CN113967821A - 一种复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法，需要切除超温造成的严重变形损伤部分，重新组装新的出口环、点焊、氩弧焊连续焊接、进行必要的去应力热处理。通过该修复方法可以超温严重损伤的复合冷却结构火焰筒进行修复，修复后具备再次运行条件，提高部件的使用寿命，降低机组运维成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种火焰筒组件修复方法，具体涉及复合冷却结构火焰筒超温损伤修复方法。
背景技术
火焰筒是燃气轮机的核心部件，关系到燃气轮机的热耗、性能和排放等众多指标。火焰筒在运行中发生严重损伤可能会导致特别严重的后果，出于安全性和可靠性的双重考虑，对火焰筒的修复工艺提出特殊的修复要求。火焰筒属于薄壁件，对于局部区域的壁薄可以直接采用氩弧焊修复，由于超温发生严重损伤时，往往采用整体更换的方式，这样的维护方式造成运维费用居高不下，因此，亟需一种合理有效的修复工艺，来降低火焰筒乃至机组运维费用。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了缩短维修时间、降低维修成本，提出一种合理高效的修复方法可以对超温严重损伤的复合冷却结构火焰筒进行修复，修复后具备再次运行条件，提高部件的使用寿命，降低机组运维成本。
技术方案：本发明所述的一种复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法，包括如下几个步骤：
步骤一、使用卡尺、霍尔效应测厚仪和超声波测厚仪等检测装置检测出口环和锥部的厚度，记录尺寸数值并标记需要替换的高度；
步骤二、采用火焰筒本体相同材料或具备等效性能的替代材料实施切割下料、滚圆、电阻点焊、钎焊、放电孔加工和必要的校型，制备符合步骤一中替换尺寸要求的出口环组件；
步骤三、参照本体厚度情况，预留焊接间隙，实施焊前清理、在出口环焊接工装上点焊定位和固定，并采用检具确认总体高度符合要求；
步骤四、在氩气背压下进行连续熔覆焊接，注意控制热输入和变形；
步骤五、焊后对焊缝区域进行检查，必要时打磨或校型处理；
步骤六、实施去应力热处理，避免焊缝区域因应力集中产生裂纹；
步骤七、对修复后的部件进行打砂清洁并进行渗透检测，合格后返回正常修理工艺流程。
进一步的，所述步骤一中超声装置的参数设定：基本增益：60-80dB，根据部件结构及母材确定声速：5100m/s-7000m/s，补偿：3-8dB。
进一步的，所述步骤二中钎焊热处理的参数设定：真空度不低于5×10-3Pa、升温速率5-30℃/min、保持温度1170-1210℃、降温速率5-30℃/min。
进一步的，所述步骤二中放电孔加工的设置参数：电极直径：Φ0.5-1.5mm，高压水压：60-80KG/cm2，电流：5.5-9.2A，电压：18-28V。
进一步的，所述步骤四中采用焊丝：0.5-0.8mm哈氏合金或替代焊丝；电流：20-60A，电压：8-13V，焊接速度：60-210mm/min，气体：6-12L/min。
进一步的，所述步骤六中去应力热处理的参数设定：真空度不低于5×10-2Pa、升温速率5-30℃/min、保持温度1000-1200℃、降温速率5-30℃/min。
进一步的，所述步骤七中，在渗透检测前实施打砂参数设置：介质氧化铝刚玉、压力0.1-0.6bar、距离20-100mm，注意不得持续定点喷射。
有益效果：本发明通过一种复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法，通过该修复方法可以对超温严重损伤的复合冷却结构火焰筒，修复后具备再次运行条件，提高部件的使用寿命，降低机组运维成本。
具体实施方式
具体实施例一
一种复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法，包括如下几个步骤：
步骤一、使用卡尺、霍尔效应测厚仪和超声波测厚仪等检测装置检测出口环和锥部的厚度，记录尺寸数值并标记需要替换的高度；其中，超声装置的参数设定如下：基本增益：60dB，根据部件结构及母材确定声速：5100m/s，补偿：3dB。
步骤二、采用火焰筒本体相同材料或具备等效性能的替代材料实施切割下料、滚圆、电阻点焊、钎焊、放电孔加工和必要的校型，制备符合步骤一中替换尺寸要求的出口环组件；其中，钎焊热处理的参数设定如下：真空度不低于5×10-3Pa、升温速率5℃/min、保持温度1170℃、降温速率5℃/min。放电孔加工的设置参数如下：电极直径：Φ0.5mm，高压水压：60KG/cm2，电流：5.5A，电压：18V。
步骤三、参照本体厚度情况，预留焊接间隙，实施焊前清理、在出口环焊接工装上点焊定位和固定，并采用检具确认总体高度符合要求。
步骤四、在氩气背压下进行连续熔覆焊接，注意控制热输入和变形；其中，采用焊丝的设置参数如下：0.5mm哈氏合金或替代焊丝；电流：20A，电压：8V，焊接速度：60mm/min，气体：6L/min。
步骤五、焊后对焊缝区域进行检查，必要时打磨或校型处理。
步骤六、实施去应力热处理，避免焊缝区域因应力集中产生裂纹；其中，去应力热处理的参数设定如下：真空度不低于5×10-2Pa、升温速率5℃/min、保持温度1000℃、降温速率5℃/min。
步骤七、对修复后的部件进行打砂清洁并进行渗透检测，合格后返回正常修理工艺流程；其中，在渗透检测前实施打砂参数设置如下：介质氧化铝刚玉、压力0.1bar、距离20mm，注意不得持续定点喷射。
具体实施例二
一种复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法，包括如下几个步骤：
步骤一、使用卡尺、霍尔效应测厚仪和超声波测厚仪等检测装置检测出口环和锥部的厚度，记录尺寸数值并标记需要替换的高度；其中，超声装置的参数设定如下：基本增益：60-80dB，根据部件结构及母材确定声速：7000m/s，补偿：8dB。
步骤二、采用火焰筒本体相同材料或具备等效性能的替代材料实施切割下料、滚圆、电阻点焊、钎焊、放电孔加工和必要的校型，制备符合步骤一中替换尺寸要求的出口环组件；其中，钎焊热处理的参数设定如下：真空度不低于5×10-3Pa、升温速率30℃/min、保持温度1210℃、降温速率30℃/min。放电孔加工的设置参数如下：电极直径：Φ1.5mm，高压水压：80KG/cm2，电流：9.2A，电压：28V。
步骤三、参照本体厚度情况，预留焊接间隙，实施焊前清理、在出口环焊接工装上点焊定位和固定，并采用检具确认总体高度符合要求。
步骤四、在氩气背压下进行连续熔覆焊接，注意控制热输入和变形；其中，采用焊丝的设置参数如下：0.8mm哈氏合金或替代焊丝；电流：60A，电压：13V，焊接速度：210mm/min，气体：12L/min。
步骤五、焊后对焊缝区域进行检查，必要时打磨或校型处理。
步骤六、实施去应力热处理，避免焊缝区域因应力集中产生裂纹；其中，去应力热处理的参数设定如下：真空度不低于5×10-2Pa、升温速率30℃/min、保持温度1200℃、降温速率30℃/min。
步骤七、对修复后的部件进行打砂清洁并进行渗透检测，合格后返回正常修理工艺流程；其中，在渗透检测前实施打砂参数设置如下：介质氧化铝刚玉、压力0.6bar、距离100mm，注意不得持续定点喷射。
具体实施例三
一种复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法，包括如下几个步骤：
步骤一、使用卡尺、霍尔效应测厚仪和超声波测厚仪等检测装置检测出口环和锥部的厚度，记录尺寸数值并标记需要替换的高度；其中，超声装置的参数设定如下：基本增益：70dB，根据部件结构及母材确定声速：6000m/s，补偿：5dB。
步骤二、采用火焰筒本体相同材料或具备等效性能的替代材料实施切割下料、滚圆、电阻点焊、钎焊、放电孔加工和必要的校型，制备符合步骤一中替换尺寸要求的出口环组件；其中，钎焊热处理的参数设定如下：真空度不低于5×10-3Pa、升温速率22℃/min、保持温度1190℃、降温速率18℃/min。放电孔加工的设置参数如下：电极直径：Φ0.9mm，高压水压：70KG/cm2，电流：7.5A，电压：24V。
步骤三、参照本体厚度情况，预留焊接间隙，实施焊前清理、在出口环焊接工装上点焊定位和固定，并采用检具确认总体高度符合要求。
步骤四、在氩气背压下进行连续熔覆焊接，注意控制热输入和变形；其中，采用焊丝的设置参数如下：0.7mm哈氏合金或替代焊丝；电流：40A，电压：10V，焊接速度：180mm/min，气体：9L/min。
步骤五、焊后对焊缝区域进行检查，必要时打磨或校型处理。
步骤六、实施去应力热处理，避免焊缝区域因应力集中产生裂纹；其中，去应力热处理的参数设定如下：真空度不低于5×10-2Pa、升温速率22℃/min、保持温度1100℃、降温速率18℃/min。
步骤七、对修复后的部件进行打砂清洁并进行渗透检测，合格后返回正常修理工艺流程；其中，在渗透检测前实施打砂参数设置如下：介质氧化铝刚玉、压力0.4bar、距离70mm，注意不得持续定点喷射。
以上所述是本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明之权利范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法，其特征在于：包括如下几个步骤：
步骤一、使用卡尺、霍尔效应测厚仪和超声波测厚仪等检测装置检测出口环和锥部的厚度，记录尺寸数值并标记需要替换的高度；
步骤二、采用火焰筒本体相同材料或具备等效性能的替代材料实施切割下料、滚圆、电阻点焊、钎焊、放电孔加工和必要的校型，制备符合步骤一中替换尺寸要求的出口环组件；
步骤三、参照本体厚度情况，预留焊接间隙，实施焊前清理、在出口环焊接工装上点焊定位和固定，并采用检具确认总体高度符合要求；
步骤四、在氩气背压下进行连续熔覆焊接，注意控制热输入和变形；
步骤五、焊后对焊缝区域进行检查，必要时打磨或校型处理；
步骤六、实施去应力热处理，避免焊缝区域因应力集中产生裂纹；
步骤七、对修复后的部件进行打砂清洁并进行渗透检测，合格后返回正常修理工艺流程。
2.根据权利要求1中所述的复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法，其特征在于：所述步骤一中超声装置的参数设定：基本增益：60-80dB，根据部件结构及母材确定声速：5100m/s-7000m/s，补偿：3-8dB。
3.根据权利要求1中所述的复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法，其特征在于：所述步骤二中钎焊热处理的参数设定：真空度不低于5×10-3Pa、升温速率5-30℃/min、保持温度1170-1210℃、降温速率5-30℃/min。
4.根据权利要求1中所述的复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法，其特征在于：所述步骤二中放电孔加工的设置参数：电极直径：Φ0.5-1.5mm，高压水压：60-80KG/cm2，电流：5.5-9.2A，电压：18-28V。
5.根据权利要求1所述的复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法，其特征在于：所述步骤四中采用焊丝：0.5-0.8mm哈氏合金或替代焊丝；电流：20-60A，电压：8-13V，焊接速度：60-210mm/min，气体：6-12L/min。
6.根据权利要求1所述的复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法，其特征在于：所述步骤六中去应力热处理的参数设定：真空度不低于5×10-2Pa、升温速率5-30℃/min、保持温度1000-1200℃、降温速率5-30℃/min。
7.根据权利要求1所述的复合冷却结构火焰筒超温损伤的修复方法，其特征在于：所述步骤七中，在渗透检测前实施打砂参数设置：介质氧化铝刚玉、压力0.1-0.6bar、距离20-100mm，注意不得持续定点喷射。
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