凝汽器钛管的返修工艺的制作方法

文档序号:11607454阅读:905来源:国知局

本发明属于焊接领域,具体的是凝汽器钛管的返修工艺。



背景技术:

凝汽器是用来冷却汽轮机低压缸排汽口,降低排汽口的温度和压力提高汽轮机的转速,以达到需要的发电功率。钛管板则是凝汽器的核心部分,沿海工程都是采用海水作为冷却剂进行冷却,海水从钛管内流过冷却管周围的低压缸排汽口,必须保证海水与排汽弯曲分开,所以钛管不能泄漏,否则将影响凝结水的水质,故钛管板施工的优劣直接影响到汽轮机的运行状况和发电机的发电功率。而钛管板施工中最难控制的和最容易出现的问题是在焊接上,而其中的返修工艺就显得尤为重要。目前,返修中的焊接与制作中的焊接工艺一样,故,制作中出现的焊接问题,保留在返修焊接中,造成返修次数增多,一次性通过率低。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种凝汽器钛管的返修工艺,以提高一次性返修合格率。

本发明采用的技术方案是:凝汽器钛管的返修工艺,包括以下步骤:

1)、清除缺陷:包括清根裂纹、清理钛板和钛管上的杂质和清除焊瘤;

2)、有电流衰减和延时保护的手动焊机,采用分区对称焊接进行手工补焊;焊接电流为70—90a,氩气提前时间为3-5s,氩气流量为6-8l/min,焊接时层间温度小于或者等于200℃,焊接速度为7.5-10cm/min;

3)、焊后检查,若缺陷存在,则重复上述步骤。

进一步的,优选的,步骤2)之前,先确定手工焊接参数,其具体操作为,先用手工焊和降低氢气保护的方式在练习管上制造出了一组裂纹;接着,用磨光机去除裂纹缺陷,并将裂纹区清洗干净;然后采用高频脉冲手工钨极氩弧焊在一组不同焊接参数下对一组裂纹进行一一补焊,该一组不同焊接参数均处于步骤1)中的焊接参数范围内;最后,采用渗透探伤的方式对修补后裂纹进行无损探伤,选出质量满足要求的修补后的裂纹,该修补后的裂纹对应的焊接参数即补焊参数。

进一步的,步骤1)中,清根裂纹的步骤为:首先,使用磨光机将裂纹完全清除;然后,用丙酮清洗清根后的裂纹区域;清除焊瘤的步骤为:首先,用硬质合金旋转锉将焊瘤磨掉,接着使用胀管器重新胀管,最后用丙酮清洗锉磨后的焊瘤区域。

进一步的,步骤2)中,气孔补焊时,钨极尖直接对准气孔区域起弧,待气孔熔化后立即停弧,停弧后用氩气对补焊点进行降温3-6s后将氩弧移开。

进一步的,步骤3)的具体操作为,待焊口冷却后,进行首次检查;24小时后进行再次检查。

进一步的,所采用的氩气的纯度大于或者等于99%。

本发明的有益效果是:该发明,采用氩气提前时间为3-5s和氩气流量为6-8l/min对保障焊接区域熔池及高温热影响区形成保护效果,避免空气中氧、氮、氢等的污染而导致钛金属塑性和韧性的下降。通过清除已有缺陷避免钛表面形成有害的钛铁化合物和碳化物;焊接中采用70—90a的小电流工艺参数,防止焊接接头晶粒粗大。最终确保了补焊质量,消除了焊接缺陷,使补焊一次性合格率达99.99%以上。

具体实施方式

凝汽器钛管的返修工艺,包括以下步骤:

1)、清除缺陷:包括清根裂纹、清理钛板和钛管上的杂质和清除焊瘤;

2)、有电流衰减和延时保护的手动焊机,采用分区对称焊接进行手工补焊;焊接电流为70—90a,氩气提前时间为3-5s,氩气流量为6-8l/min,焊接时层间温度小于或者等于200℃,焊接速度为7.5-10cm/min;

3)、焊后检查,若缺陷存在,则重复上述步骤。

该发明,采用氩气提前时间为3-5s、氩气流量为6-8l/min及层间温度小于或者等于200℃对保障焊接区域熔池及高温热影响区形成保护效果,避免空气中氧、氮、氢等的污染而导致钛金属塑性和韧性的下降;焊接速度为7.5-10cm/min便于焊渣有足够时间逸出,避免出现气孔、夹渣及裂纹等缺陷;通过清除已有缺陷避免钛表面形成有害的钛铁化合物和碳化物;焊接中采用70—90a的小电流工艺参数,防止焊接接头晶粒粗大;最终确保了补焊质量,消除了焊接缺陷,使补焊一次性合格率达99.99%以上。

优选的,步骤2)之前,先确定手工焊接参数,其具体操作为,先用手工焊和降低氢气保护的方式在练习管上制造出了一组裂纹;接着,用磨光机去除裂纹缺陷,并将裂纹区清洗干净;然后采用高频脉冲手工钨极氩弧焊在一组不同焊接参数下对一组裂纹进行一一补焊,该一组不同焊接参数均处于步骤1)中的焊接参数范围内;最后,采用渗透探伤的方式对修补后裂纹进行无损探伤,选出质量满足要求的修补后的裂纹,该修补后的裂纹对应的焊接参数即补焊参数。

通过试验确定焊接参数,消除了个体差异的影响,确保了手工焊接质量。

优选的,步骤1)中,清根裂纹的步骤为:首先,使用磨光机将裂纹完全清除;然后,用丙酮清洗清根后的裂纹区域;清除焊瘤的步骤为:首先,用硬质合金旋转锉将焊瘤磨掉,接着使用胀管器重新胀管,最后用丙酮清洗锉磨后的焊瘤区域。

发现裂纹后使用磨光机将裂纹完全清除,否则补焊后深处的裂纹可能会在经过几个小时后慢慢延伸至表面,造成新的裂纹。挖补后的裂纹区域进行检查,确认已彻底清除后才可进行补焊,

焊瘤产生原因主要是胀管不严或自动焊机同轴度不够,焊枪偏离钛管中心线导致的。焊瘤与未熔合缺陷位置一般较深,有的焊瘤在离管口较远的地方,补焊位置较难,并且由于钛管较薄,补焊时容易将钛管烧损,位置越往里,补焊越困难的结果。焊瘤与未熔合缺陷补焊前,应先用硬质合金旋转锉将焊瘤磨掉,然后使用胀管器重新胀管,再用丙酮清洗后进行补焊。

钛是一种活性金属,高温下与氧、氮、氢的反应速度较快,在300℃以上快速吸氢,在600℃以上快速吸氧,700℃以上快速吸氮,在空气中钛也很容易氧化。随着氧、氮、氢等气体含量在钛中的增加,钛的塑性和韧性将会大幅下降,在焊接时熔池以及刚凝固的焊缝金属和高温热影响区,如不能受到有效的保护,则容易受到空气海水等杂质的污染,也可能会引起金属的脆化,这时在焊接应力的作用下就容易产生裂纹缺陷。为了焊接熔池以及刚凝固的焊缝金属和高位热影响区形成良好的保护,优选的,步骤2)中,气孔补焊时,钨极尖直接对准气孔区域起弧,待气孔熔化后立即停弧,停弧后用氩气对补焊点进行降温3-6s后将氩弧移开。在其他条件均相同的前提下,停弧后用氩气对补焊点进行降温3-6s后将氩弧移开出现裂纹的概率比停弧后直接将氩气移开减小了一倍。

为了确保无延迟裂纹,步骤3)的具体操作为:待焊口冷却后,进行首次检查;24小时后进行再次检查,若存在裂纹则进行进一步修补。

为了进一步确保对熔池以及刚凝固的焊缝金属和高位热影响区形成良好的保护,避免保护失效,产生氢致裂纹,氧化等缺陷,作为优选,所采用的氩气的纯度大于或者等于99%。在氩气的纯度大于或者等于99%下进行焊接,保护失效的概率为零。



技术特征:

技术总结
本发明凝汽器钛管的返修工艺,属于焊接领域,目的是提高一次性返修合格率。包括以下步骤:1)、清除缺陷;2)、用有电流衰减和延时保护的手动焊机,采用分区对称焊接进行手工补焊;焊接电流为70—90A,氩气提前时间为3‑5s,氩气流量为6‑8L/min,层间温度小于或者等于200℃,焊接速度为7.5‑10cm/min;3)、焊后检查。该发明,采用氩气提前时间为3‑5s和氩气流量为6‑8L/min对保障焊接区域熔池及高温热影响区形成保护效果,避免空气中氧、氮、氢等的污染而导致钛金属塑性和韧性的下降。通过清除已有缺陷避免钛表面形成有害的钛铁化合物和碳化物;焊接中采用70—90A的小电流工艺参数,防止焊接接头晶粒粗大。最终确保了补焊质量,消除了焊接缺陷,使补焊一次性合格率达99.99%以上。

技术研发人员:牟小楠;文君;王凯
受保护的技术使用者:山东电力基本建设总公司
技术研发日:2017.05.15
技术公布日:2017.08.04
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