房素梅

摘 要：本文通過(guò)如何對(duì)600WM汽輪機(jī)高中壓缸中分面間隙過(guò)大漏汽治理方面的焊補(bǔ)工藝方法、使機(jī)組實(shí)現(xiàn)修后安全可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：高中壓缸；中分面；嚴(yán)密性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.004

0 前言

鄒縣發(fā)電廠600WM機(jī)組型號(hào)為DH-600-40-T，由東方-日立合作生產(chǎn)的亞臨界中間再熱、三缸、四排汽凝汽式汽輪機(jī)組。機(jī)組額定功率：600MW 最大功率：658MW；壓力：16.7Mpa （170ata）；溫度：538℃，流量：1810t/，其中高、中壓缸反向布置，汽缸采用高中壓缸合缸、雙層缸結(jié)構(gòu)。為降低高溫部位中分面發(fā)蘭螺栓的工作溫度，在高中壓外缸和高壓內(nèi)缸進(jìn)汽口處設(shè)置了法蘭螺栓冷卻系統(tǒng)。

1 原因分析

（1）汽缸是鑄造而成的，汽缸出廠后都要經(jīng)過(guò)時(shí)效處理，就是要存放一些時(shí)間，使汽缸在住鑄造過(guò)程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力完全消除。如果時(shí)效時(shí)間短，那么加工好的汽缸在以后的運(yùn)行中還會(huì)變形，這就是為什么有的汽缸在第一次泄漏處理后還會(huì)在以后的運(yùn)行中還有漏汽發(fā)生。因?yàn)槠走€在不斷的變形。（2）汽缸在運(yùn)行時(shí)受力的情況很復(fù)雜，除了受汽缸內(nèi)外氣體的壓力差和裝在其中的各零部件的重量等靜載荷外，還要承受蒸汽流出靜葉時(shí)對(duì)靜止部分的反作用力，以及各種連接管道冷熱狀態(tài)下對(duì)汽缸的作用力，在這些力的相互作用下，汽缸發(fā)生塑性變形造成泄漏。（3）汽缸的負(fù)荷增減過(guò)快，特別是快速的啟動(dòng)、停機(jī)和工況變化時(shí)溫度變化大、暖缸的方式不正確、停機(jī)檢修時(shí)打開(kāi)保溫層過(guò)早等，在汽缸中和發(fā)蘭上產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形。（4）汽缸在機(jī)械加工的過(guò)程中或經(jīng)過(guò)補(bǔ)焊后產(chǎn)生了應(yīng)力，但沒(méi)有對(duì)汽缸進(jìn)行回火處理加以消除，致使汽缸存在較大的殘余應(yīng)力，在運(yùn)行中產(chǎn)生永久的變形。（5）汽缸螺栓的緊力不足或是螺栓的材質(zhì)不合格。汽缸結(jié)合面的嚴(yán)密性主要靠螺栓的緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。機(jī)組的起?；蚴窃鰷p負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和高溫會(huì)造成螺栓的應(yīng)力松弛，如果應(yīng)力不足，螺栓的預(yù)緊力就會(huì)逐漸減小。如果汽缸的螺栓材質(zhì)不好，螺栓在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行當(dāng)中，在熱應(yīng)力和汽缸膨脹力的作用下被拉長(zhǎng)，發(fā)生塑性變形或斷裂，緊力就會(huì)不足，使汽缸發(fā)生泄漏的現(xiàn)象。（6）汽缸螺栓緊固的順序不正確。一般的汽缸螺栓在緊固時(shí)是從中間向兩邊同時(shí)緊固，也就是從垂弧最大處或是受力變形最大的地方緊固，這樣就會(huì)把變形最大的處的間隙向汽缸前后的自由端轉(zhuǎn)移，最后間隙漸漸消失。如果是從兩邊向中間緊，間隙就會(huì)集中于中部，汽缸結(jié)合面形成弓型間隙，引起蒸汽泄漏。

2 制定方案

根據(jù)我廠600WM機(jī)組高中壓外缸中分面間隙過(guò)大，上次大修做嚴(yán)密性檢查緊1/3螺栓后左側(cè)中部間隙最大值為0.90mm，當(dāng)時(shí)決定采用加大間隙超標(biāo)部位螺栓緊力，使用MF-4型汽缸涂料的措施，來(lái)保證汽缸嚴(yán)密性。根據(jù)揭缸后的檢查情況來(lái)看，存在蒸汽泄漏的情況；同時(shí)做嚴(yán)密性檢查緊1/3螺栓后左側(cè)中部間隙最大值為1.0mm。為徹底消除該隱患，保證高中壓缸嚴(yán)密性，本次檢修決定由東汽廠專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)焊補(bǔ)修復(fù)高中壓缸結(jié)合面。

3 檢修工藝

（1）打磨并刮研上半汽缸中分面，消除局部高點(diǎn)，將局部接觸點(diǎn)修平滑過(guò)渡，使上下缸中分面接觸面積增加盡可能減少焊接密封線(xiàn)的范圍。再將上缸中分面扣下，作為下缸堆焊、刮研的基準(zhǔn)。

（2）空缸扣在下半中分面，以上缸為基準(zhǔn)，進(jìn)行下缸中分面的接觸點(diǎn)、間隙的測(cè)量，對(duì)下缸中分面的接觸點(diǎn)進(jìn)行修磨；再重復(fù)上述步驟，使上下半汽缸中分面的接觸面積逐步增加，有間隙的面積逐步減小同時(shí)間隙值也減小。當(dāng)間隙面積和間隙值≤0.40 mm時(shí)，即轉(zhuǎn)為補(bǔ)焊工作。每一次檢測(cè)均需在汽缸中分面附近標(biāo)記。

（3）堆焊下缸平面。根據(jù)所測(cè)接合面間隙，由電廠、修復(fù)施工方確定堆焊密封線(xiàn)并在汽缸上標(biāo)記。乙方對(duì)堆焊部位進(jìn)行分區(qū)、分段堆焊，每段堆焊長(zhǎng)度控制在300～350mm，密封線(xiàn)寬度不小于40mm，最后將各段連接起來(lái)。要求堆焊的密封面邊界直線(xiàn)度較好，且無(wú)咬邊。

（4）焊接。

1）按現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)方商定的密封線(xiàn)堆焊部位和寬度，打磨去除氧化皮露出金屬光澤，并用丙酮清洗干凈。打磨寬度比要堆焊的密封線(xiàn)寬度兩側(cè)多5～8mm。在打磨過(guò)程中，鉗工需注意觀察汽缸本體有無(wú)缺陷，有缺陷或者懷疑有缺陷的部位，需PT檢查并消缺盡，在焊接密封線(xiàn)時(shí)一并補(bǔ)焊。

2）將堆焊區(qū)分區(qū)域用氧-乙炔焰局部預(yù)熱100～150℃。對(duì)稱(chēng)、交錯(cuò)、分散區(qū)域施焊，焊后進(jìn)行保溫，減少焊接的應(yīng)力帶來(lái)的汽缸變形。 3）堆焊：采用手工鎢極氬弧焊，以間隙大小確定需堆焊的厚度。焊接材料ERNiCr-3，焊材直徑Φ2.4（mm）。

4）每道焊縫焊后用圓頭榔頭進(jìn)行跟蹤錘擊。捶擊時(shí)需注意不可損傷附近不處理的部位。密封線(xiàn)堆焊部位必須離螺栓孔處距離≥10mm。

5）待堆焊層完全冷卻以后，將堆焊層根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行粗打磨，然后合缸再進(jìn)行打磨多次（打磨時(shí)需要吊車(chē)配合，根據(jù)大修情況建議安排吊車(chē)專(zhuān)用），最終精研磨。

汽缸的每一次扣下，都預(yù)先在四角有鉗工人員輔助扶好汽缸以便盡量以安裝狀態(tài)上下半扣合。扶缸動(dòng)作需正確，既能使力推動(dòng)汽缸，又不能將手置于缸面之間以及無(wú)退讓之處。對(duì)角線(xiàn)位置準(zhǔn)備原位銷(xiāo)子，在汽缸要扣攏前50mm間隙左右，就從上缸銷(xiāo)孔插入，銷(xiāo)子突出于中分面，作為引導(dǎo)作用。而在汽缸要扣攏的瞬間，把持銷(xiāo)子的人員將銷(xiāo)子略微有一個(gè)回拉動(dòng)作，以免銷(xiāo)子被緊緊地卡在銷(xiāo)孔內(nèi)，減少了用工具取銷(xiāo)子的時(shí)間。推缸前，銷(xiāo)子取掉，存放在安全穩(wěn)妥的地方（防止因銷(xiāo)子放置不當(dāng)，滾動(dòng)，從汽缸四周空擋掉落）。

推缸后，吊車(chē)將汽缸起吊上升到適合高度，再平移到設(shè)備側(cè)面空地，預(yù)先在適合尺寸上放置支墊，避免滑鉤。

打磨人員在打磨手法上，力度上盡量一致，確保能夠均勻下量（每打磨一層，去除的金屬厚度基本一致）。帶班人員需注意觀察操作者工作規(guī)范性，及時(shí)指出或調(diào)整施工位置。

汽缸研缸工作作業(yè)組長(zhǎng)和施工人員都要嚴(yán)格遵守安全管理要求，并相互關(guān)注照應(yīng)，人員之間傳遞信息需大聲告知是否已準(zhǔn)備好，并輔以手勢(shì)，防止安全事故的發(fā)生。任何情況下，切勿突然伸手到將扣的缸面之間拂拭！

6）研缸檢查發(fā)現(xiàn)若需要補(bǔ)焊，及時(shí)按照上述補(bǔ)焊方法和要求進(jìn)行補(bǔ)焊。

（5）檢驗(yàn)：

1）對(duì)目視有懷疑的部位，采用PT方法對(duì)補(bǔ)焊區(qū)域進(jìn)行探傷，確認(rèn)堆焊層達(dá)JB4730-94 Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2）驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：空缸間隙最大處≤0.05mm。

4 結(jié)語(yǔ)

本次修復(fù)工作耗時(shí)11天，修復(fù)后汽缸嚴(yán)密性檢查合格，汽缸結(jié)合面接觸情況合格。另汽缸嚴(yán)密性檢查具備條件后要及早進(jìn)行汽缸嚴(yán)密性檢查工作，為后續(xù)工作方案制定和開(kāi)展?fàn)幦r(shí)間。