一、背景概述

受某電廠委托，北京國電電科院檢測科技有限公司在該廠4號爐A修期間對汽機及鍋爐相關(guān)部件進行金屬監(jiān)督檢驗。

4號機組于1980年投產(chǎn)運行，為自然循環(huán)煤粉鍋爐，旋風(fēng)前置燃燒，液態(tài)排渣，額定蒸發(fā)量 220t/h，過熱器出口溫度540℃，過熱器出口壓力10 MPa.G，鍋爐給水溫度215℃，鍋爐排煙溫度135℃。

二、高壓缸檢驗過程

依據(jù)DL/T 438-2016《火力發(fā)電廠金屬監(jiān)督技術(shù)規(guī)程》15.2.1大型鑄件的金屬監(jiān)督規(guī)定：機組每次A級檢修，應(yīng)對受監(jiān)的大型鑄件進行表面檢驗。本次高壓缸缸體檢驗采用了磁粉檢測。檢測標準選用JB/9630.1-1999《汽輪機鑄鋼件磁粉探傷及質(zhì)量分級方法》，檢驗設(shè)備選用CCFS-Ⅱ型交流磁探儀。磁粉檢驗時發(fā)現(xiàn)6處裂紋缺陷，主要分布在缸體變截面部位，裂紋長度分別為：220mm、150mm、120mm、80mm、95mm、30mm。質(zhì)量等級評定為不允許。

部分缺陷照片如下：

三、缺陷處理方案

1、缺陷清除

缺陷清除之前，使用φ7.5mm鉆頭在裂紋尖端前約5mm處打止裂孔，止裂孔深度為鉆頭直徑的3–5倍。

使用角磨機、直磨機或風(fēng)鏟等機械方法消除缺陷，并用滲透探傷方法給予確認。較大缺陷打磨深度達到95mm后才徹底清除。

2、汽缸材料焊接性分析

汽缸壁厚大、導(dǎo)熱系數(shù)小、剛度大，補焊區(qū)域殘余應(yīng)力大。焊接區(qū)域相對整個汽缸的體積較小，補焊時焊縫金屬在焊接熱循環(huán)的作用下，應(yīng)力無法釋放，在焊縫區(qū)域形成并聚集較大的焊接殘余應(yīng)力，當(dāng)缺陷位于汽缸截面重心兩側(cè)時這種情況尤為嚴重。綜上所述，補焊對應(yīng)力影響較大，應(yīng)著重考慮從焊接工藝方面減小應(yīng)力。

3、制定缺陷修復(fù)工藝

補焊選用焊前不預(yù)熱、錘擊焊縫的工藝，以達到最大限度減少焊接殘余應(yīng)力的目的。對于較大裂紋缺陷，補焊區(qū)容積較大，為防止焊接溫度分布不均和不對稱引起的應(yīng)力，采用焊前不預(yù)熱，多層焊接，控制層間溫度和焊層厚度，焊后錘擊焊道的焊修工藝。

4、施焊

補焊采用同質(zhì)焊條冷補工藝，即使用與母材化學(xué)成分及性能類似的不預(yù)熱E-NiCrFe-3焊條在室溫下補焊，先從坡口底部填充金屬，接著由邊緣施焊將坡口變窄，如此逐層從四周縮小補焊區(qū)域容積，以達到最大面積分散應(yīng)力的目的，使用小規(guī)范焊接電流。

底層補焊完成后，緩冷至室溫，清渣檢查，確認無表面缺陷后進行填充焊接。填充補焊在室溫下進行，采用φ3.2mm及φ2.5mm E-NiCrFe-3焊條多層多道焊，分段退焊，層間溫度控制在100℃以下，收弧時應(yīng)待弧坑填滿后熄弧。

每道焊縫進行跟蹤錘擊，錘痕應(yīng)緊湊，避免重復(fù)，焊接完成后，根據(jù)焊縫位置用砂輪機加工焊縫表面，與母材齊平或圓滑過渡。

嚴格按照焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)書進行工作，不得私自進行。認真執(zhí)行施工程序，上道工序不合格，不允許進行下道工序。

5、檢驗

焊接完成后進行滲透檢驗復(fù)檢，未發(fā)現(xiàn)超標缺陷痕跡顯示，合格。

四、缺陷修復(fù)總結(jié)

汽缸體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均勻，長期運行后，極易在變截面拐角等應(yīng)力集中部位產(chǎn)生裂紋缺陷，此次高壓缸裂紋缺陷均分布在缸體變截面部位。為了保證缸體的安全使用，機組A修停機檢修期間均需對缸體內(nèi)外表面進行檢查，有疑問時進行無損探傷。

本次檢修經(jīng)電廠組織相關(guān)專家精心制定缸體裂紋修復(fù)方案，施工操作人員嚴格按修復(fù)作業(yè)指導(dǎo)書程序打磨、施焊，最終保證了修復(fù)質(zhì)量，為機組的安全穩(wěn)定運行打下良好基礎(chǔ)。