宋传伟+孙喜龙

（身份证号：210283198701067214；身份证号：210283199005201912）

【摘要】文章主要对135mw汽轮发电机组的相关情况进行了概述，通过对汽轮机低气压内缸的检修和维护，发现缸体结合面由于相应的设计构造，缸体铸造的初始质量，在长期的高温作用下导致了裂纹的产生，并就汽轮机低压内缸结合面裂纹的修复和焊接技术的方法上作出了相应的探讨分析。

【关键词】135MW汽轮机；裂纹；修复方法

一、内容概述

通过对我发电有限公司N125-135＼535汽轮发电机组的研究分析了解到，此机组为国产的135MW汽轮发电机组，汽轮机低压内缸体在正常工作情况下的温度将近达到300度，在某次检修维护过程中检查发现低压内缸结合面出现了大量的裂纹。缸体的铸造材料为珠光体耐热铸钢，由于裂纹在很大程度上会影响机组的正常工作的运行，就必须做到对缸体结合面裂纹产生的原因进行分析，避免缸体在气密性造成漏风现象的发生，继而导致更大问题的出现。

二、分析裂纹产生的原因

通过对汽轮机的分析，汽轮机的气缸体由于它的结构相对复杂，加上所承受的温度较高、壁厚等特点，在铸造过程中通常采用铸钢材料。铸钢在性能上面具有低成本、减震性能高、耐磨抗腐蚀性能强等特点，因而被广泛的应用到汽轮缸体的铸造的使用材料。然而，铸钢材料在高温作业的环境当中，导热膨胀系数非常的大，从而极易造成气缸结合面出现裂纹的情况，同时裂纹多数出现在缸体厚度大、圆角半径小的部位。分析研究可知，造成气缸裂纹出现的原因不仅仅是铸造材料的问题，气缸的结构、温度的差异性和应力的作用都在一定程度上会导致裂纹的产生。

气缸在长时间高温作业下，会出现较大的蠕变脆性，伴随着持久塑性的减弱，铸钢的应力将会大大加强，在这种情况下就极易造成裂纹的出现。据此我们可知通过减少气缸的蠕变脆性来降低缸体的应力，可以实现增强气缸的使用寿命。另外气缸的缸体构造也是裂纹产生的重要原因，由于气缸厚度的梯度大的部分应力相对较为集中，受高温膨胀的影响，极易出现裂纹并出现裂纹扩张。

气缸铸造的过程中，由于锻造过程中存有气孔的出现，加上其他非金属杂质的参杂，如沙子、残渣等无关性杂物的参入，造成了局部之间导热系数不均，从而使得材料应力不断增强。同时，运动方面所造成的影响也不能忽视，气缸本身在高温作业当中，由于温度波动不断改变继而产生相应的热应力，在热应力和蠕变的相互作用下，也非常容易造成裂纹的出现。

三、低压缸材料性能的特点

珠光耐热合金铸钢，通常在四百八十度以下的工作环境下进行铸件，如汽轮机的气缸、隔板以及蒸汽管道阀门等部件都是在此相关温度下进行铸造的。就当前国产的汽轮机缸体都具有优良的综合性力学性能，在和抗高温和耐腐蚀方面也表现的强度较大，另外在检修维护过程当中还具有很好的焊接性能，一般在焊接前预热至温度到三百度左右即可，过后进行高温回火即可。

四、裂纹焊接修复的相关措施

（一）裂纹的清除处理

进行的对内缸结合面的裂纹清楚处理工作，是为了更好的进行接下来的焊接工作，对于裂纹的清除可以采用碳弧气刨对相关部分的裂纹进行挖掘，当这项挖掘工作结束以后，在运用角砂轮机机进行对裂纹渗碳层的打磨清理，在打磨清碳过程中需要注意凹坑的宽度不宜过大，且必须将结合面打磨出具有一定的金属光泽。另外在进行焊接时补焊的金属材料不宜过多，避免焊接金属过多造成焊接应力的增加。

（二）清理和复查

当清理打磨工作完成以后，还需进行必要的复查处理，复查的方法一般采用目视和渗透探伤的办法进行检测查找，复查的原因是为了避免残余裂纹的存下。当复查发现有坡口边缘有着严重的缺陷问题，并且存有大量的非金属杂质夹杂时，就以此可以断定缸体的材质存在相关的质量问题，这种问题极有可能影响后期的焊接工作。因此，必须在复查完成后进行相关情况的记录，以便于后期的检修和维护工作。

（三）焊接前期的准备工作

对于焊接准备前工作，首先是要对坡口进行加工处理，一般把坡口加工成凹陷的U形，原因是凹形便补焊，且不存在钝边和相关的间隙。需要说明的是坡口的宽度不宜过大，一般不能超过二十毫米，当坡口加工完毕之后，善后工作也非常重要，必须及时清除坡口周围的铁锈、油污和其他无关的杂质，保证坡口以及坡口周围显露金属光泽。

焊接前还需进行内缸结合面的预热工作，通常预热一般采用氧-乙炔火焰對焊接部位及其周围进行相应的 加热处理，加热的温度一般在二百度左右，焊接前进行预热处理的原因是，一方面预热可以有效的清除残留在金属表面的油污和相关的非金属杂质，确保无关物质在高温预热下消失殆尽。另一方面是预热能够确保局部地区温度均匀，降低热应力的分布状况，从而达到有效降低裂纹再次产生的可能性。在进行预热过程中还需做到缓慢均匀，确保局部区域温差均匀，避免引起热应力的发生出现新的裂纹。

（四）焊接操作应该注意的相关事项

在进行坡度焊接时，可以采用多层多道的焊接方法，焊接的时间不能太慢，同时在焊接过程中，避免焊层的剥离出现新的裂缝，可以先用A507的焊条进行一层过渡焊接层处理。同时在焊接过程中还需严格的控制焊接温度，确保温度控制在一百度以内。控制相应焊接温度是避免造成焊接部位局部温度过高，出现层间接头分离的状况发生。焊接时要保证每一根焊条焊接结束完毕之后，进行焊条清渣工作，锤击焊缝。同时对焊缝的锤击也要做到规范科学，确保锤击过程中尽量释放焊接的残余应力，避免后期因应力的存在出现新的裂纹。

五、结束语

上所述的相关问题，机组在运行过程中，通过一次开杠大修的机会，对气缸前期相关的焊接部分进行认真的观察分析，所得到的结果是没有出现新的裂纹扩展的情况发生，焊接效果依然完好如初，这也再次检验了以上修复气缸裂缝的焊接方法是完全行之有效的。

参考文献：

[1]王立新，孙常明，鲁玉龙等.600MW汽轮机高压内缸裂纹的焊接修复[J].内蒙古电力技术，2010，28（z2）：9496

[2]邢利胜.135MW汽轮机低压内缸结合面裂纹的修复[J].金属加工（热加工），2014，（24）：3435

[3]肖峰，丁建生，宋永辉等.ZG15Cr1Mo1V型缸体材料裂纹焊接修复[J].铸造技术，2012，33（8）：971974

作者简介：宋传伟（1987.01-），男，辽宁庄河人，毕业于沈阳理工大学材料成型及控制工程专业，研究方向：低压缸焊接；

孙喜龙（1990.05-），男，辽宁庄河人，毕业于大连海洋大学机械设计制造及其自动化专业，研究方向：发电低压缸加工。