不锈钢转轮室裂纹焊接变形原因分析及预防措施.pdf
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1、61第 46 卷 第 10 期2023 年 10 月Vol.46No.10Oct.2023水 电 站 机 电 技 术Mechanical&ElectricalTechniqueofHydropowerStation0 研究背景某水电站装机 4 台轴流转桨式机组,单机容量 120 MW,水轮机型号为 ZZD345E-LH-850,额定水头 24.5 m,额定转速 76.9 r/min。机组转轮室为0Cr18Ni9Ti 不锈钢分瓣结构,过流面采用不锈钢板模压成型,转轮室加工处理后的设计厚度为 3550 mm。2023 年 4 月开展 3 号机组 C 级检修时发现转轮室+Y 方向约有 6.2 m0.
2、9 m 的大面积空腔,且空腔部位中间有上、下两条较长裂纹,裂纹呈贯穿、错牙现象,上部裂纹呈线性,长约 1.55 m,错牙约1.0 mm,高度距转轮室底部约 0.86 m。下部裂纹呈波浪状,长约 1.9 m,距转轮室底部 0.55 mm,裂纹错牙约 2.0 mm。机组状态为 C 级检修,检修空间和时间上均受限较大,因此,转轮室裂纹采用时效性较强的现地焊缝修补处理,经焊接处理后,转轮室焊接部位及焊缝上球形圆发生较大变形,最大变形量达到 10 mm。1 研究方向焊接后进行盘车检查转轮室间隙,经检查发现转轮室焊缝上下区域 400 mm 内变形较大,最大达到 10 mm 以上。根据现场实际情况和处理过程
3、控制措施,分析焊接后产生较大变形的原因,包括不锈钢焊接变形形式、本次焊接变形主要原因。根据原因分析,从工艺控制措施、焊接材料控制措施、刚性固定措施等方面研究和探讨不锈钢转轮室在焊接过程中的注意事项和变形控制方法。2 焊接施工情况2.1 焊接变形量测量控制对转轮室两条长裂纹做 UT+PT 探伤检测,检测裂纹情况,找到裂纹两端起始点位置,并钻止裂孔,止裂孔孔径 12 mm。动作桨叶,测量桨叶与转轮室间隙,作为焊后转轮室是否变形的参考依据。2.2 焊接坡口坡口为单边“Y”型,实际操作中先利用碳弧棒清根至底部,然后利用钢磨机进行打磨,直至完全露出金属颜色,且无气刨时遗留的碳化痕迹。坡口宽度约 7 mm
4、。2.3 焊前控制(1)将焊接区域及四周 50 mm 范围内的油污、水分等杂质清理干净。(2)因转轮室环境湿度大,转轮室裂纹焊接修复需进行加热处理,加热选用火焰加热,焊接前预热温度控制在 100120;焊接期间温度不超过 180 且不低于 100。(3)焊条选用。焊接材料选用 E309 不锈钢焊条,收稿日期:2023-08-14作者简介:杨应武(1980-),男,高级工程师,从事水轮发电机组检修技术研究工作。不锈钢转轮室裂纹焊接变形原因分析及预防措施杨应武(中电建电力检修工程有限公司,四川 乐山 614013)摘 要:轴流转桨式不锈钢转轮室在长期运行过程中出现裂纹、汽蚀、冲刷等缺陷较为常见。针
5、对这些缺陷一般采用焊接修补方式在现地进行。由于现地受空间、环境的限制,加之不锈钢材质具有焊接变形大、焊缝冷却收缩应力大等特性,因此,控制变形成为现场焊接施工中的重要控制环节。关键词:不锈钢;焊接变形;控制中图分类号:TG457.1文献标识码:B文章编号:1672-5387(2023)10-0061-03D O I:10.13599/ki.11-5130.2023.10.01962第 46 卷水 电 站 机 电 技 术烘焙温度为 200250,烘焙时间为 12 h,随烘随用。烘焙好的焊条放在通电保温(80150)带盖常闭的焊条保温筒内,严禁裸手抓取焊条。2.4 焊接工艺(1)转轮室两条长焊缝采用
6、 SMAW 焊接法,其焊接工艺参数如表 1 所示。表 1 手工电弧焊焊接工艺规范焊接层数焊接方法填充金属极性焊接电流/A焊接电压/V焊接速度/mm/min预热温度/层间温度/型号规格/mm1SMAWE309 2.4DC-10011010151001401001201502002 其他SMAWE309 3.2DC-1201301015120160(2)在裂纹焊接坡口底部使用敲掉药皮后的E309 焊芯作为垫板焊接,使用 E309 不锈钢电焊条进行多层窄道焊,除第一层和盖面层焊道外,其余焊层应用风铲进行锤击,以释放焊接应力。(3)裂纹打底层和盖面焊均使用 3.2 mm 焊条,填充焊使用 4.0 mm
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