容器密封面腐蚀修复处理及启示

鼹决方案 工艺， 工装， 翟目， 诌断， 柏翻， 维伍， 改造 E墨譬岛 ： 盈 辛宇 。 胡晓琦 ( 海军驻某地代表 处 ) 某压力容器是整个设备 的心脏 ，也是系统压力边界 中最重要 的一个设备 ，而密封面是该压 力容器中最关键 一 环 ， 它 的质量好坏直接影 响整个系统的安全性。 本文主 要介绍该压力容器密封面腐蚀修复处理过程 。 1 密封面腐蚀现象及原因分析 J J 压力容 器密封结构及腐蚀情况 某压力容器由上下两段组成 ， 运行一段时间后 ， 开盖 发现上 、 下密封面均有不同程度的腐蚀现象 。 经对压力容 器密封面进行仔细检查 ， 发现上段密封槽 的底面和侧面 ， 下段密封面上都有明显可见的断续出现 的短条形表面缺 陷或连续 的点坑状缺陷。 J 2 腐蚀原因分析 经过分析导致腐蚀 的原 因有两种 可能 ： ( 1 ) 上 、 下密 封面都为不锈钢堆焊层 ，焊材不合格或焊接过程中存在 容易引起腐蚀的原始缺陷 ； ( 2 ) 水压试验过程 中所用 的水 质 、空气质量不合格或在试验操作过程 中密封面受到污 染。为此 ， 对与产品同一批次的焊材进行检验 ， 结果符合 技术要求。对焊接过程记录进行检查 ， 也没有问题 ， 排除 了第一种 可能。 在受到腐蚀处的密封面上取样分析 ， 发现 氯离子超标 ，经进一步论证分析为外部污染物进入在长 时间试验条件下引起密封面材料腐蚀。 2 对腐蚀密封面的修复处理 2 J 修复方案的确定 由于该压力容器 密封面对粗糙度 、平面度以及尺寸 精度要求很高 ，如何既达到使用要求又不影响整个工程 进度成为最大难题 。 一 L 密封面的修复 ， 由于上密封槽的侧 面也有腐蚀缺陷 ，侧面对应的尺寸是带有公差 的重要 尺 寸 ， 靠补焊后手工研磨 无法保证尺寸精度要求 ， 鉴于上盖 不与整体设备连接 ， 最佳方案是返厂修复 ， 缺陷处补焊后 利用数控机床的加工来确保修复的尺寸精度要求 。但下 段 已经焊接在整体设备 L，下密封 面的修复只能采用现 场去除腐蚀物 、 补焊和研磨 的方法来进行处理。 但这样处 理的风险很大 ，一旦不成功 ，将对整个进度产生严重影 响 ， 需要做充足的试验。方案经过充分讨论后 ， 由技术责 任单位编写 了密封面修复技 术条件 ，承担修复单位根据 实际情况制定了修复1 二 艺。 2 2模 拟 试验 要想在有限的时间内，确保一次性修复达到如此高 的技术要求 ， 不 出现反复 ， 修复工艺必须经验证试验合格 后方可用于实际密封面的修复。 按照这一思路 ， 根据产品 下段的密封 面尺寸 以相 同材质 和工艺方 法制作 了一个 l ： 1 的模 拟试验 件 ， 来模 拟产品件缺 陷的去除 、 补焊和研 磨过程 ， 以确保产品件的质量。 验证试验完全按照模拟现 场实 际修复密封面的状态来进行 ，先彻底清除密封面上 的腐蚀缺陷 ， 露 出金属光泽后加以补焊 ， 补焊后通过钳 丁 修磨焊点 ， 去除高点后研磨密封面。在验证试验之前 ， 我 们针对人 、 机 、 料 、 法 、 环这 五大生 产要素提 出了明确要 求 ： 实施补焊的焊工必须是技术最好的焊T ， 焊接设备应 在有效 的检定期 内，补焊所用材料必须是产品使用 的材 料 ， 并经验收合格 ， 补焊处应达 到清洁和干燥 ， 补焊应严 格按照评定合格的补焊工艺规程 的要求进行 。 2 3密封 面修 复 及 结果 在密封面修复的过程 中，严格按照经过充分 的试验 后制定的工艺执行 ，并特别注意 了以下几个方面控制 ： ( 1 ) 为了避免用 于修磨焊点 的砂轮 片直径偏大 ， 容易磨伤 非缺陷处 的密封表面 ， 从而增 加工作量 ， 延长修复时间 ， 选购了专修精细零件的修磨工具 ，操作者使用后明显降 低 了劳动强度 ， 提高了工作效率 ， 缩短了修复时间。 ( 2 ) 为 减小补焊处的咬边现象 ，补焊后马上对补焊点进行轻 微敲击， 达到了在消除焊接应力的同时 ， 最大可能地减少 咬边 的实际效果 ； 在对顶盖密封槽侧 面补焊时 ， 合 理调 整焊枪角度 ， 严格控制焊接的电流 、 电压等 ， 避免 咬边 出 现 。( 3 ) 采用 固结磨料研磨方式取代 传统离散型磨料研 磨密封面方式 ，在同时满足密封面粗糙度和平面度的基 础 卜， 效率倍增 ， 缩短 了修复时间。离散型磨料 的研磨机 理是磨料在研具压力 的作用下 ， 在工作表面 上进行挤压 、 滚 动、 划擦 。该研磨方式效率低下 ， 起切削作用 的磨粒数 量少 ，特 别是在奥氏体不锈钢表面研磨时 ，由于材料性 粘 、 韧性 大， 磨料切削刃极易磨钝 ， 失去切削作用 ， 研磨很 短 时间就要将工件上 的磨料全部清除更新 ，造成大量磨 料浪费的同时 ， 还易于研伤密封面 ， 延长研磨时间。固结 磨 料研 磨使参 与切 削 的磨粒数 量大大 提高 ， 且磨 料被 机 械工程师 2 0 1 0 年第7 期1 45 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 解决方案 一I k4 “g t l m l l g l 工芝 ， 工装 ， 囊I l l ， i 9 断 ， 蕾I 1 1 维雠 ， 蓖篷 拱形汽 封弹簧刚 度不合 格的 原因 和预防 王有铭 ( 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司， 哈尔滨 l 5 0 0 4 6 ) 3 0 0 MW 、 6 0 0 MW 汽 轮机组 中的汽封弹簧是 略呈弧形的板弹簧 ( 如 图 1 ) 。设计采用钢板下 料 冷压成型后在板厚 方 向上不加工 ，直接使 用。热处理后做 刚度试 验 ，合 格 率 极 低 ， 约 3 0 。经过大量实物测量和试验数据积 累，以及理论分 析 ， 找出了保证刚度合格的解决途径 ， 确定 了相应的板厚 公差范围。 1 理论 分 析 从板弹簧弯曲刚度计 算公式 B = b h 3 x E + 1 2 可知 ： 弹 簧刚度 与弹性模量 E和板料宽度 b成正 比，与板料厚 度 h立方成正比。由此可见影响弹簧刚度的决定 因素是 板料厚度。 以板厚 h = 5 mm为例 ， GB 7 0 9 8 8中板厚公差为+ 0 2 0 一 0 5 0 ，假设其弹性模量 和板料宽度 b均在理想状 态 ( 无偏差 ) 情况下 ： 板厚在上差 5 2 m m时， 刚度 超过名义 刚度值 1 2 5 ； 板厚在下差 4 5 m m时， 刚度 日低于名义刚度 值 2 7 1 。 弹簧刚度要求为： 名义刚度值 l 0 。 由此可见 ， 板料厚度的偏差是弹簧刚度不合格的主要原因。 2 数据分析 分析弹簧刚度不合格的原因首先应从测量 弹簧刚度 和板料厚度着手。 逐批逐件测量板簧厚度 ， 分组分批测量 弹簧刚度 。 弹 簧 刚 度 要求 为 ： 名 义刚 度值 l 0 ； 实 际 刚 度 最 大 误 差 ：一 3 0 ： 表 l 板簧刚度测量 结果 名义厚度 n u n 实际厚度 m m G B 7 0 9 8 8公差I m m 实际刚度平均误差 ： 一 l 7 5 ( 超下差 7 5 ) 。 板簧厚度测量结果见表 I 。 表 I 数据是由 3 4炉热处 理板 弹簧逐件测量值总结 而出。从 中可 以看出弹簧的实际板厚多数处于或低于标 准的下偏差 ， 这 与刚度 7 0 不合格相一致。 弹簧料为热轧 高温合金板材 。 通过对汽封弹簧长期进行逐件测量板厚 ，再按板厚 分组测量弹簧刚度， 发现： 汽封弹簧厚度小于 5 m m， 实际板 厚公差在+ o 1 0 5 ， 1 0 ； 汽封弹簧厚度大于 5 m m ， 实际板厚公 差在+ 0 1 0 - 0 2 0的弹簧刚度均合格。 3 结论 由上述分析可见 ， 汽封弹簧刚度不合格的主要原因 就是弹簧板厚误差过大所致 ；将 弹簧 板厚磨至名义厚 度 0 0 5 m m， 可保证弹簧刚度合格 。 f 编辑 明涛) 作者简介 ： 王有铭( 1 9 7 4 一) ， 女 ， 工程 师， 主要从事热加工工艺研 究。 收 稿 日期 ： 2 0 1 0 0 3 0 5 固定后避免 了磨粒在研具下面的挤压及滚动作用 ，有利 于在短时间内达到较高的粗糙度要求。 经过努 力， 该容器的修复工作取得了圆满的成功 ， 密 封面的表面粗糙度 、平面度等所有技术指标都达到了使 用要求 ， 同时为整个T程的进展赢得了时间。 3 几点启示 ( 1 ) 应对该压力容器的维护保养予以重视 ， 多做一些 预见性工作 ，减小出现此类问题 的可能性 ，针对特殊情 况， 制定出应急补救措施。 1 4 6 l 机械工 程师 2 0 1 0 年第7 期 ( 2 ) 在该容器 的生产使用过程 中， 必须不断总结经 验 ， 对生产装配中的一些工艺方法进