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汽轮机叶片拉筋裂纹的修理

2019-01-09 15:14:59 来源:网络 评论:0 点击:

本文从裂纹检查、焊接、焊后消氢及热处理、焊后检验各个方面详细介绍了汽轮机叶片拉筋裂纹的修理。

东方汽轮机厂与加拿大西屋公司合作生产的小汽轮机,额定功率6600kw,型号G66-0.78(8)(西屋公司型号EMM32A3FP)。该机为单轴、单缸、新汽内切换纯凝汽式,蒸汽流量34.34t/h,额定转速5400r/min,相对效率78%,运行转速范围3100-5900r/min,脱扣转速6325+100r/min,蒸汽温度537℃。转子为整锻件,材料为Ni-Cr-Mo-V合金钢,西屋公司牌号为10325GP,转子总长3119.4mm、中心距为2286mm,转子装配叶片后总重量为2996kg,动叶片共有6级,都由不锈钢制成,前三级为冲动式、后三级为反动式,所有叶片均为侧装式,叶根为锯齿形。2001年4月进行小修时,开缸检查发现小汽轮机的第六级即末级叶片拉筋产生裂纹达12处,其中有5处完全断裂,直接威胁机组安全。

1.裂纹检查

拉筋长35mm、宽25mm,中间厚约10mm,边厚约8mm,表面水蚀较粗糙。首先打磨,对整个末级叶片的35个拉筋作全面的渗透检验,检查表面开口缺陷,再根据已出现的裂纹的方向结合X射线透视检验,确保隐患完全查出。

(1)表面渗透检验

表面用专用磨头打磨处理后,用刷涂法施涂渗透液,再用干净不脱毛的布将被检面上多余的渗透剂全部擦净,不得用清洗剂直接在被检面冲洗。显像剂在使用前充分搅拌,施涂应均匀,不要在同一地点反复多次施涂。经检查发现末级叶片的35个拉筋又有9个拉筋显示裂纹。

(2)X射线拍片检查

因拉筋形状不规则,故将300mm×80mm的爱柯华胶片连同300mm×80mm的铅增感屏沿长度方向6等分成80mm×50mm小胶片和配套小增感屏,并裁制大小适合的屏蔽铅板。经检查又发现3个拉筋存在细丝状裂纹,针对宏观目视、渗透、射线拍片等综合检查,共发现24处裂纹。

2.焊接

叶片拉筋的材料为AISI403,此种材料在空冷条件下即可淬硬,加之导热性能差,焊后残余应力大,且有氢脆倾向,焊接性能差,并有明显的回火脆性,因此在焊接过程中及焊接前后的热处理,必须加以重视。采用北京时代公司的氩弧焊机,焊前清理断裂的叶片拉筋,除去锈、圬垢等。打磨焊接坡口,为“X”型,角度为20°-30°。焊接材料为英国进口的焊丝ER309L(相当于AWSER309L),φ1.6、φ2.4mm。

氩弧焊时,氩气纯度≥99.9%。氩弧焊丝使用前用丙酮将油、污等清理干净。引弧时采用引弧板,熄弧时应在弧道上进行收弧。起焊前提前送氩气保护,灭弧后延迟关闭氩气保护,以防止焊缝和热影响区氧化。在时钟“12”点位置焊接正面焊缝,清根,着色检验,转动转子,在时钟“6”点位置焊接反面焊缝。

根部焊接时背面进行充氩保护,打底时电流为90-100A,其余层焊接电流为100-110A。焊接过程中控制层间温度100-150℃,当温度过高时,停止焊接,待焊缝冷却至150℃以下时再进行焊接。焊接过程中不允许出现任何缺陷,若出现立即磨除,再采用原工艺修补。

3.焊后消氢及热处理

叶片拉筋焊接完成并经仔细检查无缺陷后,应立即采用火焰加热法对焊缝进行消氢处理,温度为300-350℃,时间为5min并保温缓冷等待焊后热处理。中国资产管理网

热处理采用远红外加热法进行,为避免加热带直接加热叶片拉筋,应在加热带和叶片拉筋之间垫上铜模板。

热电偶应紧贴叶片拉筋上测温点,测温点位置应能充分代表叶片拉筋的最高温度,在处理的过程中,测温点不能松脱。

热处理加热为<65℃/h,加热到700-735℃时,保温2.5h后以<65℃/h冷却至室温。

4.焊后检验

叶片拉筋修补的表面焊缝进行着色检验,按JB4730-94标准要求评定,1级为合格;内部焊缝作了两次X光射线探伤,按同一叶片拉筋修补焊缝的前后两张底片进行对照,评定结果按GB3323-87标准要求评定,1级为合格。经检验发现6处不合格,有4处是微裂纹,又经处理再检验直到合格为止。叶片拉筋断裂经处理修复后投入运行,已近1年,对叶片拉筋修补处进行目视检查,情况良好。

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