汽轮机低压转子末级叶片裂纹处理工艺.pdfVIP

第 3 2卷 第 S l 期 2 0 1 0年 7月 华 电 技 术 Hu a d i a n Te c h no l o g y Vo 1 3 2 No S1 J u 1 2 0 1 0 汽轮机低压转子末级叶片裂纹处理工艺 张豫 江 ( 云南华电昆明发 电有限公司 ， 云南 安 宁6 5 0 3 0 8 ) 摘要 ： 汽轮机低压转子运行数年后会 不同程度地发生末级叶 片水蚀 ， 经修复运行后 ， 在修复 区域还会产生 裂纹。介 绍 了末级叶片不 同程度裂纹 的处理工艺 ， 该处理工艺可供其 他电厂对 同类汽轮机低压转 子叶片检修时参考。 关键词 ： 末级叶片； 裂纹处理 ； 施工工艺 中图分类号 ： T K 2 6 3 3 文献标志码 ： B 文章编号 ： 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 1 0 J S l一 0 0 4 2一 O 2 1 问题 的提 出 由于汽轮机低压转子末级叶片水蚀严重， 对机 组的安全运行及效率有很大影响， 需对其进行修复 处理。在对其进行修补一段时间后部分叶片还会不 同程度地在修复区域产生裂纹， 经渗透探伤后 ， 云南 华电昆明发电有限公司在检修汽轮机低压转子时发 现 3 8片末级叶片有不 同程度的裂纹。裂纹 的径向 位置均在内圈拉筋孔附近的叶片边缘。为此， 必须 对汽轮机末级叶片裂纹进行修复。 经研究决定 ， 采用现场修复处理方案， 为保证叶 片焊接处理的质量及叶片本身的特性 ， 决定采用 同 类材料修复技术。严格控制修补量 ， 不改变叶片几 何尺寸和重量配比， 从而保证转子在修复后振动频 率基本不发生变化或改变量不足以引起汽轮机发生 超标振 动。 2 施工准备 2 1 人员 配置 ( 1 ) 钳工 4人； ( 2 ) 高压 I 类焊工 2人 ； ， ( 3 ) 金属检验人员 2人 ； ( 4 ) 热处理人员 2人。 2 2 工具 准备 工具准备： 钳工常用工具 、 磨光机、 旋转锉、 逆变式 电焊机、 氩弧焊枪、 火焊枪、 热处理炉及控制设备等。 模具准备： 线型模板包括叶片宽度模板 、 进汽边 型线模板 、 背弧型线模板、 焊接用垫板、 引弧板、 拉筋 护套等。 2 3 焊工的施焊练习 用 2 C r 1 3材质的5 m m钢板制作练习板 ， 采用 V 形 6 0 0坡 口。采用全 氩焊 工艺进 行施焊 ， 焊 丝用 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 4 2 8 1 C r 1 3 ， 焊前预热温度控制在 2 5 0 3 0 0 o C， 加热方法 采用火焊加热 ， 测温采用测温笔， 焊接设备采用氩弧 焊 ， 使用引弧板进行引弧 ， 电流控制在 3 0 8 0 A之 间， 采用短弧多层焊 ， 严格控制叶片温升及变形。对 试板进行 x射线检验， 硬度检验。要求没有表面裂 纹、 夹钨、 气孔等超标缺陷， 检验标准按 D L T 8 2 1 2 0 0 2 钢制承压管道对焊接接头射线检验规范I 级合格执行。 2 4 钳工制作各类模板 钳工根据现场受损叶片的实际线型在没有施工 前用 0 5 0 0 7 5 m m厚 的铁皮制作靠模 ， 用 1 5 2 0 m m厚的 2 C r 1 3钢板制作引 、 熄弧板 ， 用 8 m m厚 的铜板制作垫板 ， 在垫板对应焊缝的位置上开宽约 8 m m的槽 。 3施工工艺 3 1 焊接 工艺 此次处理叶片裂纹采用全氩焊焊接工艺， 焊机 采用逆变式 Z X 4 0 0型焊机 ， 焊丝采用 1 C r l 3 2 m m 的氩弧焊焊丝， 施焊前叶片焊缝两侧 2 5 m m范围内 及焊丝应进行脱脂处理 ， 裂纹终止点 圆滑过渡。坡 口开好后进行渗透探伤。施焊时， 焊接 电流控制在 3 08 0 A之间， 采用短弧多层焊 ， 焊接过程中不得伤 及叶片拉筋 ， 焊接方向由内向外进行 ， 严格控制叶片 温升及变形 。焊前预热温度控制在 2 5 0 3 0 0 o C， 加 热方法采用火焊加热 ， 测温采用测温笔和远红外测 温仪进行控制， 在焊接过程 中， 叶片的温升值不大于 1 5 0 q C， 焊后温度降至 1 5 0 o C后立 即进行高温 回火。 加热范围控制在焊缝两侧 1 0 0 mm范围内， 温度逐渐 过渡 ， 热电偶等控制元件在施焊前加装好 ， 用加热炉 进行高温 回火 ， 温升控制在 1 h升至 6 8 0 7 0 0 o C后 恒温 1 h ， 缓冷。保温区域为全叶片范围。 3 2 检验 对所焊的叶片进行硬度 、 渗透探 伤和x射线探 第 s 1期 张豫 江： 汽轮机低压转子末级叶片裂纹处理工艺 4 3 伤。要求表面不 出现裂纹 、 夹钨 、 气孔和咬边 等缺 陷。检检验标准按 D I MT 8 2 1 -2 0 0 2 钢制承压 管 道对焊接接头射 线检验规范I级合格执 行 ， 硬度 不超过 3 0 HR C， 测试范围包括焊缝 、 热影 响区及母 材。合格后进行下一道工序 ， 不合格则进行 返工处 理。探伤时机 ， 渗透探伤在 叶片坡 口开好后 进行一 次 ， 确定裂纹确实消除。x射线 、 硬度检验在最终热 处理完成冷却到室温后进行 ， 渗透探伤在叶片成 型 后进行 。 3 3钳工 修整 工艺 使用旋转锉 、 磨光机等工具对焊缝进行修整 、 抛 光使之符合模板 的线型 ， 恢 复叶片原形态 ， 保证转子 的平衡不被破坏。在修理过程 中 ， 不得伤及 叶片的 其他部位 ， 损伤了必须汇报 ， 以便采取补救措施进行 处 理 。 3 4 镶 合 金片 工艺 ( 1 ) 裂纹叶片上的合金片在补焊前 ， 必须先用 火焊把叶片加热至银熔化 ， 将合金片取下 ， 按叶片编 号分袋装好 ， 待叶片修复后 ， 对号装复 。同一叶片上 的 7片合金片不必编号。 ( 2 ) 所有需补镶合金 片的钎焊面 ， 应进行修整 ， 去除原银料层 ， 清理平 整钎焊面 ， 用丙酮清洗后 ， 重 新挂银处理。 ( 3 ) 挂银工艺。用 H 0 1 2型火焊枪调成 中性 焰加热叶片需挂银 处 ， 温度在 3 0 0 4 0 0时 ， 将银 焊药剂 1 0 2用小勺撒在叶片挂银部位 ， 形成药膜 ， 将 银焊条 3 1 2用丙酮清洗后用 中性焰加热至熔化 ， 在 叶片上形成银焊层。合金片上挂银和在叶片上的工 艺相同。 ( 4 ) 镶合金片并修整。将挂好银 的合金片放在 挂好银 的叶片上 ， 从 内向外逐片进行镶焊 ， 用尖嘴钳 夹住合金片 ， 开始用火焰加热待银熔化时 ， 迅速夹紧 合金片使之与叶片紧密接合 ， 停止加热 ， 使之 固化。 外观要求要平直 ， 多余部分修磨平整 。加热 时温度 不能超 过 4 0 0 。 4 施工具体步骤 ( 1 ) 钳工根据探 伤报告 ， 对 有裂纹的叶片进行 统一 编号 。 ( 2 ) 焊工用火焊加热 叶片将旧合金片取下并按 编号装袋。 ( 3 ) 钳工根据裂纹 的大小 ， 裂纹长度小于 2 m m 的用磨光机将其打磨去掉， 打磨面应圆滑过渡 ， 打磨 半径不小于 1 0 m m， 同时 ， 对水蚀面进行打磨抛光。 对于裂纹长度大于 2 m m但小于 5 m m的单个裂纹处 理 ， 宜采用将裂纹直接打磨去掉后进行堆焊。裂纹 长度大于 5 m m 的单个裂纹开 V形 6 0 0坡 口， 裂纹 端点用 V形砂轮修磨。对 于多裂纹 的叶片采用去 掉一部分后 ， 重新拼上大小形状按 叶片实际裂纹大 小做 的模板进行修补。 ( 4 ) 对开好坡 口的叶片进行渗 透探伤 ， 如裂纹 没有挖完 ， 继 续挖 ， 没有 了裂纹 的叶片进 入下一道 工序 。 ( 5 ) 钳工要安装垫板 、 引弧板 、 拉筋护套和热 电 偶 ， 对叶片要进行保温。 ( 6 ) 焊工按焊接工艺进行焊接 。 ( 7 ) 最终热处理 ， 用电加热到 6 8 07 0 0后恒 温 1 h ， 缓冷 。 ( 8 ) 外观检查。不允许有表面裂纹 、 汽孔 、 咬边 等缺陷。 ( 9 ) 硬度检验 、 x射线检验。 ( 1 0) 钳工根据叶形模板 ， 用旋转锉、 磨光机等 工具将叶片打磨成型。 ( 1 1 ) 对打磨完的叶片进行渗透探伤 。 ( 1 2 ) 钎 焊面的清理准备 、 挂银 ， 合金片 的准备 挂银 。 ( 1 3 ) 钎焊合金片并进行修整。 ( 1 4 ) 全面检查并调整拉筋 。 5 施工工期 在钳工打磨坡 口的同时 ， 焊工进行培训及焊接 材料的制备( 包括拼条的调质热处理 ) ， 其工艺为加 热至1 0 0 0恒温 3 0 mi n ， 油淬 ， 回火 7 0 0恒温 3 0 ra i n空 冷 。 焊接 开始 后 ， 热处 理 、 检 验及 修 磨 工 作 同时 进行 。 总工期控制在 2 5 d内完成 。必要时分 3班进行 工作 。 6 结束语 在检修中， 应按该工艺进行组织施工 ， 论述了低 压转子末级叶片裂纹 的处理过程和