专利名称：一种用司太立合金焊接汽轮机主蒸汽进汽插管外表面的方法
技术领域：
本发明涉及汽轮机主蒸汽进汽插管外表面的焊接方法。
背景技术：
在汽轮机行业中，超临界机组主蒸汽进汽插管长期在超临界工况下工作(工作温度566℃，压力24.2MPa)，由于受高速气流的冲刷和震动作用，容易在插管与前汽缸相连处造成损坏。
发明内容
本发明为了解决现有超临界机组主蒸汽进汽插管外表面受高速气流的冲刷和震动，使汽轮机主蒸汽进汽插管与前汽缸相连处破损坏的问题，提出了一种用司太立合金焊接汽轮机主蒸汽进汽插管外表面的方法，解决该问题的具体技术方案如下本发明用司太立合金焊接汽轮机主蒸汽进汽插管外表面的方法步骤如下步骤一、按设计要求对汽轮机主蒸汽进汽插管外表面进行车削加工；步骤二、将经步骤一加工后的汽轮机主蒸汽进汽插管进行着色探伤，确定无任何影响焊接质量的缺陷；步骤三、将经步骤二的汽轮机主蒸汽进汽插管进行预热，当温度达到400～700℃范围时在汽轮机主蒸汽进汽插管外表面堆敷司太立合金，采用氩弧焊方法进行焊接，焊接电流为220～320A，氩气流量为24～28L/min，转胎速度为7r/min，送丝速度为28～48(由自动氩弧焊机显示数字控制)，道间距10.0mm，对焊区为汽轮机主蒸汽进汽插管下端长度为540mm的外圆表面进行焊接，焊接时要分两层进行，层间焊接温度控制在400～700℃；步骤四、将经步骤三焊后的汽轮机主蒸汽进汽插管进行去应力热处理，将汽轮机主蒸汽进汽插管升温至530～600℃时，保温1～4小时；在以每小时25℃降温至180～250℃，保温20～40分钟；在以每小时55℃升温至630～700℃，保温3～6小时；在以每小时25℃降温至80～150℃，保温20～40分钟后，在以每小时55℃升温至630～700℃，保温3～6小时；在以每小时25℃降温至80～150℃，保温20～40分钟；步骤五、将经步骤四热处理后的汽轮机主蒸汽进汽插管按设计要求的尺寸进行车削加工；步骤六、将经步骤五后的汽轮机主蒸汽进汽插管进行着色探伤。
本发明采用氩弧焊方法对汽轮机主蒸汽进汽插管的外圆表面焊接司太立合金，大幅度地提高了汽轮机主蒸汽进汽插管产品的耐蚀性、耐冲刷和抗震动的能力，插管的使用寿命提高了2倍，成本是原汽轮机主蒸汽进汽插管的50％。
图1是实施方式一中汽轮机主蒸汽进汽插管焊接前剖视图，图2是实施方式二中热处理过程的曲线图，图3是实施方式一中汽轮机主蒸汽进汽插管焊接司太立合金后的剖视图。
具体实施例方式
具体实施方式
一本实施方式用司太立合金焊接汽轮机主蒸汽进汽插管外表面的方法由下列步骤实现步骤、按设计要求(见图1)对汽轮机主蒸汽进汽插管(材质1Cr9MoVNbN)外表面进行车削加工；步骤二、将经步骤一加工后的汽轮机主蒸汽进汽插管进行着色探伤，确定无任何影响焊接质量的缺陷；步骤三、将经步骤二的汽轮机主蒸汽进汽插管进行预热，当预热温度达到400～700℃范围时在汽轮机主蒸汽进汽插管外圆表面堆敷司太立合金(司太立合金的化学成分见表1)，采用氩弧焊方法进行焊接，焊接电流为220～320A，氩气流量为24～28L/min，转胎速度为7r/min，送丝速度为28～48(由自动氩弧焊机显示数字控制)，道间距10.0mm，对焊区为汽轮机主蒸汽进汽插管下端长度为540mm的外圆表面进行焊接，焊接时分两层进行，因司太立合金一次不能堆敷过多，层间焊接温度控制在400～700℃，焊接第一层时操作要谨慎，采用小规范，尽量减小基体金属的熔深，焊接布道均匀，要平滑过渡，按设计尺寸焊接，焊接过程中注意加强自检，发现缺陷及时清除、修补，最终使汽轮机主蒸汽进汽插管外圆表面焊接一层厚度大于1mm的司太立合金；对汽轮机主蒸汽进汽插管进行预热的目的，一方面是为了防止熔敷层和基体金属产生裂纹，另一方面是为了防止增加基体金属的熔深，减小稀释率；步骤四、将经步骤三焊后的汽轮机主蒸汽进汽插管进行去应力热处理，将汽轮机主蒸汽进汽插管升温至530～600℃时，保温1～4小时；在以每小时25℃降温至180～250℃，保温20～40分钟；在以每小时55℃升温至630～700℃，保温3～6小时；在以每小时25℃降温至80～150℃，保温20～40分钟；在以每小时55℃升温至630～700℃，保温3～6小时；在以每小时25℃降温至80～150℃，保温20～40分钟(见图2)。焊后的回火处理不但起到去除焊接应力，防止焊接裂纹产生的作用，同时对堆敷层金属及热影响区都有一定的影响，即改善了热影响区组织，细化晶粒，降低硬度，又发挥了堆焊层钴基硬质合金的析出强化特性，堆敷层硬度较常规回火处理有明显提高；步骤五、将经步骤四热处理后的汽轮机主蒸汽进汽插管按设计要求的尺寸(如图3)对汽轮机主蒸汽进汽插管外圆表面焊接的司太立合金进行车削加工至为1mm时为止；步骤六、将经步骤五后的汽轮机主蒸汽进汽插管进行着色探伤。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于将经步骤三焊后的汽轮机主蒸汽进汽插管进行去应力热处理，将汽轮机主蒸汽进汽插管升温至580℃时，保温2小时；在以每小时25℃降温至230℃，保温30分钟；在以每小时55℃升温至680℃，保温4小时；在以每小时25℃降温至130℃，保温30分钟；在以每小时55℃升温至680℃，保温4小时；在以每小时25℃降温至130℃，保温30分钟(见图2)。其它步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于将经步骤三焊后的汽轮机主蒸汽进汽插管进行去应力热处理，将汽轮机主蒸汽进汽插管升温至530℃时，保温1小时；在以每小时25℃降温至180℃，保温20分钟；在以每小时55℃升温至630℃，保温3小时；在以每小时25℃降温至80℃，保温20分钟；在以每小时55℃升温至630℃，保温3小时；在以每小时25℃降温至80℃，保温20分钟。其它步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于将经步骤三焊后的汽轮机主蒸汽进汽插管进行去应力热处理，将汽轮机主蒸汽进汽插管升温至600℃时，保温3小时；在以每小时25℃降温至250℃，保温40分钟；在以每小时55℃升温至700℃，保温5小时；在以每小时25℃降温至150℃，保温40分钟；在以每小时55℃升温至700℃，保温5小时；在以每小时25℃降温至150℃，保温40分钟。其它步骤与具体实施方式
一相同。
司太立合金的化学成分见表1表1重量％
权利要求
1.用司太立合金焊接汽轮机主蒸汽进汽插管外表面的方法，其特征在于该方法的步骤如下步骤一、按设计要求对汽轮机主蒸汽进汽插管外表面进行车削加工；步骤二、将经步骤一加工后的汽轮机主蒸汽进汽插管进行着色探伤，确定无任何影响焊接质量的缺陷；步骤三、将经步骤二的汽轮机主蒸汽进汽插管进行预热，当温度达到400～700℃范围时在汽轮机主蒸汽进汽插管外表面堆敷司太立合金，采用氩弧焊方法进行焊接，焊接电流为220～320A，氩气流量为24～28L/min，转胎速度为7r/min，送丝速度为28～48(由自动氩弧焊机显示数字控制)，道间距10.0mm，对焊区为汽轮机主蒸汽进汽插管下端长度为540mm的外圆表面进行焊接，焊接时要分两层进行，层间焊接温度控制在400～700℃；步骤四、将经步骤三焊后的汽轮机主蒸汽进汽插管进行去应力热处理，将汽轮机主蒸汽进汽插管升温至530～600℃时，保温1～4小时；在以每小时25℃降温至180～250℃，保温20～40分钟；在以每小时55℃升温至630～700℃，保温3～6小时；在以每小时25℃降温至80～150℃，保温20～40分钟后，在以每小时55℃升温至630～700℃，保温3～6小时；在以每小时25℃降温至80～150℃，保温20～40分钟；步骤五、将经步骤四热处理后的汽轮机主蒸汽进汽插管按设计要求的尺寸进行车削加工；步骤六、将经步骤五后的汽轮机主蒸汽进汽插管进行着色探伤。
2.根据权利要求1所述的用司太立合金焊接汽轮机主蒸汽进汽插管外表面的方法，其特征在于汽轮机主蒸汽进汽插管热处理过程为，升温至580℃时，保温2小时；在以每小时25℃降温至230℃，保温30分钟；在以每小时55℃升温至680℃，保温4小时；在以每小时25℃降温至130℃，保温30分钟；在以每小时55℃升温至680℃，保温4小时；在以每小时25℃降温至130℃，保温30分钟。
3.根据权利要求1所述的用司太立合金焊接汽轮机主蒸汽进汽插管外表面的方法，其特征在于汽轮机主蒸汽进汽插管热处理过程为，升温至530℃时，保温1小时；在以每小时25℃降温至180℃，保温20分钟；在以每小时55℃升温至630℃，保温3小时；在以每小时25℃降温至80℃，保温20分钟；在以每小时55℃升温至630℃，保温3小时；在以每小时25℃降温至80℃，保温20分钟。其它步骤与具体实施方式
一相同。
4.根据权利要求1所述的用司太立合金焊接汽轮机主蒸汽进汽插管外表面的方法，其特征在于汽轮机主蒸汽进汽插管热处理过程为，升温至600℃时，保温3小时；在以每小时25℃降温至250℃，保温40分钟；在以每小时55℃升温至700℃，保温5小时；在以每小时25℃降温至150℃，保温40分钟；在以每小时55℃升温至700℃，保温5小时；在以每小时25℃降温至150℃，保温40分钟。
全文摘要
一种用司太立合金焊接汽轮机主蒸汽进汽插管外表面的方法，涉及汽轮机主蒸汽进汽插管外表面的焊接方法。它解决了现有超临界机组主蒸汽进汽插管外表面受高速气流的冲刷和震动，使汽轮机主蒸汽进汽插管与前汽缸相连处破损坏的问题。方法为1.对插管外表面进行车削；2.对步骤一进行着色探伤；3.将经步骤二的插管进行预热，在插管外表面堆敷司太立合金，采用氩弧焊进行焊接；4.将经步骤三的插管进行去应力热处理；5.将经步骤四的插管进行车削；6.将经步骤五后的插管进行着色探伤。本发明采用氩弧焊方法对插管的外圆表面焊接司太立合金，大幅度地提高了插管的耐蚀性、耐冲刷和抗震动的能力，延长了插管的使用寿命，降低了成本。
文档编号B23K9/04GK1759978SQ200510010528
公开日2006年4月19日 申请日期2005年11月11日 优先权日2005年11月11日
发明者刘长江, 陈丽娟, 张丽艳, 李全华 申请人:哈尔滨汽轮机厂有限责任公司