CN101804494B - 超超临界12%Cr钢高中压转子推力盘堆焊工艺方法 - Google Patents
超超临界12%Cr钢高中压转子推力盘堆焊工艺方法 Download PDFInfo
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Abstract
超超临界12％Cr钢高中压转子推力盘堆焊工艺方法，它涉及一种转子推力盘堆焊方法。本发明为解决转子推力盘与轴瓦之间产生粘着烧结，引起轴系异常，危及转子乃至机组安全运行的问题。方法：一、对第一待堆焊端面、第二待堆焊端面和轴颈进行焊前加工；二、各加工面着色探伤；三、转子装配到专用堆焊设备转动装置上；四、各加工面预热；五、对第一待堆焊端面和第二待堆焊端面堆焊；六、对第一堆焊面和第二堆焊面去应力热处理；七、对第一堆焊面、第二堆焊面、轴颈、第一推力盘的外径表面和第二推力盘的外径表面进行堆焊后的车削精加工；八、对第一堆焊面和第二堆焊面进行无损探伤检验。本发明用于超超临界12％Cr钢高中压转子推力盘堆焊。
Description
技术领域
本发明涉及一种转子推力盘堆焊方法。
背景技术
发展大型超超临界机组是我国目前发展洁净煤发电技术的必然选择。大型超超临界机组是提高机组热效率，改善环保状况和优化我国火电装机结构最现实，最有效的途径。超超临界汽轮机转子用的改良型12％Cr钢和新型12％Cr钢，这种导热系数小的12％Cr钢转子应用于要求高温强度的高中压转子时，转子在轴颈、推力盘和轴承座贯通部位的表面容易烧结，也就是转子的轴颈部及推力轴盘与轴瓦之间发生称作机械磨损的烧熔现象。引起轴系异常震动，危及机组安全。因此，对于12％Cr材料的转子为防止转子轴颈部位产生上述的粘着和烧结失效，必须在转子的轴颈部位使用堆焊其它材料来防止上述现象的发生。确保超超临界汽轮机组轴系的平稳运转，保证超超临界发电机组安全运行。目前，我们国家的12％Cr钢高中压转子均为从国外直接购买或从国外购买转子毛坯后再委托国外公司进行推力盘堆焊工作，这不仅制约了我国电力技术的自主发展，同时也增加了超超临界12％Cr钢高中压转子的制造成本。
发明内容
本发明的目的是为解决转子推力盘与轴瓦之间产生粘着烧结，引起轴系异常，危及转子乃至机组安全运行的问题，提供了一种超超临界12％Cr钢高中压转子推力盘堆焊工艺方法。
本发明方法是通过以下步骤实现的：
步骤一、焊前加工：对毛坯转子上的第一推力盘上的第一待堆焊端面进行堆焊前的车削加工，加工后的第一待堆焊端面至车削基准面的尺寸为2001.5mm；对毛坯转子上的第二推力盘上的第二待堆焊端面进行堆焊前的车削加工，加工后的第二待堆焊端面至车削基准面的尺寸为2588.7mm；对毛坯转子上的轴颈进行堆焊前的车削加工，加工后的轴颈的直径为φ462mm；
步骤二、对加工后的第一待堆焊端面、第二待堆焊端面及轴颈外表面进行着色探伤，确定第一待堆焊端面、第二待堆焊端面及轴颈外表面无任何影响焊接质量的缺陷；
步骤三、将转子装配到专用堆焊设备转动装置上；
步骤四、将探伤后的第一待堆焊端面、第二待堆焊端面及轴颈外表面进行预热，预热温度为260℃～320℃，升温速度小于或等于25℃/h，，保温16h～18h；
步骤五、对第一待堆焊端面和第二待堆焊端面进行堆焊，采用埋弧自动焊进行多层堆焊，焊接参数：焊接电流I＝300A～330A，电弧电压U＝26V～27V，焊接速度V＝250mm/min～260mm/min，跨步距离：8.0mm～10.0mm，跨步速度：150mm/min～200mm/min，堆焊长度为40mm～60mm，堆焊高度为180mm～190mm，接头搭接长度为2mm～3mm，每层高为3mm～4mm，焊枪中心线与推力盘的端面成5°～15°夹角，导电嘴到推力盘的端面的距离为20mm～30mm，层间温度控制在260℃～380℃，实施堆焊，堆焊后的第一推力盘的端面为第一堆焊面，堆焊后的第二推力盘的端面为第二堆焊面；
步骤六、对第一堆焊面和第二堆焊面进行去应力热处理，热处理工艺为：升温速度小于或等于15℃/h，保温温度640℃～670℃，保温6h，然后将转子放入热处理炉中进行冷却，以小于或等于10℃/h的速度冷却至150℃；
步骤七、精加工：对第一堆焊面进行堆焊后的车削精加工，加工后的第一堆焊面至车削基准面的尺寸为2019.5mm；对第二堆焊面进行堆焊后的车削精加工，加工后的第二堆焊面至车削基准面的尺寸为2570.7mm；对轴颈进行堆焊后的车削精加工，加工后的轴颈的直径为φ433.8mm；对第一推力盘的外径表面和第二推力盘的外径表面进行堆焊后的车削精加工，加工后的第一推力盘和第二推力盘的直径为φ826mm；
步骤八、对精加工后的第一堆焊面和第二堆焊面进行无损探伤检验，即完成超超临界12％Cr钢高中压转子推力盘堆焊。
本发明的优点是：一、本发明采用埋弧焊的焊接方法，对超超临界汽轮机12％Cr钢转子推力盘的端面进行堆焊，解决了超超临界汽轮机12％Cr钢转子推力盘与轴瓦之间产生粘着烧结，避免了轴系异常，保证了转子及机组安全运行。二、本发明是我公司完全自主试验研制出的技术，此项技术的研制成功，促进国内发电技术的发展，摆脱国外公司的控制和制约，减少对国外公司的依赖，提升我们国家自主生产制造发电设备的能力，拓展了我国发电设备制造行业自主发展的空间。同时缩短了生产制造周期，降低了生产制造成本，生产制造成本降低了5％～10％，增加经济效益。
附图说明
图1是具体实施方式一中步骤一的结构主视图，图2是具体实施方式一中步骤七的结构主视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式是通过以下步骤实现的：
步骤一、焊前加工：对毛坯转子1上的第一推力盘1-1上的第一待堆焊端面1-1-1进行堆焊前的车削加工，加工后的第一待堆焊端面1-1-1至车削基准面A的尺寸为2001.5mm；对毛坯转子1上的第二推力盘1-2上的第二待堆焊端面1-2-1进行堆焊前的车削加工，加工后的第二待堆焊端面1-2-1至车削基准面A的尺寸为2588.7mm；对毛坯转子1上的轴颈1-3进行堆焊前的车削加工，加工后的轴颈1-3的直径为φ462mm；
步骤二、对加工后的第一待堆焊端面1-1-1、第二待堆焊端面1-2-1及轴颈1-3外表面进行着色探伤，确定第一待堆焊端面1-1-1、第二待堆焊端面1-2-1及轴颈1-3外表面无任何影响焊接质量的缺陷；
步骤三、将转子1装配到专用堆焊设备转动装置上；专用堆焊设备转动装置为现有设备，该设备可保证转子堆焊过程中回转同轴。
步骤四、将探伤后的第一待堆焊端面1-1-1、第二待堆焊端面1-2-1及轴颈1-3外表面进行预热，预热温度为260℃～320℃，升温速度小于或等于25℃/h，保温16h～18h；
步骤五、对第一待堆焊端面1-1-1和第二待堆焊端面1-2-1进行堆焊，采用埋弧自动焊进行多层堆焊，焊接参数：焊接电流I＝300A～330A，电弧电压U＝26V～27V，焊接速度V＝250mm/min～260mm/min，跨步距离：8.0mm～10.0mm，跨步速度：150mm/min～200mm/min，堆焊长度为40mm～60mm，堆焊高度为180mm～190mm，接头搭接长度为2mm～3mm，每层高为3mm～4mm，焊枪中心线与推力盘1-1的端面成5°～15°夹角，导电嘴到推力盘1-1的端面的距离为20mm～30mm，层间温度控制在260℃～380℃，实施堆焊，堆焊后的第一推力盘1-1的端面为第一堆焊面1-1-2，堆焊后的第二推力盘1-2的端面为第二堆焊面1-2-2；由于步骤五实施的堆焊作业时间很长，中间需要停止堆焊作业，若停止堆焊作业后再次进行堆焊时，应先将第一推力盘1-1第二推力盘1-2预热，预热温度达到260℃～320℃时，方可按步骤五进行堆焊作业。焊丝选用EB2R牌号，焊剂选用F55P4牌号。
步骤六、对第一堆焊面1-1-2和第二堆焊面1-2-2进行去应力热处理，热处理工艺为：升温速度小于或等于15℃/h，保温温度640℃～670℃，保温6h，然后将转子1放入热处理炉中进行冷却，以小于或等于10℃/h的速度冷却至150℃；
步骤七、精加工：对第一堆焊面1-1-2进行堆焊后的车削精加工，加工后的第一堆焊面1-1-2至车削基准面A的尺寸为2019.5mm；对第二堆焊面1-2-2进行堆焊后的车削精加工，加工后的第二堆焊面1-2-2至车削基准面A的尺寸为2570.7mm；对轴颈1-3进行堆焊后的车削精加工，加工后的轴颈1-3的直径为φ433.8mm；对第一推力盘1-1的外径表面和第二推力盘1-2的外径表面进行堆焊后的车削精加工，加工后的第一推力盘1-1和第二推力盘1-2的直径为φ826mm；
步骤八、对精加工后的第一堆焊面1-1-2和第二堆焊面1-2-2进行无损探伤检验，合格后即完成超超临界12％Cr钢高中压转子推力盘堆焊。无损探伤检验合格标准：(1)、超声检验，没有线性线性缺陷显示和密集圆形缺陷，可以有小于φ3.0单个圆形缺陷；(2)、表面渗透检验：没有线性缺陷，可以有小于φ1.0圆形缺陷。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式在执行步骤六之前将转子1在温度为300℃～360℃范围内保温2小时，然后再按步骤六进行去应力热处理。这样设计使堆焊后的转子1达到温度均匀、应力均匀状态。其它步骤与具体实施方式一相同。
Claims (2)
1.一种超超临界12％Cr钢高中压转子推力盘堆焊工艺方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：
步骤一、焊前加工：对毛坯转子(1)上的第一推力盘(1-1)上的第一待堆焊端面(1-1-1)进行堆焊前的车削加工，加工后的第一待堆焊端面(1-1-1)至车削基准面(A)的尺寸为2001.5mm；对毛坯转子(1)上的第二推力盘(1-2)上的第二待堆焊端面(1-2-1)进行堆焊前的车削加工，加工后的第二待堆焊端面(1-2-1)至车削基准面(A)的尺寸为2588.7mm；对毛坯转子(1)上的轴颈(1-3)进行堆焊前的车削加工，加工后的轴颈(1-3)的直径为φ462mm；
步骤二、对加工后的第一待堆焊端面(1-1-1)、第二待堆焊端面(1-2-1)及轴颈(1-3)外表面进行着色探伤，确定第一待堆焊端面(1-1-1)、第二待堆焊端面(1-2-1)及轴颈(1-3)外表面无任何影响焊接质量的缺陷；
步骤三、将转子(1)装配到专用堆焊设备转动装置上；
步骤四、将探伤后的第一待堆焊端面(1-1-1)、第二待堆焊端面(1-2-1)及轴颈(1-3)外表面进行预热，预热温度为260℃～320℃，升温速度小于或等于25℃/h，保温16h～18h；
步骤五、对第一待堆焊端面(1-1-1)和第二待堆焊端面(1-2-1)进行堆焊，采用埋弧自动焊进行多层堆焊，焊接参数：焊接电流I＝300A～330A，电弧电压U＝26V～27V，焊接速度V＝250mm/min～260mm/min，跨步距离：8.0mm～10.0mm，跨步速度：150mm/min～200mm/min，堆焊长度为40mm～60mm，堆焊高度为180mm～190mm，接头搭接长度为2mm～3mm，每层高为3mm～4mm，焊枪中心线与第一推力盘(1-1)的端面成5°～15°夹角，导电嘴到第一推力盘(1-1)的端面的距离为20mm～30mm，层间温度控制在260℃～380℃，实施堆焊，堆焊后的第一推力盘(1-1)的端面为第一堆焊面(1-1-2)，堆焊后的第二推力盘(1-2)的端面为第二堆焊面(1-2-2)；
步骤六、对第一堆焊面(1-1-2)和第二堆焊面(1-2-2)进行去应力热处理，热处理工艺为：升温速度小于或等于15℃/h，保温温度640℃～670℃，保温6h，然后将转子(1)放入热处理炉中进行冷却，以小于或等于10℃/h的速度冷却至150℃；
步骤七、精加工：对第一堆焊面(1-1-2)进行堆焊后的车削精加工，加工后的第一堆焊面(1-1-2)至车削基准面(A)的尺寸为2019.5mm；对第二堆焊面(1-2-2)进行堆焊后的车削精加工，加工后的第二堆焊面(1-2-2)至车削基准面(A)的尺寸为2570.7mm；对轴颈(1-3)进行堆焊后的车削精加工，加工后的轴颈(1-3)的直径为φ433.8mm；对第一推力盘(1-1)的外径表面和第二推力盘(1-2)的外径表面进行堆焊后的车削精加工，加工后的第一推力盘(1-1)和第二推力盘(1-2)的直径为φ826mm；
步骤八、对精加工后的第一堆焊面(1-1-2)和第二堆焊面(1-2-2)进行无损探伤检验，即完成超超临界12％Cr钢高中压转子推力盘堆焊。
2.根据权利要求1所述超超临界12％Cr钢高中压转子推力盘堆焊工艺方法，其特征在于：在执行步骤六之前将转子(1)在温度为300℃～360℃范围内保温2小时，然后再按步骤六进行去应力热处理。
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