CN110936098A

CN110936098A - 一种高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺

Info

Publication number: CN110936098A
Application number: CN201911082108.9A
Authority: CN
Inventors: 陈俊琪
Original assignee: Jiangsu Tewei Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Tewei Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2020-03-31

Abstract

本发明公开了一种高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，测绘；步骤2，去疲劳层；步骤3，激光熔覆堆焊；采用镍基合金熔覆材料进行激光熔覆，层间连续堆焊；进行激光熔覆堆焊时，与母材交界区控制咬边，焊接区域完整；步骤4，研磨或平面铣削；采用平面铣削方法，找基准点为4‑8个，然后进行铣削，铣削包括粗加工和精加工，铣削合格标准为：比基准点低0.01‑0.02mm，铣削后平面度达到0.05mm，平行度0.05mm；步骤5，检测。本发明工艺方法简单，修复效率快，采用激光熔覆堆焊的方式，修复质量好，强度高，耐压性能好，使用寿命长，耐久性好。

Description

一种高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺

技术领域

本发明涉及表面修复领域，特别涉及一种高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺。

背景技术

高中压缸缸体中分面由于长周期使用，导致缸体变形，存在局部平面凹陷低点，中分面结合不严，易导致密封面泄露，其间隙值最大可达到1mm，最小0.2mm。解决此问题的常规方法为涂胶密封，但密封效果不理想，耐压性能差，耐久性差。

激光熔覆修复技术作为一种先进的再制造技术，近年来得到了迅速推广和广泛应用。激光熔覆是在金属表面获得与基体牢固冶金结合，且无气孔、裂纹等缺陷的高性能表面覆层的先进再制造技术，它可以将高熔点的合金材料熔覆在低熔点的基材表面，也可以在低成本基材上制备出高性能的表面涂层，以取代大量高级、高性能的整体材料，节约贵重金属，降低零部件成本。激光熔覆技术解决了振动焊、氩弧焊、喷涂、镀层等传统修理方法无法解决的材料选用局限性、工艺过程热应力、热变形、材料晶粒粗大、基体材料结合强度难以保证的矛盾，为产品再制造和失效零部件的修复提供了一种新的途径。

高中压缸缸体中分面上，能否采用激光熔覆堆焊的方法进行修复，国内外尚无这方面的相关报道。因此，需求一种采用激光熔覆堆焊进行中分面缺陷修复工艺。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺，通过激光熔覆堆焊对缸体中分面进行修复，配合优化的工艺方法，解决了现有的方法对高中压缸缸体修复采用涂胶密封，密封效果不理想，耐压性能差，耐久性差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺，包括以下步骤：

步骤1，测绘；对缸体上、下中分面进行平面跳动现场整体测绘，测量精度不大于0.01mm，根据测量数据，绘制测绘图，确认变形部位、变形深度、面积，确定修复区域；

步骤2，去疲劳层；打磨修复区域，去除疲劳层；

步骤3，激光熔覆堆焊；采用镍基合金熔覆材料进行激光熔覆，层间连续堆焊；进行激光熔覆堆焊时，与母材交界区控制咬边，焊接区域完整；

步骤4，研磨或平面铣削；采用平面铣削方法时，安装扣缸紧1/3螺栓，塞尺测量间隙，以合格的检验位置作为基准点，基准点为4-8个，用于调节铣削设备和加工的精度，铣削包括粗加工和精加工，进行铣削粗加工时，粗加工铣削量为0.1-1mm，每刀宽度为80mm，铣削精度为0.02mm；铣削合格标准为：比基准点低0.01-0.02mm，铣削后平面度达到0.05mm，平行度0.05mm；

步骤5，检测；检测修复质量是否合格，如合格，完成修复作业；如不合格，进行步骤3和步骤4或进行步骤4。

作为本发明的一种优选方案，步骤3中，所述镍基合金熔覆材料的化学组成和质量百分比为：20.0-23.0％Cr,8.0-10.0％Mo,3.0-4.0％Nb,1.0-4.5％Fe,0.01-0.1％C,0.01-0.4％A l,0.01-0.3％S i,0.01-0.4％T i,余量Ni。

作为本发明的一种优选方案，步骤3中，堆焊单层厚度为0.12-0.22mm。

作为本发明的一种优选方案，步骤2中，在去除疲劳层的过程中，对修复区域及周边附近区域进行彻底清理，采用丙酮除油，并用清洗溶剂清洗，确定无任何油渍与残留物。

作为本发明的一种优选方案，进行步骤3前，检验上缸、下缸修复区域，如果下缸修复区域凹陷较小，上缸修复区域缺陷严重则先修上缸，下缸以平板推研检查；如果下缸修复区域缺陷严重则先修下缸，上缸以平板推研检查。

作为本发明的一种优选方案，判断是否需要进行步骤3激光熔覆堆焊：如果下缸中分面经检验凹陷处较小，就只对下缸进行平板推研检查，下缸外沿高点消除后，重新测得的间隙大于0.07mm，则需要对下缸进行处理；如果上缸中分面经检验凹陷处较小，就只对上缸进行平板推研检查，上缸外沿高点消除后，重新测得的间隙大于0.07mm，则需要对上缸进行处理。

作为本发明的一种优选方案，在步骤3进行前和进行后，都进行PT检查。

作为本发明的一种优选方案，步骤4中，采用研磨方法时，测量平面数据，防止出现磨偏，控制每次的磨削量，研磨一段时间后应使用刀口尺或平尺在密封面的纵向及横向来回检查接触情况，直至研磨合格。

作为本发明的一种优选方案，步骤4中，以检验平板推出后的高点作为研磨的基准点，研磨合格标准为：比基准点低0.01-0.02mm，研磨后平面度达到0.05mm，平行度0.05mm。

作为本发明的一种优选方案，步骤5，检测合格标准：缸体补焊区域与原缸体表面硬度一致，无气孔、凹坑、裂纹以及剥落等缺陷，缸体表面粗糙度不低于：Ra1.6，合缸检测中分面间隙在自由状态下≦0.20mm，紧1/3螺栓时间隙≦0.05mm。

通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：本发明工艺方法简单，修复效率快，采用激光熔覆堆焊的方式，充分发挥激光补焊焊接过程无热应力产生，无裂纹、无退火、软化、焊接后的部位应无任何潜在应力残留的工艺优点，修复质量好，强度高，耐压性能好，使用寿命长，耐久性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的修复工艺逻辑图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

对国内某核电站高压缸中分面修复(中分面出现漏汽缺陷)

修复施工过程中适用规范：

1、DL/T 1118-2009《核电厂常规岛焊接技术规程》

2、DL/T753-2001《汽轮机铸钢件补焊技术条件》

3、JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》

具体修复过程，详细参见图1

序号	项目内容	开始时间	完成时间
				1	基准点初步确认	某月14日	某月14日
2	高压缸中分面测量平面基准	某月14日	某月14日
				3	堆焊方案编写完成	某月13日	某月13日
4	研磨方案编写完成	某月13日	某月13日
				5	高压缸高度调节	某月13日	某月13日
6	堆焊工装准备	某月13日	某月13日
				7	研磨工装准备	某月14日	某月14日
8	堆焊方案、研磨方案讨论审批	某月14日	某月14日
				9	堆焊实施	某月14日	某月15日
10	堆焊后PT	某月15日	某月15日
				11	研磨实施	某月15日	某月16日
12	研磨后平面检查	某月16日	某月17日
				13	PT检查	某月17日	某月17日
14	验收	某月17日	某月17日
				15	交付		某月17日

具体采用以下修复工艺：

步骤1、本次高压缸焊补和研磨采取高压缸正立放置的方式进行。高压上缸下部使用铁墩进行支撑。支撑高度以研磨技术人员要求为准。对缸体上、下中分面进行平面跳动现场整体测绘，测量精度不大于0.01mm，根据测量数据，绘制测绘图，确认变形部位、变形深度、面积，确定修复区域。

步骤2、打磨修复区域，去除疲劳层；对修复区域及周边附近区域进行彻底清理，采用丙酮除油，并用清洗溶剂清洗，确定无任何油渍与残留物。

步骤3、将需要堆焊位置在缸面上清晰画出，便于焊接人员准确识别焊接区域。同时将密封面清理干净。补焊前进行PT检查。采用镍基合金熔覆材料进行激光熔覆，层间连续堆焊，堆焊单层厚度为0.12-0.22mm；焊接时控制焊接区域温度，在规定的焊接区域内补焊。对局部缺陷部位进行施焊。焊缝宽度和高度适当控制，严格根据批准的方案进行施工。进行激光熔覆堆焊时，与母材交界区控制咬边，焊接区域完整；镍基合金熔覆材料的化学组成和质量百分比为：20.0-23.0％Cr,8.0-10.0％Mo,3.0-4.0％Nb,1.0-4.5％Fe,0.01-0.1％C,0.01-0.4％Al,0.01-0.3％Si,0.01-0.4％Ti,余量Ni。

步骤4、焊接完成后进行PT检查。PT合格后，研磨人员对补焊区域按照方案要求的内容进行研磨处理。工作现场的照明要完善，研磨需要使用压缩空气、保温垫等。确定高压缸研磨基准点：以油石推出后的高点作为研磨的基准点。研磨时需要定期检查研磨质量，测量平面数据，防止出现磨偏，每次的磨削量不应过大，以避免表面出现局部凹坑等，研磨一段时间后应使用刀口尺或平尺等再密封面的纵向及横向来回检查接触情况，直至研磨合格。研磨完成后使用平板检查研磨质量。检查研磨的平面高点、低点满足工艺要求。标准：比基准点低0.01-0.02mm。研磨后平面度达到0.05mm，平行度0.05mm。研磨完成后最终进行PT检验。本次研磨处理凹陷区域，因此高压缸需要再次进行扣缸检查工作。

步骤5、验收检测。验收达到标准：缸体补焊区域与原缸体表面硬度一致，无气孔、凹坑、裂纹以及剥落等缺陷，缸体表面粗糙度不低于：Ra1.6，合缸检测中分面间隙在自由状态下≦0.20mm，紧1/3螺栓时间隙≦0.05mm。施工结束后，认真清理现场，清除所有施工杂物，做到整洁有序。

国内某核电站高压缸进行中分面缺陷修复施工后，2年内未出现缸体泄露或损坏，正常使用。

实施例2

国家能源集团汽轮机高中压缸缸体中分面修复

设备状况：浙江国华燃气发电厂汽轮机为美国GE公司生产的D11型汽轮机，本汽轮机为单轴、双缸、下排汽、一次中间再热的凝汽式机组。基本结构：高、中缸为单层、合缸，顺流式结构，低压缸；低压缸为双层分流式结构。汽机高、中压缸缸体中分面存在局部间隙超标现象。

修复施工过程中适用规范：

DL 5190.3-2012《电力建设施工技术规范第3部分:汽轮发电机组》

DL 5009.1-2016《电力建设安全工作规程(火力发电厂部分)》

DL/T 5210.5-2010《电力建设施工质量验收及评价规程》

DL/T 5210.7-2010《电力建设施工质量验收及评价规程》(焊接)

DL438-2016《火力发电厂金属技术监督规程》

DL/T869-2012《火力发电厂焊接技术规程》

TSG Z6002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》

NB/T47013-2015《承压设备无损检测》

GB 50251-2009《机械设备安装工程施工及验收通用规范》

国华电力公司《发电本质安全管理体系》

D11汽轮机操作维护说明书

《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》国家能源局2014年4月15日、《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》Q/SHGHDL 1000

具体采用以下修复工艺：

步骤1、为保证汽缸中分面修复精度报价人应选择自动操控设备进行测绘，对汽缸上、下中分面，平面跳动现场进行整体测绘，测量精度不大于0.01mm。根据测量数据，绘制测绘图，确认变形部位、变形深度、面积，制定修复区域。测绘条件：1.塞尺；2.高中缸结合面螺栓，二分之一热紧，剩余冷紧。

步骤2、对高、中缸中分面的水平面油污、锈蚀、杂质彻底清理干净，见金属光泽。打磨去除疲劳层。中分面铣床加工时，应直接采用半精加工的方式，进刀量不大于0.20mm。

步骤3，处理激光熔覆堆焊所需要的坡口进行敲边处理，避免激光堆焊时发生咬边。采用镍基合金熔覆材料进行激光熔覆，层间连续堆焊，单层厚度约为0.15-0.20mm，总堆焊厚度控制在0.5-0.9mm。镍基合金熔覆材料与实施例1中相同。

步骤4，对激光熔覆堆焊修复区域进行平面铣削，进行平面铣削时，安装扣缸紧1/3螺栓，塞尺测量间隙，以合格的检验位置作为基准点，基准点为4-8个，用于调节铣削设备和加工的精度，铣削包括粗加工和精加工，进行铣削粗加工时，粗加工铣削量为0.1-1mm，每刀宽度为80mm，铣削精度为0.02mm；精加工后应使用刀口尺或平尺在密封面的纵向及横向来回检查接触情况；铣削合格标准为：比基准点低0.01-0.02mm，铣削后平面度达到0.05mm，平行度0.05mm；

国家能源集团汽轮机高中压缸缸体进行中分面缺陷修复施工后，半年内未出现缸体泄露或损坏，正常使用。

实施例3

国内某核电高压缸缸体中分面缺陷修复

修复施工过程中适用规范：

DL/T 1118-2009《核电厂常规岛焊接技术规程》

DL/T753-2001《汽轮机铸钢件补焊技术条件》

JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》

具体采用以下修复工艺：

步骤1，对缸体上、下中分面进行平面跳动现场整体测绘，测量精度不大于0.01mm，根据测量数据，绘制测绘图，确认变形部位、变形深度、面积，确定修复区域。将客户指定的需要堆焊位置在缸面上清晰的画出，便于焊接人员准确识别堆焊修复区域。

步骤2，对高压缸上缸中分面缺陷进行打磨消缺。打磨堆焊部位，去除疲劳层。同时将密封面清理干净。对修复部位及周边附近区域进行彻底清理，采用丙酮除油，并用清洗溶剂清洗，确定无任何油渍与残留物方可。焊接前进行PT检查。

步骤3，对缺陷消除部位进行激光熔覆堆焊修复。焊接人员按照堆焊工艺方案进行操作，在规定的区域内操作。对局部缺陷部位进行施工,堆焊宽度和高度控制，严格根据批准的方案进行施工。采用镍基合金熔覆材料进行激光熔覆，层间连续堆焊，堆焊单层厚度为0.12-0.22mm。镍基合金熔覆材料与实施例1和实施例2相同。

步骤4，研磨人员对激光熔覆堆焊区域进行按照要求的内容研磨处理。研磨时需要定期检查研磨质量，测量平面数据，防止出现磨偏，每次的磨削量不应过大，以避免表面出现局部凹坑等，研磨一段时间后应使用平尺或刀口尺等在密封面的纵向及横向来回检查接触情况，直至研磨合格。研磨完成后使用平板检查研磨质量。检查研磨的平面高点、低点满足工艺要求。

步骤5，验收检测。验收达到标准：缸体补焊区域与原缸体表面硬度一致，无气孔、凹坑、裂纹以及剥落等缺陷，缸体表面粗糙度不低于：Ra1.6，合缸检测中分面间隙在自由状态下≦0.20mm，紧1/3螺栓时间隙≦0.05mm。施工结束后，认真清理现场，清除所有施工杂物，做到整洁有序。

国内某核电高压缸缸体进行中分面缺陷修复施工后，2年内未出现缸体泄露或损坏，正常使用。

对于实施例1、实施例2和实施例3，都提供5年质保保证。整体施工过程，都控制在5天内完成，施工效率高。进行缸体中分面缺陷修复后，都未出现泄露或损坏等质量问题。

通过上述具体实施例，本发明的有益效果是：本发明工艺方法简单，修复效率快，采用激光熔覆堆焊的方式，充分发挥激光补焊焊接过程无热应力产生，无裂纹、无退火、软化、焊接后的部位应无任何潜在应力残留的工艺优点，修复质量好，强度高，耐压性能好，使用寿命长，耐久性好。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤2，去疲劳层；打磨修复区域，去除疲劳层；

2.根据权利要求1所述的高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺，其特征在于，步骤3中，所述镍基合金熔覆材料的化学组成和质量百分比为：20.0-23.0％Cr,8.0-10.0％Mo,3.0-4.0％Nb,1.0-4.5％Fe,0.01-0.1％C,0.01-0.4％Al,0.01-0.3％Si,0.01-0.4％Ti,余量Ni。

3.根据权利要求2所述的高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺，其特征在于，步骤3中，堆焊单层厚度为0.12-0.22mm。

4.根据权利要求3所述的高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺，其特征在于，步骤2中，在去除疲劳层的过程中，对修复区域及周边附近区域进行彻底清理，采用丙酮除油，并用清洗溶剂清洗，确定无任何油渍与残留物。

5.根据权利要求2所述的高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺，其特征在于，进行步骤3前，检验上缸、下缸修复区域，如果下缸修复区域凹陷较小，上缸修复区域缺陷严重则先修上缸，下缸以平板推研检查；如果下缸修复区域缺陷严重则先修下缸，上缸以平板推研检查。

6.根据权利要求3所述的高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺，其特征在于，判断是否需要进行步骤3激光熔覆堆焊：如果下缸中分面经检验凹陷处较小，就只对下缸进行平板推研检查，下缸外沿高点消除后，重新测得的间隙大于0.07mm，则需要对下缸进行处理；如果上缸中分面经检验凹陷处较小，就只对上缸进行平板推研检查，上缸外沿高点消除后，重新测得的间隙大于0.07mm，则需要对上缸进行处理。

7.根据权利要求3所述的高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺，其特征在于，在步骤3进行前和进行后，都进行PT检查。

8.根据权利要求7所述的高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺，其特征在于，步骤4中，采用研磨方法时，测量平面数据，防止出现磨偏，控制每次的磨削量，研磨一段时间后应使用刀口尺或平尺在密封面的纵向及横向来回检查接触情况，直至研磨合格。

9.根据权利要求8所述的高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺，其特征在于，步骤4中，以检验平板推出后的高点作为研磨的基准点，研磨合格标准为：比基准点低0.01-0.02mm，研磨后平面度达到0.05mm，平行度0.05mm。

10.根据权利要求9所述的高中压缸缸体中分面缺陷修复工艺，其特征在于，步骤5，检测合格标准：缸体补焊区域与原缸体表面硬度一致，无气孔、凹坑、裂纹以及剥落等缺陷，缸体表面粗糙度不低于：Ra1.6，合缸检测中分面间隙在自由状态下≦0.20mm，紧1/3螺栓时间隙≦0.05mm。