汽轮机隔板裂纹的分析及焊修复
汽轮机隔板裂纹的分析及焊修复
汽轮机隔板裂纹的分析及焊修复汽轮机隔板裂纹的分析及焊修复1裂纹产生原因分析1.1铸钢浇注性能不好汽轮机隔板材料ZG20CrMo中Cr元素的质量分数较大，在浇注时，其液态金属的流动性不好，充满铸型的能力较差。
此外，铸钢件单件的体积大、重量大，影响铸钢件在浇注时的成型能力。
因此ZG20CrMo铸钢件本身就存在较多的铸造缺陷，如气孔、砂眼、疏松、缩孔，在运行中，这些缺陷随时会发展成裂纹。
1.2结构复杂汽轮机隔板结构复杂，造成局部刚性小，结构的刚性不均匀，在工艺加工时，必然出现应力分布不均匀，形成严重的应力集中现象。
由于铸钢件的结构特点，在浇注时极易产生不同类型的铸造缺陷，如气孔、砂眼、疏松、缩孔，这些缺陷在运行中还会扩展成裂纹。
铸钢件的结构刚性大，焊接后的残余应力水平高。
这类材料的焊接性又不好，在补焊过程中，工艺不合理，极易产生裂纹，促使铸钢件原有的铸造缺陷诱发成裂纹。
由于结构形状的复杂，焊后残余应力分布不均匀，造成局部地方变形不均匀，扩大了整体的变形量，而隔板是配合件，具有严格的形状和尺寸要求，这给补焊带来很大的困难。
2铸钢裂纹补焊方案的选择珠光体铸钢件的常规补焊工艺有两种：采用奥氏体耐热钢焊条的冷补焊方案和采用珠光体钢焊条的热补焊方案。
2.1奥氏体耐热不锈钢焊条冷补焊2.1.1冷补焊工艺的优点冷补焊的焊缝金属是奥氏体组织，焊接过程中不发生相变，且焊缝的塑性和韧性较好，因此可不预热，也不需焊后热处理，简化了补焊工艺，避免铸钢件受到过大的热作用，从而减小被焊件的应力和变形；奥氏体组织对氢有较大的溶解度，可避免焊缝产生氢致裂纹，减少珠光体组织的近缝区产生氢致裂纹的可能；奥氏体组织的缺口敏感性比珠光体组织低，即使焊缝内部有裂纹也不易扩展；奥氏体组织焊缝金属的屈强比小于珠光体组织的，因而在应力作用下，必然产生塑性变形，从而使应力得到松弛，避免了结构的破坏。
2.1.2冷补焊存在的缺点a) 补焊近缝区的淬硬问题冷补焊时近缝区的冷却速度较大，最高可达120 ℃/s，在补焊的近缝区不可避免地产生淬硬组织。
某汽轮机铸铁隔板螺栓孔开裂修复案例研究
流共 １ ２级 ， 左 右各 ６ 级。 低压 隔 板全 部是 于钢 ， 但却具有 良好 的铸造性 、 切削加工 置 的断 裂失 效 ，都 远 没有 达 到设 计 寿 命 。 变截面叶型 ， 采用铸造隔板 ， 隔板 与 内缸 性 、 耐磨 性 、 消 震性 、 减 磨 性 及低 的缺 口敏 这 表 明该 隔板 在 设 计 或 制 造 方 面 是 有 缺 之 间 用 ｚ型悬 挂 销 的 中分 面 支 承 方式 。 感性 。 隔板首先应满足供需双方合同约定 陷 的 。 ２ ０ ０ ４年 ６月 机组 首 次 大 修 揭 缸 后 发 现低 的技术标准要求 ； 另一方面 ， 灰铸铁件技 压第 ３ ０ 级 上 隔板 （ 右旋 末级 ） 中分 面 螺栓 术 要 求 不 应 低 于 强 制 性 国 家 标 准 ， 如 ２ 直接 焊接 短期 内再 次失 效 。 ２ ０ ０ ４ 年低 压 第 ３ ０ 级 上 隔板 开裂 位 置
２ Ｑ Ｑ ： Ｑ ２ （ 王） Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎ ｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
工 业 技 术
某汽轮机铸铁隔板螺栓 孔开裂修复案例研究
戴 奕 慧
（ 广 东粤 电云 河发 电有限公 司， 广东 云浮 ５ ２ ７ ３ ２ ８ ）
文献 标识 码 ： Ａ
某 厂 ４号机 组 为 上海 汽轮 机 厂 生产 可出现三种不同的组织 ， 即铁素体灰 口铸 第 ２ ４级 隔 板 的断 裂 面 与 中分 面 呈 ４ ５ 。
铁 索体 一珠 光体 灰 口铸 铁 及珠 光 体 灰 角 ， 可能 是 外 侧 角 的 “ Ｒ ” 型 处 首 先 形 成 裂 的１ ３ ５ Ｍ Ｗ 汽 轮机 ， 机 组 型号 为机 组 型号 ： 铁、 口铸铁 。 这 三种组 织是 由片状石 墨 分析 布 纹 ， 工 作介 质 随 隔板 的振 动不 断深 入 并 导 相 对 于钢 的基 体 致 裂纹 尖端 扩 展 ， 导 致隔 板最 终 断裂 。 Ｈ１ ５ １ ， 本 汽 轮机 组 为超 高压 、 中间再 热 、 双 在 不 同的基 体 上形 成 的。 排汽单轴布置的冲动凝汽式机组 ， 低压缸 而 言 ， 石 墨 的强 度 几乎 为 零 。 由于 石 墨 的 两灰铸铁隔板都处于低压缸第 ６级 ， 为 径 向扩压 双 排 汽 的结 构 ， 低压 转 子 为双 存在 ， 灰 口铸 铁 的抗 拉 强 度 和塑 性 大大 低 在 运 行 ５ １ ０ ０ ０小 时前 就发 生 了 定 位 孔 位
600MW机组汽轮机隔板裂纹的原因分析及处理措施
中2上
中2下
高压缸修前通流测量（90°，K 值右 17.30 左 17.00）
级别
项目
L+/-0.3
左
右
N+/-0.3
左Hale Waihona Puke 右V+/-0.5
左
右
第四级 设计值
8
8
7.0
7.0
14.43 14.43
第一级 实测值 8.05
8.35
7.32
7.80
14.25
14.45
第五级 设计值
8.5
8.5
7.0
7.0
11.93 11.93
第一级 实测值 4.10
4
4.10
3.90
8.60
8.30
这给机组的安全运行带来一定的隐患。鉴于同种类型的机组曾
︱330︱2017 年 6 期
3 裂纹原因分析 隔板静叶材质为，由于隔板静叶片在出厂检验并未发现裂纹缺 陷，对隔板静叶焊缝存在的多处裂纹缺陷的形态，打磨抽检情况以 及图纸资料综合分析后认为扩展方向为由内到外，裂纹源于焊缝内 部，裂纹产生的具体原因可以以下几点分析。 （1）铸件时效应力 厂家提供资料表明,隔板为铸造加工而成,在加工后应进行一段 时间的时效处理,但由于工期紧张等原因,隔板在加工完成后可能立 即进行静叶的焊接,未进行足够的时效处理,这必然导致静叶焊缝内 部存在较大的内应力,随着应力的不断释放,部分焊缝根部的原始缺
发生隔板与动叶严重碰磨的事故,有必要对隔板塑性变形产生的主 要原因进行分析。
2 隔板塑性变形的原因分析 在外力作用下,隔板内、外环和静叶会产生变形,如果隔板所受 的应力在材料的弹性范围内,则当外力撤销后,隔板会恢复原状;但 如果隔板所受的应力超出材料的弹性范围,当外力撤销后,这种变形 不能完全恢复原状,是一种不可逆变形,即所谓的塑性变形。通过对 该机组的运行和检修数据的收集与分析发现,机组 2013 年投运至今, 隔板的最大变形量为 2.05mm（安装时中压第二级 L 右 7.55,第一次 大修 L 右 6.5，2016 年 B 修 L 右 5.5）其中 2014 年进行第一次大修 时,隔板已有了 1.05mm 的变形量,这个数据占了总变形 2.05mm 的 51%, 运行时间大约占全部运行时间的 50%,这说明隔板的变形具有持续增 大而且速度未有变慢趋势的特点,不符合材料蠕变变形先快后慢的 特点。 隔板产生塑性变形可由设计、制造和运行等多种原因综合产生, 如设计中采用的叶片宽度不够、材质选用不合理、制造过程中如焊 接质量有缺陷以及长期的超负荷运行等都可能造成隔板的过大变 形。目前发生的隔板塑性变形不可能是因为隔板强度设计不够、材 料进入塑性区而产生的.对隔板进行渗透检验。 隔板在进行渗透检验时发现裂纹缺陷，发现高中压大多数隔板 都存在一定的裂纹，所以可以判断隔板变形是由于制造焊接问题， 导致隔板强度不足，发生塑形变形。检测发现大多数裂纹主要位于 焊缝中部，在进汽侧、出汽侧均有。裂纹两端无细小裂纹，方向平 行于溶合线，特别是中压第二级叶片出汽侧，存在贯穿裂纹。典型 缺陷照片如下图所示。
330MW机组汽轮机高压外缸内壁裂纹焊接修复工艺word精品文档6页
330MW机组汽轮机高压外缸内壁裂纹焊接修复工艺1 现场高压缸内壁裂纹缺陷情况介绍高压缸内壁裂纹分布如下图1所示,视图方向为从机头向电机方向看,高压外缸内端。
发现裂纹时的原始形态:上半为一条直线状的开口裂纹,表面长度约120mm。
下半为三条裂纹呈“人”字型相汇于一点,分别长度150mm。
2.1焊接性分析高压缸材质为ZG15Cr1Mo1低合金耐热钢,有较大的淬硬倾向。
而高压缸上缺陷位置处于厚壁、薄壁过渡处和形状复杂处,焊接时处于三向应力状态,因此,焊接产生裂纹倾向较大。
不宜使用同质焊材,进行焊接修复,然后进行局部焊后热处理工艺。
2.2焊接工艺选定补焊有热焊法和冷焊法。
从上述高压缸裂纹情况来看, 一般说来, 采用热焊法比较合适。
但由于现场无法满足焊后热处理条件, 热焊法难以实施, 而工程的进展又不允许送返厂家补焊。
考虑到裂纹深度的测量值均不超过70mm 和补焊量较大的情况, 从现场条件、变形控制等诸多因素考虑,选用焊材AWS ENiCrFe-1,以预热异质冷焊工艺进行焊接修复。
ENiCrFe - 1-15│ ││└焊条药皮为低氢钠型,采用直流焊接│ │└――细分类序号为1│ └―――――熔敷金属中主要元素为镍、铬及铁└――――――――焊条代号AWS ENiCrFe-1的抗拉强度617 MPa,延伸率42%,冲击值89J(-196℃),适合于Inconel对接,或Inconel和低合金钢、不锈钢等异材焊接。
其焊缝组织为奥氏体组织,它在焊接热循环过程中不发生相变,不要求预热(或低温预热)和焊后热处理,简化了施工工艺,减小热作用范围及工件的变形量、残余应力。
同时奥氏体组织塑性高,对氢的溶解度较大,从而有很好的抗裂性能。
焊材线膨胀系数同母材线膨胀系数接近,工作状态因材质不同而产生的附加应力较小;Ni含量高,奥氏体组织稳定性好,可防止碳的扩散,减少融合区碳迁移的不利因素。
同时AWS ENiCrFe-1焊缝金属使用温度范围广,可在-196～980℃范围内使用,完全满足高压缸工作要求温度范围。
500MW汽轮机低压缸隔板裂纹原因分析及处理
汽轮机隔板结 构复杂 ， 造成 局部 刚性小 ， 结构 的 刚性 不 均匀 ， 在工艺加工时 ， 可能 出现应力分 布不均匀 ， 形成严重 的 应力集 中现象 。
１２ ３ 运 行 工 况 影 响 ．．
机组 经常参与系统 调峰 ， 隔板 的工况 变动较 大 ， 隔板受 温差 应力影 响较大 ， 导致裂纹的加剧 。另外 裂纹产生后如果 没有被及 时的发现 ， 那么在裂纹的两端就会 有应 力集 中现象
泛 。但是在浇注时 ， 如果 其液态 金属 的流动性 不好 ， 充满 铸
０ 前
言
某发 电厂 １ 号汽 轮机 为俄 罗斯 列宁格 勒金 属工厂 制造 的 Ｋ一 ０ ２ ． ５０— ３ ５—４型单轴 、 临界 、 超 一次 中间再 热 、 四缸 、
四排汽凝汽 式汽 轮机 ， 有 容量 大 、 具 效率 高 、 行稳 定 的优 运
于 涵 白喜涛 马鑫炜 石 明星 薛晓锐 ， ， ， ，
（ １大唐长山热电厂， 松源 １１０ ； 吉林 ３１９２内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司， 内蒙古 霍林郭勒 ０９０ ） ２２０
摘要 ： 对某发 电厂 ５ ０ Ｗ 汽轮机低压缸 ４ ０Ｍ ０级隔板 中分面出现的裂纹进行 了分析 ， 并介绍 了处理情况 ， 确定 了正确 合理的补焊方案及工艺 ， 供铸铁件补焊修 复缺 陷时参考 。
维普资讯
第 ４ 卷 第 ６期 ８
２０ ０ ６年 ｌ ２月
汽
轮
机
技
术
Ｖｏ．８ Ｎ ６ １４ ｏ．
Ｄｅ ． Ｏ ６ ｃ２ ０
兀பைடு நூலகம் ＢＩ ＥＣ Ｒ ＮＥ Ｉ ＨＮ Ｏ ＯＬ ＧＹ
５０ ０ ＭＷ 汽 轮 机低 压缸 隔板 裂 纹 原 因分 析 及处 理
N40—42型汽轮机汽封座裂纹焊接修复技术应用
N40—42型汽轮机汽封座裂纹焊接修复技术应用摘要：本文针对N40-42型汽轮机上、下缸汽封座在运行中产生裂纹的原因进行分析；对母材的可焊性、焊接方法及材料的选择、焊接变形与残余应力控制进行分析；对在现场进行的焊接工艺进行了详细叙述，此工艺对现场修复大型珠光体耐热钢具有修复效率高，成本低，焊工劳动条件好，对减少汽轮机上、下缸汽封座的应力和变形具有较高的实用价值。
关键词：焊条电弧焊冷焊法；裂纹；锤击前言我厂#1汽轮机工作压力为4.2Mpa，蒸汽温度为460℃，机组在运行中发出金属磨擦声和震动，停机检查发现汽轮机上、下缸汽封座有27处深浅不一，长短不等的纵向裂纹，最长的裂纹约300mm、深36mm。
为尽快恢复机组运行，采用现场挖补处理。
1.裂纹产生原因我们针对汽封座产生裂纹原因进行综合分析：一是汽轮机在运行过程中汽转子发生前窜与汽封座产生摩擦温度剧升，致使汽封局部半溶化状态，造成汽封座局部材料强度降低产生裂纹；二是汽封座表面受到汽室温度与摩擦形成温差，使局部产生较大应力，同时受汽转子前后窜动撞击，形成裂纹。
2.可焊性分析2.1母材的分析2.1.1母材的可焊性差汽封座材质为ZG20GrMo，属珠光体耐热钢，运行温度460℃，工作压力为4.2Mpa。
碳当量在0.41～0.66﹪之间，厚度为800mm，拘束度大。
因而，补焊区不仅需要足够的强度，还要一定的高温性能和疲劳强度。
2.1.2焊接变形因汽封座和汽缸是一个整体，焊后变形最大挠度不得超过0.5mm，径向和轴向的线变形不超过1.0mm。
因而，如何降低焊后残余应力，防止焊缝产生淬硬组织，是必须解决的问题。
2.1.3焊缝综合性能机组需经常停机、启动或瞬间增减负荷，补焊区不仅处于高温条件下工作，而且处在交变热应力作用下工作。
因此，要求焊缝必须具有一定的抗热疲劳性能和高温稳定等性能。
2.2焊接方法选择汽封座补焊的困难是如何防止产生裂纹、夹渣、未熔合和应力变形等缺陷，选择正确的焊接方法尤为重要。
汽轮机旋转隔板裂纹缺陷处理
汽轮机旋转隔板裂纹缺陷处理摘要：新会发电公司两台9F.05型燃气-蒸汽联合循环机组，汽轮机是由哈汽制造的三压、再热、两缸、冲动、抽凝式汽轮机，汽轮机抽汽供热的结构形式是由旋转隔板控制抽汽供热流量。
新会发电厂#1机汽轮机旋转隔板安装过程中发现转动环法兰焊缝出现裂纹，该法兰与转动环属异种钢焊接，在对焊缝进行挖补修复后出现延时裂纹，后经校核将转动环法兰进行结构改进，有效解决转动环法兰裂纹问题。
关键词：旋转隔板；异种钢焊接；裂纹；结构改造1.#1汽轮机旋转隔板缺陷介绍1.1新会发电公司机组概况粤电新会发电公司Ⅰ期2×390MW级改进型（单台套容量430MW及以上）燃气蒸汽联合循环热电联产机组，燃机型号为9FB.05，汽轮机为三压、再热、两缸、冲动、抽凝式汽轮机。
机组采用三压进汽、一次中间再热方式（高压蒸汽进入高中压缸高压部分，为反向流动；高压排汽经再热后进入高中压缸中压部分，正向流动；低压过热器来的低压蒸汽补入中压排汽），同时该机组还有一级调整抽汽（用转动隔板控制），可对外供热。
1.2蒸汽轮机旋转隔板结构旋转隔板是由隔板体、转动环、导叶片，其中转动环包括转动环半环、转动环手柄、转动环法兰和转动环侧法兰等部件，转动环结构图如图1所示。
1.3#1蒸汽轮机旋转隔板缺陷#1汽轮机旋转隔板焊缝做探伤（渗透检查）时，发现旋转隔板转动环部件存在焊缝裂纹，共有9处大小不一的裂纹，部分焊缝渗透检查裂纹显示如图2所示。
图1 转动环装焊图图2 旋转隔板转动环焊缝裂纹根据渗透检查结果可以看出：转动环焊缝裂纹均是出现在异种钢焊缝，既是转动环半环与转动环法兰、转动环侧法兰、转动环手柄之间的焊缝。
2.缺陷分析及处理2.1缺陷分析根据旋转隔板转动环装焊图（图1）可以看出转动环法兰的焊接属于“K”型焊缝，转动环法兰中间位置有5mm的非焊接区，是属于结构性焊缝，因此该部分出现的焊缝裂纹是属于结构性焊缝缺口，不属于焊缝裂纹；除了结构性焊缝缺口，其他位置渗透检查显现的裂纹均属于焊缝裂纹。
浅析汽轮机高压缸盖裂纹产生的原因及焊接修复工艺
浅析汽轮机高压缸盖裂纹产生的原因及焊接修复工艺摘要：通过对汽轮机高压缸盖裂纹产生的原因及焊接性能进行分析，选用奥氏体焊接材料，制定合理的焊接工艺，成功地修复了裂纹，满足了使用性能和安全生产要求。
关键词：裂纹原因；焊接材料；工艺及措施引言在攀钢发电厂1号机组大修中，发现汽轮机高压缸盖筒体原有角焊缝连接处的有3条裂纹，长度分别为168mm、174mm和245mm。
经探伤检查裂纹最深处达24mm，且沿原有角焊缝内侧深度方向延伸。
缸盖的材质为ZG20CrMoV，角焊缝两侧的圆筒体厚度δ=60mm，两筒体直径分别为400mm，600mm，由于汽轮机高压缸盖是发电设备系统中的重要部件，直接关系到电力设备的安全运行，一旦出现安全问题后果不堪设想。
因此，必须对裂纹缺陷进行修复。
1 裂纹产生原因分析1.1 焊缝外观成形质量的影响因原有角焊缝的焊趾处都有不同程度的咬边缺陷，致使在原焊趾处存在应力集中，当有拉应力的作用下就易产生裂纹，裂纹处分布在原有角焊缝与母材过渡的焊趾部位。
1.2 温度应力的影响在机组的启动和停止过程中会引起较大的温度变化。
由于缸盖厚度较大，当机组启动时，内壁温度很快就上升到工作温度，与外壁形成一个明显的温度梯度，内壁金属膨胀受阻，受到压应力的作用，在高温下材料的强度有所降低，这种压应力可导致内壁金属产生压缩塑性变形。
当机组缸盖停运冷却恢复到原有状态时，这种压缩变形部分就被保留下来产生一个残余的拉应力。
尽管这种塑性变形是很微小的，但在长期交变应力作用下，会对在高温高压条件下工作的金属部件造成损伤的累积，最终导致破坏。
特别是当焊缝存在缺陷时，容易在缺陷应力集中点处提早形成裂纹。
1.3 结构应力的影响由于缸盖位于汽轮机组的中段，体积和厚度都较大，结构应力相对较大，在焊接缸盖角焊缝时，焊缝冷却过程中的收缩受到一定的拘束，焊后焊缝将产生较大的拘束应力。
在机组工作载荷的作用下，容易在应力集中点产生裂纹，造成裂纹延伸扩展。
烟气轮机进气锥隔板焊缝开裂原因分析及解决措施
檪檪殏
檪檪殏
第４７卷 第５期 石 油 化 工 设 备 Ｖｏｌ．４７ Ｎｏ．５ ２０１８年９月 ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴ Ｓｅｐｔ．２０１８
檪檪檪檪檪檪殏
摘要：介绍了烟气轮机的主要设备结构和使用功能，详 述了 在 役 烟 气 轮 机 进 气 锥 隔 板 与 锥 体 连 接 部 位 出 现 的 焊 缝 开 裂 情 况 ，分 析 了 进 气 锥 流 道 内 的 复 杂 温 度 场 和 焊 缝 位 置 存 在 的 多 种 应 力 、应 力 和 腐 蚀 介 质 共 同 作 用 下 的 焊 缝 腐 蚀 及 其 发 展 机 理 、现 有 进 气 锥 结 构 设 计 方 面 的 考 虑 与 实 际 不 足 、隔 板 和 锥 体 母 材 与 焊 材 之 间 存 在 的 焊 接 性 能 差 异 ，提 出 并 实 施 了 对 隔 板 和 支 持 锥 的 结 构 改 进 ，解 决 了 影 响 烟 气 轮 机 安 全 平 稳 长 周 期 运 行 的 隐 患 ，提 高 了 烟 气 轮 机 的 使 用 性 能 。 关键词：烟气轮机；进气锥；焊缝开裂；原因分析；解决措施 中图分类号：ＴＱ０５０．７ 文献标志码：Ｂ 犱狅犻：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００７４６６．２０１８．０５．０１１
１ 烟 气 轮 机 进 气 锥 隔 板 焊 缝 开 裂 情 况 １．１ 烟 气 轮 机 进 气 锥 主 要 结 构
犆犪狌狊犲犃狀犪犾狔狊犻狊犪狀犱犛狅犾狌狋犻狅狀犳狅狉犆狉犪犮犽犻狀犵狅犳犠犲犾犱
犆狅狀狀犲犮狋犻狀犵犐狀狋犪犽犲犆狅狀犲犅犪犳犳犾犲犘犾犪狋犲犪狀犱犆狅狀犲犅狅犱狔狅犳狋犺犲犉犾狌犲犌犪狊犜狌狉犫犻狀犲
犢犃犖犌犑狌狀１，２，犕犃犆犺犲狀狓犻１，２，犚犈犖 犡狌狔犪狀犵１，２ （１．ＢｏｈａｉＥｑｕｉｐｍｅｎｔＬａｎｚｈｏｕＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＭａｃｈｉｎｅｒｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００６０，Ｃｈｉｎａ； ２．ＧａｎｓｕＳｐｅｃｉａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００６０，Ｃｈｉｎａ）
汽轮机低压缸隔板裂纹的补焊修复措施
２１ ０ ２年 １月
华 电技 术
Ｈｕａ ｉ ｎ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｄ ａ ｃ ｎ ｌｇ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ １ １３ ．
Ｊｎ ２ ２ ａ ． ０１
汽 轮 机 低 压 缸 隔 板 裂 纹 的 补 焊 修 复 措 施
杨 占君 王 丽 朋 ，
（． １甘肃 电力科学研究 院 ， 甘肃 兰州 ７０５ ； ． ３０ ０ ２ 兰州西 固热电有 限责任公 司 ， 甘肃 兰州 ７０６ ） ３０ ０
置进行快速锤击， 直至焊波完全消除； 然后将残渣 、 药皮 清理 干净 ， 用放 大 镜 仔 细检 查 焊 道 及 周 围是 否 存在 裂纹 、 离层等 缺 陷 ， 剥 如存 在这些 缺 陷应打磨 掉
图 １ 补焊部位坡 口形式
并重 新补 焊 。
３ ４ 补 焊工艺 ．
（） ６ 焊最后 一 道 盖面 时 ， 道 应 高 出母 材 ２～４ 焊
的隔板安全运行。
关键词 ： 汽轮 机 ； 隔板 ； 裂纹 ； 口铸铁 ； 灰 冷补焊 ； 安全运行 中图分类号 ：Ｋ ２３ ２ Ｔ ６ ． 文献标志码 ： Ｂ 文章编号 ：６ ４—１５ （０ ２ ０ — ０ １— ２ １７ ９ １ ２ １ ） １ ０ ４ ０
０ 引言
某 发 电厂 ２汽轮 机 组 为俄 罗斯 乌 拉 尔 汽 轮 机 制造 厂 生产 的 ⅡＴ一１０ １５—１０ １ ４／ ６ ３／ ５—２型单 轴双 缸 机组 ， 机 组 额 定 功 率 为 １２ＭＷ ， 定 转 速 为 该 ４ 额 ３ ０ ｒｎ 在大 修对 隔板 解 体进 行 检 查 时 ， 现低 ０／ ｉ。 ０ ｒａ 发 压缸 第 ６级隔板 侧部存 在 一条 长约 ３ 的表面裂 ５ ｍｍ 纹 Ｊ 。由于 隔板 对加 工 精 度 要求 较 高 、 作 环 境恶 工 劣、 服役 周期 长且安 全指 数要 求严 格 ， 直被 看做是 一 汽轮 机行 业最 难 制造 的部 件 之一 ， 的质 量 好 坏 直 它
某台300MW机组汽轮机隔板及叶片断裂事故原因分析及处理
所致 。对 此提 出了更换备 用 中压 转子 的 处理 方案 ， 并根 据 此 次 事故 对 同型运 行机 组 提
出 了改 进 建 议 。
［ 关
键 词］ ３ ０ＭＷ 机 组 ； ０ 汽轮机 ； 隔板 ； 片 ； 叶 断裂 ； 焊接 ； 疲劳损 伤
１ ５ｆ ９ ｍ；４号 轴 振 Ｘ 向 为 １ ３ ｍ；４号 瓦振 达 ２ ３ ３ ５
ｆ ５号 瓦振 达 ９ ｍ。 ｍ， ２ ５ １ 月 ３日， 中压缸揭 缸 发 现 ， １ 第 ０级隔 板静 叶脱 落 ７片 ， 叶有 ４处 ７片断裂 脱 落 ， 级隔 板静 叶片 叶 动 该 顶、 叶根 部位 多处 产生 严重裂 纹 ， 隔板体 严重 变形 并 向
由 ５ ｍ 突 升 至 ９ ｍ，振 动 保 护 动 作 停 机 ， 据 ０ｆ ４ｆ 根
Ｄ Ｓ趋 势 ， 机 时刻 ８号瓦 振 ｙ，
发 电机 侧移 位 。
作 者 简 介 ： 孙丽君（９７ ）女 ， １６ 一 ， 毕业于西安交通大学电厂热能动力工程专业 ， 郑州 电力高等专科学校副教授 ， 从事火 电机 组调峰运行与寿命管理
ＣＡＵＳ ＡＮＡＬＹＳ Ｓ ＯＦ ＣＲＩ Ｅ Ｉ ＰＰＬＩ ＮＧ ＦＡＩ ＬＵＲＥ ＦＯＲ Ｐ ０ Ｍ １ ＴＨ ＡＰＨＲＡＧＭ ＤＩ ＡＮＤ ＢＬＡＤＥＳ ｏＦ ０ Ｗ ＴＥＡＭ ３ ０Ｍ Ｓ ＴＵＲＢＩ ＮＥ Ｉ ｏＮＥ Ｎ ＰｏＷ ＥＲ ＰＬＡＮＴ ＡＮＤ Ｓ ＤＩ ＰｏＳ ＡＬ ＴＨＥＲＥｏＦ
Ｓ ＵＮ ｊ ｎ， ｉｅ Ｌｉ ｕ ＮＩＯｕｊ ｉ
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汽轮机叶片裂纹的维修技术分析
汽轮机叶片裂纹的维修技术分析叶片拉筋修补的表面焊缝进行着色检验，按GB4730一94标准要求评定，Ⅰ级为合格；内部焊缝作了两次X光射线探伤，按同一叶片拉筋修补焊缝的前后两张底片进行对照，评定结果按GB3323一87标准要求评定，Ⅰ级为合格。
经检验发现6处不合格，有4处是微裂纹，又经处理再检验直到合格为止。
叶片拉筋断裂经处理修复后投入运行，已近1年，对叶片拉筋修补处进行目视检查，情况良好。
主题词：汽轮机叶片拉筋实验某汽轮机厂与加拿大西屋公司合作生产的小汽轮机，额定功率6600kW，型号G66一0.78(8)（西屋公司型号EMM32A3FP）。
该机为单轴、单缸、新汽内切换纯凝汽式，蒸汽流量34.34t/h，额定转速5400r/min，相对效率78%，运行转速范围3100～5900r/min，脱扣转速6325+100r/min，蒸汽温度537℃。
转子为整锻件，材料为Ni一Cr一M0一V合金钢，西屋公司牌号为10325GP，转子总长3119.4mm、中心距为2286mm，转子装配叶片后总重量为2996kg，动叶片共有6级，都由不锈钢制成，前三级为冲动式、后三级为反动式，所有叶片均为侧装式，叶根为锯齿形。
2001年4月进行小修时，开缸检查发现小汽轮机的第六级即末级叶片拉筋产生裂纹达12处，其中有5处完全断裂，直接威胁机组安全。
一、裂纹检查拉筋长35mm、宽25mm，中间厚约10mm，边厚约8mm，表面水蚀较粗糙。
首先打磨，对整个末级叶片的35个拉筋作全面的渗透检验，检查表面开口缺陷，再根据已出现的裂纹的方向结合X射线透视检验，确保隐患完全查出。
(1)表面渗透检验表面用专用磨头打磨处理后，用刷涂法施涂渗透液，再用干净不脱毛的布将被检面上多余的渗透剂全部擦净，不得用清洗剂直接在被检面冲洗。
显像剂在使用前充分搅拌，施涂应均匀，不要在同一地点反复多次施涂。
经检查发现末级叶片的35个拉筋又有9个拉筋显示裂纹。
(2)X射线拍片检查因拉筋形状不规则，故将300mm×80mm的爱柯华胶片连同300mm×80mm的铅增感屏沿长度方向6等分成80mm×50mm小胶片和配套小增感屏，并裁制大小适合的屏蔽铅板。
1000MW机组汽轮机隔板裂纹缺陷分析及处理
1000MW机组汽轮机隔板裂纹缺陷分析及处理作者：张超来源：《E动时尚·科学工程技术》2019年第11期摘要：某发电公司两台1000MW机组，采用焊接隔板，B级检修过程中发现高、中压隔板表面存在明显裂纹，严重影响机组的安全运行。
针对该问题，进行原因分析并采取处理措施。
通过相控阵检测，发现隔板内外环与静叶之间的深焊缝存在未融合的现象，对全部隔板返厂检修，对隔板存在的裂纹挖除并重新焊接、热处理、机加工。
但该缺陷较为严重，无法满足机组长周期安全运行，需择机对高中压隔板进行换型。
关键词：汽轮机；隔板裂纹0 引言汽轮机隔板是汽轮机本体的重要组成部分，用来固定静叶片和阻止级间漏汽，隔板将汽轮机内部分隔成若干个压力段，使蒸汽通过静叶栅将势能转变为动能，并使汽流按照规定方向流入动叶[1]。
隔板在工作时承受由压差产生的载荷，高压区的隔板承受着高温、高压蒸汽的作用，低压区的隔板承受着湿蒸汽的作用。
汽轮机隔板要求有足够的强度和刚度[2]。
隔板在运行时承受着一个级的压差，尤其在高压部分此压差很大，为保证安全性，隔板必须有足够的强度。
同时，隔板与动叶之间的间隙一般不大，为了防止隔板受力之后产生过大的挠度而造成汽轮机内部动、静部分碰磨，隔板必须有足够的刚度。
隔板分为冲动级隔板和反动级隔板。
其中冲动级隔板分为焊接隔板和铸造隔板，汽缸内壁上有固定静叶的隔板或对隔板进行支撑和定位的隔板套。
反动级隔板通常称为静叶环，汽缸内壁可以安装静叶环或用于支撑静叶环的静叶持环。
1 机组隔板缺陷某发电有限公司2×1000MW机组，汽轮机型号CCLN1000-25/600/600，一次中间再热、四缸、四排汽（双流低压缸）单轴、冲动凝汽式汽轮机。
两台机组分别于2010年10月和2010年12月相继投入运行。
2015年3月，国内某电厂发生中压第二级静叶脱落导致汽轮机动叶损坏事故，鉴于此，汽轮机制造厂进行了事故通报，并要求公司立即进行停机检查。
论给水泵汽轮机隔板裂纹成因及补救措施
论给水泵汽轮机隔板裂纹成因及补救措施1 某市发电厂给水泵汽轮机应用实况概述本文所选取的发电厂给水泵汽轮机动力较强，该机组的汽轮机动力为6000WM，该机组在发电厂生产的应用十分长久，在应用的第10年该发电厂的给水泵汽轮机经历了第三次大修，维修人员在解体维修过程中发现给水泵汽轮机内部第二级隔板的分面处因为原来铸造存在缺陷，引发了给水泵汽轮机隔板裂纹，这种现象的产生直接威胁到了该机组的整体运行安全，对其进行及时焊接修复刻不容缓。
1.1 发电厂给水泵汽轮机隔板裂纹成因分析相关人员根据调查及实际情况了解得知，该发电厂给水泵汽轮机隔板出现裂纹主要有两种原因：一种是给水泵汽轮机设备的铸钢浇注性能不够良好；另一种则是由于该机组本身结构较为复杂。
以下是对这两种给水泵汽轮机隔板裂纹成因的详细分析：1.2 汽轮机铸钢浇注性能不高发电厂所使用的给水泵汽轮机设备内部隔板材料ZG20CrMo中若Cr元素质量分数比较大，那么其在浇注过程中就会影响液态金属的流动，并且会导致充满铸型的能力偏差。
不仅如此，若机组的铸钢件单件的重量及体积较大，也会影响机组铸钢件在浇注过程中的成型能力，由此可见，给水泵汽轮机设备其本身就有诸多铸造的缺陷，比如说缩孔、砂眼、疏松及气孔等缺陷，这些缺陷会导致给水泵汽轮机在发电厂生产应用中随时都有可能出现裂纹现象。
1.3 机组结构较为复杂给水泵汽轮机内部隔板整体结构较为复杂，因此导致隔板局部刚性比较小及结构分布不均匀等问题，那么发电厂利用该机组进行工艺加工时，必定会导致该机组隔板应力分布不均，从而形成应力过于集中，致使给水泵汽轮机隔板出现裂纹。
铸钢件在浇注过程中存在多种类型的缺陷，这些缺陷随着给水泵汽轮机在发电厂的广泛应用会进一步恶化，从而形成隔板裂纹。
隔板裂纹现象过于严重会使给水泵汽轮机无法正常工作，因此当给水泵汽轮机隔板出现裂纹，相关维修人员要及时采取合理措施与技术手段进行修复，只有这样才能确保给水泵汽轮机在发电厂中的应用，保证发电厂运行安全。
汽轮机汽缸内壁裂纹焊接修复
汽轮机汽缸内壁裂纹焊接修复摘要：某热电厂#2汽轮机组A修过程中，通过金属监督检测发现该机组上汽缸内壁低压端有裂纹，由于现场不具备整缸热处理条件，同时为了避免机组受到过大热应力而产生变形，经研究决定采用镍基焊材冷焊工艺修复，焊后裂纹消除，达到预期效果。
关键词：汽轮机；汽缸裂纹；冷焊工艺0 序言某热电厂#2汽轮机组为北京重型电机厂生产的型号B12-90/10机组，汽缸进汽压力9.8MPa，工作温度为540℃。
2020年机组A修时对汽缸磁粉探伤检查时发现汽缸低压端左侧内部存在一长50mm深度10mm的裂纹（如图1）。
经硝酸酒精腐蚀，未发现补焊金属组织，判定缺陷处未经过补焊工艺。
图1 汽缸裂纹位置及外观1 裂纹产生的原因（1）汽缸的形状和结构复杂，过度区域存在很大的厚度变化且角度小，过度区域比较容易产生铸造缺陷以及形成应力集中区，在一些强度较弱的区域将形成裂纹。
由于汽缸结构复杂，在铸造时容易产生气孔、偏析、夹渣、成分超差等缺陷，降低母材强度，容易产生汽缸裂纹。
（2）汽缸长期运行在高温高压环境下，特别是机组启机、停机和负荷变化时，会受到不同的交变应力。
在一些变截面处便容易产生裂纹。
（3）该机组汽缸材质为ZG20CrMoV，铸造时在钢水未完成固态时，冷却温度控制不当使收缩受阻，铸件内就容易产生应力和塑性变形，是铸件产生裂纹的根本原因。
2 汽缸材质介绍B12-90/10型机组是单缸高压汽轮机，缸体由上下两部分组成，该高压缸的材质为 ZG20CrMoV钢，其主要化学成分见表所示，该钢的碳当量在0.45％以上，因而焊接性较差，极易出现裂纹，焊后易在焊缝和近缝区形成塑性差的组织，结构刚性又较大，如焊接工艺不合理，就可能在焊后发生脆裂。
ZG20CrMoV钢的化学成分（质量分数）（%）对于汽缸裂纹的处理普遍采取挖除补焊的工艺，为保证焊接质量的可靠性，工艺要求相当严格。
3 补焊工艺分析和选择3.1采用同质焊材热补焊工艺热补焊是采用与汽缸成分相当的珠光体耐热钢焊条热307，焊前预热150～300℃，焊后高温回火等热处理，严格按工艺要求，焊缝性能与母材相近。
火力发电厂300MW机组汽轮机隔板静叶片裂纹的焊接修复
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工
维普资讯
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（）对残余应力影响 超声波冲击试验在结构件车 １
间进行 ，试验对象为 ９３ 、后车架 ，试 验结果 如表 ｌ ５前
复措施。
一
部 留有 ２ ｍ间隙 。 ａ ｒ
２ 焊接方法 ．
焊条电弧焊方法操作简单 ，使用灵活方 便 ，焊接质 量稳定。因此本次修复采用焊条电弧焊 ，直流反接。
３ 焊接材料的选用 ．
、
焊接性分析
为保证静 叶片修复后具有 足够高的高温 强度 、相同 的导热性 能及热膨胀性能 ，选用 与叶片材质相 同的不锈
¨ ． ≤Ｏ． Ｏ一 ６—
含餐 ．２ ≤Ｏ １ ≤１０ ≤Ｏ９ ．０ ．０
１ ５ ３．Ｏ １．０ ２
≤Ｏ ００≤００ ．３ ．３
刚度 大或焊缝 Ｌ含氢量较 高，从 高温直接 冷却至 １０ 卜 Ｉ ２～
１０ ５ ％以下 时 ，很容 易产生 冷裂纹 。针 对 以上 特点 ，决 定选 用 母材成分十 近的 氏体 锈 钢焊条 。 Ｈ
超声 冲击
Ｑ ３ Ｂ十 字接 头 ２５
处 理
为 压应 力
—２ ８． ４ ０ —４ ５ ２
后 车架
５ ５ ７． ９ ４
Ｑ４ ３ ５对 接 接 头 Ｑ３５对 接 接 头 ４
焊 态 超 声 冲击
２３ ５ ２３ ５
由表 １ 以看 出，焊接接 头经过超声处 理后 ，可以 可
元 素 Ｃ Ｍｎ Ｓ ｉ Ｃ ｒ Ｎ ｉ Ｓ Ｐ
导热性较碳钢差 ， 导致热影响 区出现更为陡 降的温度 易
梯度 ，加上组织转变时的体积变化 ，可引起较高 的内应 力 ，从而进一步提高 ｒ冷裂倾 向。因此对 它的热加Ｔ必 须严格控 制热输入 ，避免冷 裂纹 的产生。如果焊接接头
汽轮机中压隔板变形分析及处理
汽轮机中压隔板变形分析及处理摘要：某机型中压隔板变形，级间间隙减小，影响机组运行安全及经济性。
本文通过对隔板的设计结构进行分析、强度核算，列出了隔板变形的主要原因，提出了隔板修复及处理方案。
本文对同类型机组大修时对隔板的检查及修复处理提供了参考，同时对隔板的设计提出了建议。
关键词：汽轮机；隔板；变形；分析；处理Analysis and Treatment of Deformation ofIP Diaphragmsfor Steam TurbineZhu Jiang1(Sichuan Huadian Gongxian Power Generation Co.,Ltd., Yibin Sichuan,644502)Abstract: The deformation of the IP Diaphragms of a s team turbine, which affects the safety and economy of the unit operation. This article analyzes the design structure and strength calculation of the diaphragms, lists the main reasons for the deformation of the diaphragms, and proposes a repair and treatment plan for the diaphragms. This article provides reference for the inspection and repair of diaphragms during major repairs of similar units, and also provides suggestions for the design of diaphragms.Key words :S team Turbine DiaphragmDeformation Analysis Treatment1 概述某公司2×600MW汽轮机组为超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽凝汽式汽轮机。
500MW汽轮机低压缸隔板裂纹原因及处理
500MW汽轮机低压缸隔板裂纹原因及处理Causes and Prevention on Baffle Crack of500MW Steam Turbine LP Cylinder薛晓峰1,潘恒喜1,薛晓锐2(1.大唐长山热电厂,吉林 松原 131109; 2.内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司,内蒙古 霍林郭勒 029200)摘要:伊敏发电厂500MW汽轮机低压缸40级隔板中分面出现裂纹的原因进行了分析与处理,确定了合理的补焊方案及工艺,供铸铁件补焊修复缺陷时参考。
关键词:铸铁;隔板;裂纹;冷焊修复[中图分类号]TK263.2 [文献标识码]B [文章编号]100427913(2002)10-0015-03 伊敏发电厂1号汽轮机为俄罗斯列宁格勒金属工厂制造的K-500-2315-4型单轴、超临界、一次中间再热、四缸、四排汽凝汽式汽轮机,具有容量大、效率高、运行稳定的优点。
2001年5月25日对低压缸40级隔板解体检修时,发现第40级隔板结合面处有裂纹,已危及机组的安全运行。
大修中决定将裂纹挖除,补焊修复。
运行1个大修周期后,在2005年6月的大修中,对原补焊处进行复检,未发现补焊区域表面产生新的裂纹,补焊工作取得了成功。
1 产生裂纹的原因111 裂纹情况用着色探伤及钻孔法检查低压缸40级隔板结合面,裂纹长150mm,深20mm。
112 产生裂纹的原因11211 铸铁浇注性能不好低压缸隔板的材质为灰铸铁,铸铁为HT20-40。
灰口铸铁的碳以片状石墨的形式分布于铸铁基体中,断面呈暗灰色,故称灰口铸铁。
由于片状的石墨割裂了铸铁的基体组织,因此,灰口铸铁的抗拉强度低,缺乏塑性。
灰口铸铁具有良好铸造性和切割性能,价格便宜。
同时,由于灰口铸铁中石墨以片状存在,具有良好的耐磨性,抗震性和切削加工性,并具有较高的抗压强度,故在工业上运用极为广泛。
但在浇注时,如果其液态金属的流动性不好,充满铸型的能力较差。
再加上铸铁件单件的体积、重量大,会影响铸铁件在浇注时的成型。
汽轮机隔板开裂原因分析及处理
汽轮机隔板开裂原因分析及处理介绍了某厂9E燃气轮机联合循环机组中的汽轮机一、二级隔板多处开裂，从隔板结构和运行工况分析裂纹产生的原因，提出了现场修复方案，为同类型机组修复开裂隔板提供参考。
标签：汽轮机;隔板;裂纹;冷焊0引言某电厂安装有两套S109E燃气-蒸汽联合循环机组，其配置型式为1台燃机+1台汽轮机+2台发电机+1台余热锅炉，两班制运行方式。
汽轮机由哈尔滨汽轮机厂制造，型号为N60-/5.6/O.56/527/255。
该汽轮机为双压、单轴、单缸、冲动、凝汽式机组，整个汽缸由汽缸前部、汽缸中部和排汽缸组成。
汽缸内部装有高压蒸汽室、高压内缸、三级隔板套和前后汽封。
高压内缸装有1～6级隔板，其后的I级隔板套安装有7～11级隔板，II级隔板套安装有12～14级隔板，III级隔板套安装有15～16级隔板;17、18级直接装在汽缸上。
第一套机组于2004年5月投运，在2018年11月，机组第三次大修，发现汽轮机一、二级隔板，均有较长的开裂缺陷，直接影响到隔板的继续使用。
为保证机组安全投入运行，对隔板开裂进行了原因分析，并采取现场焊接的方法，实现了隔板现场修复。
1汽轮机隔板开裂原因分析机组大修，汽轮机解体后发现一级隔板上半内环有长约100mm的断续性裂纹（如图1），二级隔板上半外环有两处严重开裂，有一处长度达280mm（如图2），一处长度约120mm。
隔板结构如图3、4所示，其中1为隔板外环，5为隔板内环，3为导叶片，2为外围带，4为内围带。
汽轮机隔板体材质为ZG20CrMoV，是铸钢件。
由于材料中Cr元素的质量分数较大，在浇注时，其液态金属的流动性不好，充满铸型的能力差，容易形成如气孔、砂眼、疏松、缩孔铸造缺陷，经过长期的高温运行，这些缺陷可能会发展成裂纹。
另外，隔板结构较复杂（见图5），汽轮机静叶镶嵌隔板环上（静叶材料为1Cr11MoV），隔板环（内外）材料为12Cr1MoV，与铸钢隔板体焊接而成，是合金钢与铸钢件的焊接，焊接厚度较大，需要严格的预热、热处理和防止隔板变形的工艺，焊接产生的残余应力，容易造成铸钢件的拉裂，特别在有外力作用时，脆硬的铸钢材料容易开裂。
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汽轮机隔板裂纹的分析及焊修复
1裂纹产生原因分析
1.1铸钢浇注性能不好
汽轮机隔板材料ZG20CrMo中Cr元素的质量分数较大，在浇注时，其液态金属的流动性不好，充满铸型的能力较差。
此外，铸钢件单件的体积大、重量大，影响铸钢件在浇注时的成型能力。
因此ZG20CrMo铸钢件本身就存在较多的铸造缺陷，如气孔、砂眼、疏松、缩孔，在运行中，这些缺陷随时会发展成裂纹。
1.2结构复杂
汽轮机隔板结构复杂，造成局部刚性小，结构的刚性不均匀，在工艺加工时，必然出现应力分布不均匀，形成严重的应力集中现象。
由于铸钢件的结构特点，在浇注时极易产生不同类型的铸造缺陷，如气孔、砂眼、疏松、缩孔，这些缺陷在运行中还会扩展成裂纹。
铸钢件的结构刚性大，焊接后的残余应力水平高。
这类材料的焊接性又不好，在补焊过程中，工艺不合理，极易产生裂纹，促使铸钢件原有的铸造缺陷诱发成裂纹。
由于结构形状的复杂，焊后残余应力分布不均匀，造成局部地方变形不均匀，扩大了整体的变形量，而隔板是配合件，具有严格的形状和尺寸要求，这给补焊带来很大的困难。
2铸钢裂纹补焊方案的选择
珠光体铸钢件的常规补焊工艺有两种：采用奥氏体耐热钢焊条的冷补焊方案和采用珠光体钢焊条的热补焊方案。
2.1奥氏体耐热不锈钢焊条冷补焊
2.1.1冷补焊工艺的优点
冷补焊的焊缝金属是奥氏体组织，焊接过程中不发生相变，且焊缝的塑性和韧性较好，因此可不预热，也不需焊后热处理，简化了补焊工艺，避免铸钢件受到过大的热作用，从而减小被焊件的应力和变形；奥氏体组织对氢有较大的溶解度，可避免焊缝产生氢致裂纹，减少珠光体组织的近缝区产生氢致裂纹的可能；奥氏体组织的缺口敏感性比珠光体组织低，即使焊缝内部有裂纹也不易扩展；奥氏体组织焊缝金属的屈强比小于珠光体组织的，因而在应力作用下，必然产生塑性变形，从而使应力得到松弛，避免了结构的破坏。
2.1.2冷补焊存在的缺点
a) 补焊近缝区的淬硬问题
冷补焊时近缝区的冷却速度较大，最高可达120 ℃/s，在补焊的近缝区不可避免地产生淬硬组织。
这种高硬度、低塑性的淬硬层约有1 mm宽，给补焊接头的性能带来不利影响。
b) 奥氏体焊缝金属σ相析出脆化
奥氏体焊缝金属长期在高温下运行，将有σ相析出。
σ相是Fe和Cr的金属间化合物，性脆而硬。
它的析出物一般分布在奥氏体晶粒的边界处，使奥氏体焊缝的韧性下降。
有资料表明，18Cr8Ni奥氏体焊缝金属在高温下长期运行1 000 h，由于σ相析出，使焊缝的韧性变化幅度很大，最低韧性值降至原韧性值的10%左右。
c) 奥氏体焊缝金属与珠光体母材之间的碳扩散问题
奥氏体焊缝与珠光体母材间的合金含量相差十分悬殊，特别是Cr元素的质量分数相差更大，构成了母材的碳向焊缝扩散的条件，从而在近缝区母材侧出现脱碳层，铁素体晶粒长大，强度下降，在机组启停的热循环过程中，沿脱碳层产生热疲劳裂纹而破坏。
d) 接头产生的附加应力
奥氏体与珠光体的线膨胀系数不同，在今后的运行中，由于温度的变化，及起停的热循环过程中，在接头的界面将产生附加热应力，随着这种热循环次数的增加，热应力变化将引起接
头的热疲劳破坏。
2.2珠光体耐热钢焊条的热补焊
热补焊工艺由于补焊填充材料与铸钢件材料基本一致，在高温运行条件下，不会出现冷补焊时存在的σ相析出等问题，补焊接头的性能稳定。
但是，热补焊工艺复杂，需对隔板进行预热和焊后热处理，由于附加加热次数的增加，大大增加了铸钢件补焊的残余变形量。
而隔板有一定的尺寸要求，因此在热补焊过程中严格控制变形是非常必要的。
热补焊虽然采取了许多工艺措施，但实践表明，用热焊方法补焊的焊缝，应力水平仍是较高的，有时接近母材的屈服极限，又由于珠光体组织的焊缝塑性和韧性均较奥氏体焊缝差。
为减少应力水平，补焊过程中应严格控制预热温度、热处理温度和层间温度，尽量减小焊接应力，改善焊缝组织。
为了保证补焊后焊缝组织的性能，避免冷焊带来的不稳定性，我们决定采用珠光体耐热钢焊条的热补焊工艺。
3焊接性分析
给水泵汽轮机隔板体材质ZG20CrMo，以Cr, Mo为主要合金元素的珠光体耐热钢, 其化学成分和力学性能见表1。
珠光体耐热钢由于含碳及合金元素较多，焊缝及热影响区容易出现淬硬组织，当焊件刚性较大及接头应力大时，容易产生冷裂纹，应进行焊前预热与焊后热处理，以减小焊接残余应力从而减少冷裂纹的产生。
但是，铸件现场补焊的工件体积大、结构复杂，很难对补焊处进行常规的充分预热和焊后热处理。
由于工件结构刚性大，拘束度大，局部补焊时产生的焊接拘束应力较大，同时冷却速度大，散热快，难于用局部加热的方法来控制焊接时的冷却速度，预热、焊接和焊后热处理都可能造成变形等种种特点，给补焊工作增加很大的难度。
使用奥氏体不锈钢焊条对此类铸件进行冷补焊虽然能解决上述部分问题，但焊缝与母材是异种金属结合，存在着熔合区脆性过渡层、熔合线两侧碳迁移、线膨胀系数不同等问题，补焊区域的长期安全运行受到影响，因此决定采用同质焊材补焊。
同质补焊必须同时充分考虑工件的体积、结构、刚性、冷却等多种因素的组合，采用适当的焊接工艺参数、预热和后热温度、冷却速度等才能保证补焊工作的成功。
邹一汽机石凯。