厚度方向20MM以內(nèi)全部采用Φ3.2MM的焊條進(jìn)行施焊，其余采用Φ4.0MM焊條進(jìn)行填充，蓋面層采用Φ3.2MM焊條進(jìn)行；（3）每焊完一層應(yīng)及時清理焊渣，層間溫度控制在250℃～350℃之間；（4）嚴(yán)禁在工件表面引弧、試電流；（5）施焊過程中應(yīng)特別注意接頭和收弧的質(zhì)量，收弧時應(yīng)注意填滿弧坑，多層多道焊的接頭應(yīng)錯開。

3.5 焊后熱處理（PWHT）

3.5.1 使用一臺溫度控制儀進(jìn)行熱處理，輸出均需編號且與輸出電纜編號對應(yīng)，溫度儀、記錄儀、熱電偶線均需經(jīng)校驗(yàn)合格。

3.5.2 加熱器的布置。履帶式加熱器布置于補(bǔ)焊部位兩側(cè)各一組，且緊貼閥體表面，加熱寬度每側(cè)應(yīng)大于260MM。加熱器功率10KW（每片），規(guī)格540mm*415mm；

3.5.3 保溫棉布置。加熱器上覆蓋三層硅酸鋁纖維保溫棉，厚度約為70mm,保溫范圍大于加熱區(qū)范圍200mm左右。

3.5.4 熱電偶布置。將一個熱電偶布置在補(bǔ)焊部位中心處加熱器下，用于測量補(bǔ)焊部位在加熱過程的溫度，熱電偶點(diǎn)焊在補(bǔ)焊部位。熱處理完成后，將熱電偶焊點(diǎn)部位修磨平整；

3.5.5 焊后熱處理工藝。300℃以上升溫及降溫速度≤80℃/h.恒溫溫度:730±10℃，均溫 3.0h,緩冷至300℃以下可拆除保溫棉自然冷卻。

3.6 焊后檢查及注意事項(xiàng)

（1）打磨補(bǔ)焊部位，去除各處熔渣及飛濺物，使焊縫光潔、圓滑，并平滑過渡到母材；（2）對補(bǔ)焊部位進(jìn)行UT+MT或PT；（3）補(bǔ)焊部位不允許有裂紋、氣孔、夾渣、未焊透以及低于臨近母材表面質(zhì)量要求的任何缺陷。

3.7 安全注意事項(xiàng)

（1）必須按照標(biāo)準(zhǔn)《DL612電力工業(yè)鍋爐壓力容器檢察規(guī)程》中焊工考試部分的要求，經(jīng)考試合格，并持有合格證，方允許工作。（2）焊工應(yīng)戴防塵（電焊塵）口罩穿帆布工作服、工作鞋，戴工作帽、手套，上衣不應(yīng)扎在褲子里，口袋應(yīng)有遮蓋，腳面應(yīng)有鞋罩，以免焊接時被燙傷。（3）檢查焊帶有無漏電并且及時包扎好。（4）進(jìn)行焊接工作時，必須設(shè)有防止金屬熔渣飛濺、掉落引起火災(zāi)的措施以及防止?fàn)C傷、觸電、等措施。（5）工作結(jié)束檢查施工現(xiàn)場遺留火種，切斷焊接設(shè)備電源。（6）施焊前要對施工人員進(jìn)行技術(shù)質(zhì)量交底。（7）焊接過程中注意工作環(huán)境，預(yù)防煙氣熗人。（8）禁止使用有缺陷的焊接工具和設(shè)備。

3.8 焊補(bǔ)堵閥兩種焊接方法對比優(yōu)缺點(diǎn)分析

3.8.1 珠光體耐熱鋼焊條焊補(bǔ)

優(yōu)點(diǎn):處理得當(dāng)，可得到與母材金屬相當(dāng)?shù)牧W(xué)性能，且組織穩(wěn)定。

缺點(diǎn):采用珠光體耐熱鋼焊條焊補(bǔ)時，必須預(yù)熱，焊后進(jìn)行熱處理，這樣要因起附加變形焊接時工序復(fù)雜，工作條件惡化等。

3.8.2 奧氏體不銹鋼焊條焊補(bǔ)

優(yōu)點(diǎn):采用奧氏體不銹鋼焊條補(bǔ)焊時，由于焊縫金屬在焊接熱過程中不發(fā)生相變，而且本身塑性又好，故焊前可不預(yù)熱，焊后不作熱處理。既簡化了工序，又減少了母材焊后的變形和應(yīng)力。奧氏體的焊縫組織具有極好的抗裂性，同時對氫的溶解度較大，不會因氫的析集而產(chǎn)生裂紋。

缺點(diǎn):在焊補(bǔ)區(qū)附近的母材金屬上將因焊補(bǔ)后產(chǎn)生淬硬組織；母材的鋼性很大，導(dǎo)致焊后殘余應(yīng)力很大。同時，焊補(bǔ)區(qū)屬于異種鋼接頭，容易產(chǎn)生碳擴(kuò)散，碳擴(kuò)散的結(jié)果，使熔合區(qū)珠光體組織由于碳含量降低而變?yōu)殍F素體組織，并且鐵素體晶粒顯著長大；增碳層中的碳化物也變得粗大，硬度非常高。使接頭蠕變性能降低，在高溫下長期使用后，在熔合區(qū)發(fā)生顯微裂紋。

3.9 焊接檢驗(yàn)及監(jiān)督

3.9.1 每焊一層，必須認(rèn)真檢查，用放大鏡觀察有無裂紋、夾渣、氣孔等缺陷，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

3.9.2 自檢后，對焊縫進(jìn)行著色探傷。焊后打磨使之圓滑過渡。對焊縫區(qū)和熱影響區(qū)進(jìn)行表面探傷及用放大鏡進(jìn)行目測檢查，表面探傷標(biāo)準(zhǔn)按JB4730，一級合格。門體焊后放置不低于12小時，再檢查是否產(chǎn)生延遲裂紋。

3.9.3 焊接過程中應(yīng)旁站監(jiān)督及檢查工藝的控制及執(zhí)行情況。

3.9.4 結(jié)合機(jī)組A、B級檢修，加強(qiáng)修后運(yùn)行監(jiān)督檢查。

[1]DL/T753-2001汽輪機(jī)鑄鋼件補(bǔ)焊技術(shù)導(dǎo)則[S].

[2]DL/T869-2004《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》

[3]DL/T819-2002《火力發(fā)電廠焊接熱處理技術(shù)規(guī)程》

[4]《焊工技術(shù)問答》[M].北京:中國電力出版社，2005.張信林 張佩良