汽轮机是将蒸汽的动能转换为机械能的机械结构,中压外缸是汽轮机的关键部件之一,由于其质量较大,结构形状复杂,因此,中压外缸缸体通常以铸造为主,使用的材料为ZG15Cr1Mo1、ZG15Cr2Mo1等合金铸钢.我公司生产的35万kW火电汽轮机中压外缸缸体的铸造一般分二段进行,缸体铸件经粗加工或精加工后,经常发现在铸造缸体的上、下端面及外壁上有微裂纹、气孔、夹渣等铸造缺陷,严重影响铸件的产品质量和整个生产周期.若铸件缺陷不能得到及时焊接修复,势必会因铸造缺陷带来安全使用隐患.这一问题在国内普遍存在,应引起我们的足够重视.
根据EN10028-2(2003)国际标准推荐的耐热钢碳当量计算公式CEV=C+(Mn/6)+{(C r+Mo+V)/5}+{(Ni+Cu)/15},得出Z G15C r1M o1的碳当量CEV=0.77.据有关资料介绍,当钢材的CEV>0.45时,表明钢材的淬硬倾向较大,在焊后拘束应力较大、冷却速度较快的条件下,容易产生焊接冷裂纹.因此,在铸件缺陷焊接修复时,需采取焊前预热、焊接过程中锤击焊缝、焊后局部后热处理以及工件整体退火热处理等工艺措施,以防止焊接冷裂纹的产生.同时还应采用较低的热输入,严格控制层间温度,防止晶粒长大,有效控制再热裂纹的产生.
汽轮机中压外缸通常使用高温性能较好的ZG15Cr1Mo1或ZG15Cr2Mo1等合金铸钢材料,热处理状态为调质.我公司35万kW火电汽轮机中压外缸产品采用ZG15Cr1Mo1材料,它属于1.25%Cr-1%Mo型耐热铸钢,该钢种淬透性较好,热强性能高,根据公司内控标准TZL901.17-2002,进行Z G15C r1M o1(δ=38mm)化学成分分析和力学性能试验,结果如表1所示:
由表1可见,ZG15Cr1Mo1铸件C、S、P有害元素控制较严,Cr、Mo元素含量偏限,可有效地确保钢材的热强性能.
1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0统计软件进行数据分析。计量资料以x±s表示，组间比较采用t检验；计数资料以百分比表示，采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
印度紫檀林下种植金花茶的林下经济“双珍”模式不仅有效促进了农民就业增收，带动了当地种植业、加工业、贸易业和旅游业等行业的持续共同发展，加速了社会主义新农村建设的步伐。同时，也使珍稀植物得到保护利用，提高了森林覆盖率，改善了生态环境，有利于保持水土、涵养水源、调节气候，对促进城乡绿化环境起到重要作用。建议在技术上、资金上大力支持此“双珍”模式，促进林下经济快速发展。
国内对于汽轮机中压外缸铸件缺陷的焊接修复,通常采用焊条电弧焊工艺方法.考虑到汽轮机中压外缸为大型铸钢件结构,在铸造过程中容易产生一定的铸造缺陷,从确保铸件缺陷的焊接修复质量和提高生产效率角度考虑,决定选用药芯焊丝富氩混合气体保护焊工艺方法.
表1 ZG15Cr1Mo1化学成分、力学性能
化学成分(质量分数,%) 力学性能C Mn S P Si Cr Ni Cu Mo Al Rm/MPa材料ReL(%)HBW A/MPa ZG15Cr1Mo1(δ=38mm)(标准规定值)0.10~0.18 0.20~0.50≤0.012≤0.020 0.20~0.60 1.00~1.50≤0.50 ≤0.35 0.90~1.20≤0.01 ≥550≥≥34518 170~220 ZG15Cr1Mo1(δ=38mm)(试验值)0.13 0.44 0.001 0.011 0.35 1.40 0.30 0.037 1.13 0.009 618 459 27 193
众所周知,选择耐热钢焊接材料应遵循与母材化学成分相匹配,同时兼顾力学性能的原则.ZG15Cr1Mo1材料为1.25%Cr-1%Mo型耐热钢,根据上述焊材选用原则,选择2.25%Cr-1%Mo型E621T1-B3M耐热钢药芯焊丝,经反复调研,结合以往的生产应用,决定采用天泰焊材(昆山)有限公司TWE-911B3M(φ1.2mm)耐热钢药芯焊丝,并按GB/T 17493-2008《低合金钢药芯焊丝》标准,做了焊丝熔敷金属化学成分、力学性能试验,试验结果如表2所示.
从表2可明白看出,TWE-911B3M药芯焊丝熔敷金属化学成分、力学性能完全满足标准技术要求.
依照ASME IX标准,在汽轮机中压外缸铸造缺陷焊接修复前,进行ZG15Cr1Mo1合金铸钢的焊接工艺评定,制定切实可行的焊接修复工艺措施及工艺规程,用于指导缸体缺陷的焊接修复.
钣金加工工艺是工业领域最为基础的一种工艺，其通过折边机等设备来实现金属的塑性加工，从而将原材料制作成产品供人们使用。由于板金加工工艺对于机械设备、人员操作能力以及加工精度都具有较高的要求，所以高精度的钣金加工工艺属于精密加工、智能工业的领域，甚至成为全球工业现代化发展水平的显著标志。目前国内钣金工艺的整体设备水平相对较低，技术也多采用国外淘汰、半淘汰的技术类型，对于新技术、新工艺具有深切的需求。
试验选用我公司按内控标准生产的Z G15C r1M o1(δ=38mm)材料,试板尺寸及接头形式如图1所示,焊接参数如表3所示.试板焊后经350℃X2h后热处理,然后进行680℃X8h退火热处理,如图2所示.接头力学性能试验列于表4中.
从表4可见,ZG15Cr1Mo1铸钢焊接接头抗拉强度达到母材技术标准要求,四件侧弯试样全部合格,表明焊缝致密性较好,焊缝内部质量优良.ZG15Cr1Mo1铸钢焊接接头力学性能试验获得令人满意的结果.
图1 试板尺寸及接头形式示意
图2 试件焊后退火热处理曲线图
表2 E621T1-B3M 化学成分、熔敷金属力学性能
保护气体 化学成分(质量分数,%) 力学性能种类 流量焊丝牌号/L.min-1 C Si Mn P S Cr Mo Rm/MPa /MPa A(%)ReL冲击吸收能量试验温度/℃试验值/J E621T1-B3M(φ1.2mm)(标准规定值)CO2 15 0.05~0.12≤≤≤≤0.801.250.030.03 2.00~2.50 0.90~1.20 620~760≥540 ≥17 - -(φ1.2mm)(试验值) 0.058 0.207 0.866 0.016 0.012 2.09 1.02 705 640 18.5 10 56,80,84 73 TWE-911B3M
表3 工艺评定焊接参数
道层温度/℃类型 流量/L.min-1 极性 数值/A保护气体 焊接电流 电弧电压/V焊接速度/mm.min-1热输入/kJ.cm-1预热温度images/BZ_56_1092_3106_1094_3106.png/℃80%Ar+20%CO2 15~18 直流反接 250~270 27~28 30~51 10~13 250 250~350
表4 接头力学性能
钢材 药芯焊丝 抗拉强度/MPa 弯曲试验(弯轴直径D=45,d=180°)牌号 热处理状态 牌号 直径/mm ZG15Cr1Mo1(δ=38mm) 调质 TWE-911B3M 1.2 643,635 四件侧弯合格
中压外缸是35万kW火电汽轮机的关键部件(见图3),该缸体外径为φ3436mm,内径为φ3296mm,δ=80mm.一般分上、下两部分铸造,上部毛坯重量为41t,下部毛坯重量为47t.在焊接工艺评定合格的条件下,制定了铸件的焊接修复工艺措施及工艺规程,用于指导缸体铸造缺陷的焊接修复.
在铸件缺陷修复前,采用机械加工方法将缺陷清理干净,经表面着色探伤检查确定无缺陷后进行施焊,每焊完一道焊缝要及时快速锤击焊缝,改善应力分布状态,每片缺陷焊完后进行350℃X2h局部消氢处理.在焊接过程中,采用小热输入,进行多道多层焊,铸件缺陷全部焊接修复完成后,进行680℃X8h整体退火处理,铸件补焊区经外观和超声波探伤检查,结果全部达到产品技术要求.
2) 有利于各国重新检视搜救公约或协定与搜救国协调权行使之间的空隙。尽管搜救国之间订立的公约或协定并不能赋予搜救国协调权行使的全部所需规范，但是它确实是这一权利行使的重要依据和实际来源。我国与其他国家之间的救助合作演习的进行与互动，能够使搜救国之间重新审视公约或协定实施的可行性，避免公约或协定的规定落空。在实践的过程中，对于协调权的分配和行使等问题，搜救国之间应该加强相互之间的沟通，以尽可能地明确这一权利的具体行使方式，从而避免因契约与契约权源间的横向竞合所引发的冲突。
图3 350MW 汽轮机中压外缸
依照A S M E I X标准,对Z G 1 5 C r 1 M o 1合金铸钢(δ=38mm)V形坡口,采用TWE-911B3M(φ1.2mm)药芯焊丝混合气体保护焊进行焊接修复工艺评定试验,试验结果均达到相关标准技术要求.根据焊接修复工艺评定试验结果,制定了汽轮机中压外缸铸造缺陷的焊接修复工艺规程,焊出的部件经检查完全满足产品技术要求.
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