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汽輪機主汽閥閥座堆焊工藝
詳細信息

1 引言

    目前國內生產汽輪機廠家所生產的1000MW型汽輪機機組的主汽閥一直依靠東芝公司供貨。但隨著1000MW機組的市場需求不斷增加,將主汽閥進行國產化生產的需求就顯得尤為迫切。由于機組運行中,主汽受高速氣流的沖刷和振動作用,容易造成高壓主汽的閥座部位造成損壞,影響機組安全。設計要求在高壓主汽調節閥的閥座部位堆焊鎳基過渡層與面層司太立合金以增加其耐沖刷及抗振動能力,提高主汽調節閥的使用壽命,保證機組的安全運行。

    超超百萬機組汽輪機主汽閥工況惡劣、技術要求高,而且基體金屬焊接性差,焊接工藝復雜,給堆焊帶來很大困難。經過焊接試驗研究,采用埋弧焊與氣體保護電弧焊(MAG)進行鎳基與司太立合金堆焊的方法,解決了堆焊中的技術問題,保證了高壓主汽調節閥堆焊生產順利進行。

    2 材料

北京pk10开奖网站     超超空冷1000MW機組主汽調節閥材料為ZG1Cr10MoWVNbN,化學成分如表1所示。

北京pk10开奖网站 表1 ZG1Cr10MoWVNbN的化學成分     /% 

    對于ZG1Cr10MoWVNbN鋼的焊接,焊前預熱是防止裂紋產生的有效措施,確定恰當的預熱溫度和保持層間溫度,焊后需要及時熱處理。因此,如此復雜的工藝給堆焊帶來困難,必須通過試驗摸索出焊接工藝。

北京pk10开奖网站     根據高壓主汽調節閥的工作條件,堆焊金屬材料選用過渡層ERNiCr-3與面層Stellite6合金。化學成分如表2、表3所示。

北京pk10开奖网站 表2 ERNiCr-3焊絲化學成分     /%

北京pk10开奖网站 表3 Stellite6硬質合金焊絲化學成分     /%

北京pk10开奖网站     對于1000MW超超臨界百萬機組主汽調節閥材料,ZG1Cr10MoWVNbN是一種高合金馬氏體鋼,由于其高合金含量和較高碳當量,焊接時存在冷裂紋、接頭脆化等問題,焊接性較差。

    3 堆焊方法的選擇

    通過對主汽調節閥整體外購產品的了解,根據我公司實際情況和具備的條件,我們認為可以采用埋弧焊與氣體保護電弧焊(MAG)對主汽調節閥進行堆焊。焊接過程中,要嚴格控制冷卻速度和焊縫擴散氫含量,因此,焊接中必須采取有效的預熱措施以防止裂紋的產生。焊后熱處理是防止延遲裂紋和改善性能的重要措施。結合資料分析和試驗結果擬定了ZG1Cr10MoWVNbN鋼焊接工藝。

    4 焊接工藝制定

    (1)鎳基合金堆焊工藝:焊材選用ERNiCr-3、準2焊絲,焊劑選用Sj14,焊接采用埋弧焊,小規范進行焊接。焊前加熱至100℃~150℃,焊接過程中層間溫度不得高于150℃。焊接工藝參數:焊接電流240~280A,電壓28~32V。焊后立即整體進爐熱處理:溫度740℃±10℃,保溫6h。加工后進行著色檢查(標準按B/Z93.313-03),探傷出現焊接缺陷,必須用旋轉銼清除焊接缺陷,用ERNiCr-3焊絲氬弧焊補焊,然后修磨,保證無缺陷后再進行STELLOY6焊絲的堆焊。

    (2)司太立合金堆焊工藝:焊材選用STELLOY6、準1.2焊絲,焊接采用氣體保護電弧焊(MAG),小規范進行焊接。焊前加熱至350℃~400℃,焊接過程中層間溫度不得低于350℃。焊接工藝參數:焊接電流200~220A,電壓25~29V,氬氣流量20~25L/min。焊后立即整體進爐熱處理:溫度650℃±10℃,保溫6h。加工后進行著色檢查(標準按B/Z93.313-03)。

    5 結論

    通過對堆焊的設備結構到焊材的選擇以及對兩種合金特性的大量試驗,制備了詳細的焊接工藝。試驗件成批加工后進行著色檢查,堆焊表面無任何焊接缺陷,證明堆焊工藝的可行性。目前,通過此種方法已經成功完成了2臺百萬主汽調節閥的堆焊加工,效果良好,為今后進北京pk10开奖网站一步研究打下了基礎,創造了條件。

 

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