大坝发电有限责任公司在2#机小修时发现左高压调节门(3号8号) 阀壳有较为严重的裂纹存在,共有7只螺孔裂纹贯穿整个螺孔。在工期短、返厂不可能的情况下,经大坝电厂、上海汽轮机有限公司共同讨论,根据现场的实际情况,选择冷焊法,在专家现场指导下实施检修。
一、左高压调节门(3号8号) 阀壳存在的问题2#机小修时发现3号、8号高压调节门有较为严重的裂纹存在,共有7 只螺孔裂纹贯穿整个螺纹孔。其中8号高压调节门有5条裂纹贯穿整个螺纹孔,3号高压调节门有2条裂纹贯穿整个螺纹孔,如图1所示
二、裂纹处理工艺
1. 裂纹的挖除
( 1) 首先渗透探伤确认裂纹的具体位置、长度及形状,然后用磁力钻逐个扩去有裂纹螺孔的全部螺纹,加工深度为55mm (不超过螺孔深度) ,孔径扩至50mm( 避免以后重新加工的螺纹在热影响区上),然后对剩余的较小裂纹用合适的钻头钻去裂纹。在加工中认真观察,未见裂纹,应进行渗透探伤,确认裂纹已*去除后,停止机械加工。
( 2) 手工打磨去除剩余的个别裂纹并修整焊补区,打磨坡口,去除影响焊接质量的毛刺、尖角、使焊补区根部呈圆弧状R>5mm,焊补区周围母材打磨一定的斜度,约10~15°,如图2 所示。
2. 准备工作
( 1) 测量阀壳4个内孔(204+0.0450 mm) 的尺寸,每个孔测量8点,4个数值,根据测量尺寸配作4个直径尺寸过盈量为0.01 ~0.03mm 的堵头,然后用铁板盖住扩散器口,以免焊接及机加工时造成异物进入系统,给机组的安全经济运行造成隐患,并在3号、8号高压调节门内腔填充保温隔热材料。
( 2) 准备预热设备,包括电加热板、电加热绳、温度控制箱及热电偶、表面测温计、风动锤击工具和直流300A焊机。
( 3) 设计加工高调门M42×3螺孔定位胎具及一头M42×3另一头M20的紧固螺栓,加工M42×3工艺螺钉保护完好无裂纹的螺孔,具体设计尺寸如图3所示。
( 4) 根据M42×3内螺纹加工工艺和质量要求,订购M39.5 ×3、M40×3、M40.5 ×3 、M41×3、M41.5×3、M42×3头锥、M42×3二锥各两副,并制作攻丝铰杠。
3. 焊补工艺要求
( 1) 焊前局部电加热板预热,外表面及法兰面采用电加热板覆盖,内孔采用自制的“加热棒” 加热(在钢管外缠绕加热绳),预热温度约为200 ℃。
( 2) 采用焊条电弧焊直流反接的焊接方法。焊条选用A407(2.5mm和3.2mm),使用前按要求烘干,焊条应装入保温桶中,随用随取,以免暴露在大气中吸潮。
( 3) 焊接电流的选用。2.5mm 焊条采用80~110A,3.2mm焊条采用110~150A。
( 4) 在焊接过程中尽量采用热敷冷焊法,即首先在整个坡口面堆敷一层A407,然后逐层逐道焊接,*层焊接时预热温度约在200℃,剩余各层的层间温度不得高于100℃,严禁过热。
( 5) 补焊采用多层多道焊,每层焊缝厚度≤3mm,焊条尽量不作摆动,单道焊缝宽度≤5mm,多层焊道如图4 所示。
( 6) 为改善焊接变形及焊接残余应力状况,尽量采用小规范施焊,每一层焊缝尽量薄,层间要仔细清渣。除*层和zui后一层外,层间均应进行锤击,锤击覆盖率不低于80 % ,锤击时不要锤击熔合线部位。
( 7) 在未完成全部焊接工作时,如果中间需中止焊接,应对焊接区域进行加热保温,温度约为250℃。
( 8) 焊后在焊补区周围焊接退火焊道;焊后去氢,约250℃恒温不少于2h,然后随保温缓冷。
( 9) 焊接过程中,应认真检查每一层焊缝质量,不允许有气孔、夹渣、裂缝( 弧坑裂缝) 及未熔合等缺陷,发现缺陷,一定要打磨去除后才能继续焊接。图5为调节门补焊后探伤图。
4. 机加工工艺
( 1) 手工打磨修整焊补区域,并及时用研磨工具检验,以保证各部分几何精度与原图样要求符合。
( 2) 以止动圈内孔作高调门M42×3螺孔定位胎具的定位基准,先以两个不相连的完好螺栓为基准,旋入定门螺栓,定好高调门M42×3螺孔定位胎具位置,然后用紧固螺栓压紧胎具。
( 3) 以胎具上的孔为基准定位,利用J3C·AD16—49磁座钻进行钻孔加工。为保证加工孔的加工精度,先将42mm钻头装入磁座钻主轴孔中,然后以胎具上的孔为基准定位孔;定好J3C·AD16 —49 磁座钻位置后,先用25钻头钻孔,然后依次用30mm、35mm、38mm、39mm 钻头扩孔;将*装入主轴孔中,并用*顶住丝锥,依次攻M39.5×3、M40×3、M40.5×3、M41×3、M41.5 ×3、M42×3头锥、M42×3二锥螺纹,并在攻螺纹过程中及时反转丝锥,清除孔内和丝锥上的铁屑,浇注充分的冷却液,以提高螺纹的加工精度,保持丝锥良好的切削性能。
( 4) 以同样的方法加工其余6 个孔的螺纹。
三、实施效果
( 1) 渗透探伤,未见异常。
( 2) 经上海汽轮机有限公司专家检验,螺纹孔精度和形位公差均符合质量要求。
( 3) 检修后的高压调节门(3号8号) 阀壳一直安全运用到备件到货后,公司在检修中及时进行了更换,确保了机组安全稳定的运行。