專利名稱：一種用司太立合金焊接汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面的焊接方法。
背景技術(shù)：
在汽輪機(jī)行業(yè)中，超臨界機(jī)組主蒸汽進(jìn)汽插管長(zhǎng)期在超臨界工況下工作(工作溫度566℃，壓力24.2MPa)，由于受高速氣流的沖刷和震動(dòng)作用，容易在插管與前汽缸相連處造成損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有超臨界機(jī)組主蒸汽進(jìn)汽插管外表面受高速氣流的沖刷和震動(dòng)，使汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管與前汽缸相連處破損壞的問(wèn)題，提出了一種用司太立合金焊接汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面的方法，解決該問(wèn)題的具體技術(shù)方案如下本發(fā)明用司太立合金焊接汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面的方法步驟如下步驟一、按設(shè)計(jì)要求對(duì)汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面進(jìn)行車削加工；步驟二、將經(jīng)步驟一加工后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行著色探傷，確定無(wú)任何影響焊接質(zhì)量的缺陷；步驟三、將經(jīng)步驟二的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)溫度達(dá)到400～700℃范圍時(shí)在汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面堆敷司太立合金，采用氬弧焊方法進(jìn)行焊接，焊接電流為220～320A，氬氣流量為24～28L/min，轉(zhuǎn)胎速度為7r/min，送絲速度為28～48(由自動(dòng)氬弧焊機(jī)顯示數(shù)字控制)，道間距10.0mm，對(duì)焊區(qū)為汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管下端長(zhǎng)度為540mm的外圓表面進(jìn)行焊接，焊接時(shí)要分兩層進(jìn)行，層間焊接溫度控制在400～700℃；步驟四、將經(jīng)步驟三焊后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，將汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管升溫至530～600℃時(shí)，保溫1～4小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至180～250℃，保溫20～40分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至630～700℃，保溫3～6小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至80～150℃，保溫20～40分鐘后，在以每小時(shí)55℃升溫至630～700℃，保溫3～6小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至80～150℃，保溫20～40分鐘；步驟五、將經(jīng)步驟四熱處理后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管按設(shè)計(jì)要求的尺寸進(jìn)行車削加工；步驟六、將經(jīng)步驟五后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行著色探傷。
本發(fā)明采用氬弧焊方法對(duì)汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管的外圓表面焊接司太立合金，大幅度地提高了汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管產(chǎn)品的耐蝕性、耐沖刷和抗震動(dòng)的能力，插管的使用壽命提高了2倍，成本是原汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管的50％。


圖1是實(shí)施方式一中汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管焊接前剖視圖，圖2是實(shí)施方式二中熱處理過(guò)程的曲線圖，圖3是實(shí)施方式一中汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管焊接司太立合金后的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式用司太立合金焊接汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面的方法由下列步驟實(shí)現(xiàn)步驟、按設(shè)計(jì)要求(見(jiàn)圖1)對(duì)汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管(材質(zhì)1Cr9MoVNbN)外表面進(jìn)行車削加工；步驟二、將經(jīng)步驟一加工后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行著色探傷，確定無(wú)任何影響焊接質(zhì)量的缺陷；步驟三、將經(jīng)步驟二的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)預(yù)熱溫度達(dá)到400～700℃范圍時(shí)在汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外圓表面堆敷司太立合金(司太立合金的化學(xué)成分見(jiàn)表1)，采用氬弧焊方法進(jìn)行焊接，焊接電流為220～320A，氬氣流量為24～28L/min，轉(zhuǎn)胎速度為7r/min，送絲速度為28～48(由自動(dòng)氬弧焊機(jī)顯示數(shù)字控制)，道間距10.0mm，對(duì)焊區(qū)為汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管下端長(zhǎng)度為540mm的外圓表面進(jìn)行焊接，焊接時(shí)分兩層進(jìn)行，因司太立合金一次不能堆敷過(guò)多，層間焊接溫度控制在400～700℃，焊接第一層時(shí)操作要謹(jǐn)慎，采用小規(guī)范，盡量減小基體金屬的熔深，焊接布道均勻，要平滑過(guò)渡，按設(shè)計(jì)尺寸焊接，焊接過(guò)程中注意加強(qiáng)自檢，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)清除、修補(bǔ)，最終使汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外圓表面焊接一層厚度大于1mm的司太立合金；對(duì)汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行預(yù)熱的目的，一方面是為了防止熔敷層和基體金屬產(chǎn)生裂紋，另一方面是為了防止增加基體金屬的熔深，減小稀釋率；步驟四、將經(jīng)步驟三焊后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，將汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管升溫至530～600℃時(shí)，保溫1～4小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至180～250℃，保溫20～40分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至630～700℃，保溫3～6小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至80～150℃，保溫20～40分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至630～700℃，保溫3～6小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至80～150℃，保溫20～40分鐘(見(jiàn)圖2)。焊后的回火處理不但起到去除焊接應(yīng)力，防止焊接裂紋產(chǎn)生的作用，同時(shí)對(duì)堆敷層金屬及熱影響區(qū)都有一定的影響，即改善了熱影響區(qū)組織，細(xì)化晶粒，降低硬度，又發(fā)揮了堆焊層鈷基硬質(zhì)合金的析出強(qiáng)化特性，堆敷層硬度較常規(guī)回火處理有明顯提高；步驟五、將經(jīng)步驟四熱處理后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管按設(shè)計(jì)要求的尺寸(如圖3)對(duì)汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外圓表面焊接的司太立合金進(jìn)行車削加工至為1mm時(shí)為止；步驟六、將經(jīng)步驟五后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行著色探傷。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于將經(jīng)步驟三焊后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，將汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管升溫至580℃時(shí)，保溫2小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至230℃，保溫30分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至680℃，保溫4小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至130℃，保溫30分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至680℃，保溫4小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至130℃，保溫30分鐘(見(jiàn)圖2)。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于將經(jīng)步驟三焊后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，將汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管升溫至530℃時(shí)，保溫1小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至180℃，保溫20分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至630℃，保溫3小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至80℃，保溫20分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至630℃，保溫3小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至80℃，保溫20分鐘。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于將經(jīng)步驟三焊后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，將汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管升溫至600℃時(shí)，保溫3小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至250℃，保溫40分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至700℃，保溫5小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至150℃，保溫40分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至700℃，保溫5小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至150℃，保溫40分鐘。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
司太立合金的化學(xué)成分見(jiàn)表1表1重量％

權(quán)利要求
1.用司太立合金焊接汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面的方法，其特征在于該方法的步驟如下步驟一、按設(shè)計(jì)要求對(duì)汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面進(jìn)行車削加工；步驟二、將經(jīng)步驟一加工后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行著色探傷，確定無(wú)任何影響焊接質(zhì)量的缺陷；步驟三、將經(jīng)步驟二的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)溫度達(dá)到400～700℃范圍時(shí)在汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面堆敷司太立合金，采用氬弧焊方法進(jìn)行焊接，焊接電流為220～320A，氬氣流量為24～28L/min，轉(zhuǎn)胎速度為7r/min，送絲速度為28～48(由自動(dòng)氬弧焊機(jī)顯示數(shù)字控制)，道間距10.0mm，對(duì)焊區(qū)為汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管下端長(zhǎng)度為540mm的外圓表面進(jìn)行焊接，焊接時(shí)要分兩層進(jìn)行，層間焊接溫度控制在400～700℃；步驟四、將經(jīng)步驟三焊后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，將汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管升溫至530～600℃時(shí)，保溫1～4小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至180～250℃，保溫20～40分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至630～700℃，保溫3～6小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至80～150℃，保溫20～40分鐘后，在以每小時(shí)55℃升溫至630～700℃，保溫3～6小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至80～150℃，保溫20～40分鐘；步驟五、將經(jīng)步驟四熱處理后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管按設(shè)計(jì)要求的尺寸進(jìn)行車削加工；步驟六、將經(jīng)步驟五后的汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管進(jìn)行著色探傷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用司太立合金焊接汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面的方法，其特征在于汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管熱處理過(guò)程為，升溫至580℃時(shí)，保溫2小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至230℃，保溫30分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至680℃，保溫4小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至130℃，保溫30分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至680℃，保溫4小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至130℃，保溫30分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用司太立合金焊接汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面的方法，其特征在于汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管熱處理過(guò)程為，升溫至530℃時(shí)，保溫1小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至180℃，保溫20分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至630℃，保溫3小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至80℃，保溫20分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至630℃，保溫3小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至80℃，保溫20分鐘。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用司太立合金焊接汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面的方法，其特征在于汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管熱處理過(guò)程為，升溫至600℃時(shí)，保溫3小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至250℃，保溫40分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至700℃，保溫5小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至150℃，保溫40分鐘；在以每小時(shí)55℃升溫至700℃，保溫5小時(shí)；在以每小時(shí)25℃降溫至150℃，保溫40分鐘。
全文摘要
一種用司太立合金焊接汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面的方法，涉及汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管外表面的焊接方法。它解決了現(xiàn)有超臨界機(jī)組主蒸汽進(jìn)汽插管外表面受高速氣流的沖刷和震動(dòng)，使汽輪機(jī)主蒸汽進(jìn)汽插管與前汽缸相連處破損壞的問(wèn)題。方法為1.對(duì)插管外表面進(jìn)行車削；2.對(duì)步驟一進(jìn)行著色探傷；3.將經(jīng)步驟二的插管進(jìn)行預(yù)熱，在插管外表面堆敷司太立合金，采用氬弧焊進(jìn)行焊接；4.將經(jīng)步驟三的插管進(jìn)行去應(yīng)力熱處理；5.將經(jīng)步驟四的插管進(jìn)行車削；6.將經(jīng)步驟五后的插管進(jìn)行著色探傷。本發(fā)明采用氬弧焊方法對(duì)插管的外圓表面焊接司太立合金，大幅度地提高了插管的耐蝕性、耐沖刷和抗震動(dòng)的能力，延長(zhǎng)了插管的使用壽命，降低了成本。
文檔編號(hào)B23K9/04GK1759978SQ200510010528
公開(kāi)日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者劉長(zhǎng)江, 陳麗娟, 張麗艷, 李全華 申請(qǐng)人:哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司