峽機(jī)組異鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究

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1、三峽機(jī)組異鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究三峽機(jī)組異鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究三峽機(jī)組異鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究三峽機(jī)組異鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究三峽機(jī)組異鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究三峽機(jī)組異鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究三峽機(jī)組異鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究三峽機(jī)組異鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究三峽機(jī)組異鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究三峽機(jī)組異鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究三峽機(jī)組異鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究//三峽機(jī)組異鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究鄭本英摘要本文介紹7三峽機(jī)組異種鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝研究中的技術(shù)關(guān)鍵與解決經(jīng)過(guò),特剮~oCrl3NISMo’I~扳的非正太熱處理工藝研究,下環(huán)的水壓機(jī)成形,以殪異種銅葉片的熔嘴電渣焊工藝研究.這些都是國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)的,井已在安康轉(zhuǎn)輪中

2、成功應(yīng)用,從而為今后三峽轉(zhuǎn)輪的研制提供7可供借鑒的技術(shù)儲(chǔ)備.異種鋼焊接轉(zhuǎn)輪在國(guó)內(nèi)系我廠首創(chuàng),經(jīng)二十余年的制造與運(yùn)行實(shí)踐,證明是成功的.為了更上一層樓,使它能用于三峽水輪機(jī)巷蟄,就須對(duì)異種鋼焊接轉(zhuǎn)輪進(jìn)行結(jié)構(gòu),材料與工藝優(yōu)化.經(jīng)過(guò)多次論證,最后推出以葉片中部為界,上部用2OMnSi鋼,下部用oCt13NiSMo鋼的新型異種鋼焊接轉(zhuǎn)輪,并決定將下環(huán)由鑄鋼改為用新研制的oCr13NI5Mo(即S135)不銹鋼板制造.為了驗(yàn)證此項(xiàng)新型結(jié)構(gòu)的異種鋼焊接轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的可行性,我們決定以安康電站2oOMW的5.5m轉(zhuǎn)輪作為三峽機(jī)組的異種鋼中間試驗(yàn)轉(zhuǎn)輪,列入三峽機(jī)組的科研項(xiàng)目,進(jìn)行綜合

3、性的工藝研究.仿三峽結(jié)構(gòu)的安康異種鋼焊接轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)如圖1所示.與過(guò)去的異種鋼焊接轉(zhuǎn)輪不同之處是,葉片用20MnSi鋼和0Crl3Ni5MO鋼括葉片的3—3截面拼焊(原全是不銹鋼葉片),下環(huán)用120mm厚的SI3B不銹鋼板制造(原為2OMnSi鋼鑄造),為滿足其連接外止漏環(huán)的需要,在下環(huán)外附焊有碳鋼的鋼板襯環(huán).采揭時(shí)間:19黿1年j月7日由于下環(huán)的工作應(yīng)力很低,麗S135不銹鋼板的服屈強(qiáng)度在9ooMPa以上,根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn),采用此類高強(qiáng)度馬氏體不銹鋼板制作轉(zhuǎn)輪下環(huán),可大幅度地減薄下環(huán)厚度.為此,我們選用120mm厚鋼板,并使每面的加工余量由I5~2Omm)壓縮了約5

4、0.這樣,既節(jié)省鋼材,又便于成形,還使下環(huán)重量接近蘇聯(lián)的不銹鋼板制造的下環(huán)的水平(見(jiàn)表1().而啥爾濱電機(jī)廠制造的白山機(jī)組,雖然直徑與安康機(jī)組相同,但轉(zhuǎn)輪下環(huán)卻用160ram厚的$135不銹鋼板制造,比安康下環(huán)厚1/3.轉(zhuǎn)輪采用異種鋼組焊,國(guó)外應(yīng)用得甚少,只是偶爾使用過(guò),尚屬試驗(yàn)性質(zhì),未獲得推廣.如蘇聯(lián)在六十年代初,制造布拉茨克217MW水輪機(jī)的5.5m轉(zhuǎn)輪時(shí),在最后就曾采用過(guò)上冠,下環(huán)為20MnSi鑄鋼,葉片為0Crl2NiCu鑄鋼的異種鋼焊接轉(zhuǎn)輪(見(jiàn)圖2(.)),但未介紹具體工藝.英國(guó)在1964年倒是簡(jiǎn)要報(bào)導(dǎo)過(guò)葉片為B.S.1630A不銹鋼,上冠,下環(huán)為碳

5、鋼的異種鋼焊接S丁圖1安康200MW水輪機(jī)異種鋼焊接轉(zhuǎn)輪表1安康轉(zhuǎn)輪與蘇聯(lián)不銹鋼轉(zhuǎn)輪重量比較轉(zhuǎn)輪的制造工藝.諺工藝與我廠過(guò)去采用的帶過(guò)渡層的焊接工藝大相徑庭,葉片兩端須在預(yù)熱240℃后堆焊Cr20Ni10～2.5Mo的奧氏體不銹鋼過(guò)渡層,經(jīng)620~640℃消應(yīng)回火后鏟磨K型坡口(見(jiàn)圖3).組裝后,將上下接頭預(yù)熱50℃,用同樣焊條進(jìn)行焊接,要求層間溫度控制在50～150℃,焊后作580~600℃回火,焊縫用著色滲透法檢查(.而我廠則是在碳鋼上冠與下環(huán)上堆焊Cr18Ni12Mo2V過(guò)渡層,而后,又改為不堆焊過(guò)渡層的直接組焊工藝.1984年春,筆者赴美考察時(shí),曾見(jiàn)到

6、過(guò)A—c公司在焊接m七葉片的低水頭,無(wú)下38環(huán)的38.7MW異種鋼焊接轉(zhuǎn)輪[‘](見(jiàn)圖4).旨圖2蘇聯(lián)布拉茨克217MW水輪機(jī)異種鋼焊接轉(zhuǎn)輪蹦3帶過(guò)渡層的異種鋼轉(zhuǎn)輪焊接接頭圖4無(wú)下環(huán)的混流式水輪機(jī)異種銅焊接轉(zhuǎn)輪以上就是我們?cè)趪?guó)外搜集到的異種鋼焊接轉(zhuǎn)輪資料.從搜集到的資料看,目前國(guó)外水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪,幾乎全是由碳錒或不銹鋼蛆焊的同種鋼焊接轉(zhuǎn)輪.當(dāng)代的7QoMW的大古力,依泰普機(jī)組轉(zhuǎn)輪均為碳鋼焊接轉(zhuǎn)輪,面蘇聯(lián)卻較多采用全部用0Crl2NiCuOOCr12Mi3Cu不銹鋼焊接的轉(zhuǎn)輪(見(jiàn)表1[]).綜上所述,可以看出,國(guó)外迄今仍對(duì)異種鋼焊接轉(zhuǎn)輪持懷疑態(tài)度,這也是臺(tái)作制造的五

7、強(qiáng)溪機(jī)組8.5m轉(zhuǎn)輪采用異種錒焊接遭排斥的原因.其次,就安康這一試驗(yàn)轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)而言,除葉片采用異種鋼組焊為國(guó)外前所未有外,其余則都是屢見(jiàn)不鮮的.如葉片采用拼接,這實(shí)際是從帶葉片凸臺(tái)的上冠,下環(huán)演變而來(lái)的.如大古力700MW~9250mm轉(zhuǎn)輪,各葉片就是拼焊的:],甚至將葉片中部的拼接作為廠內(nèi)分瓣制造,至電站組焊成整體轉(zhuǎn)輪的一種手段.如德國(guó)制造的卡巴拉巴莎機(jī)組,轉(zhuǎn)輪分三瓣運(yùn)往電站(見(jiàn)圖5(]),日立制造的麥卡不銹鋼轉(zhuǎn)輪分上,下兩半運(yùn)往電站組焊.)等.設(shè)在葉片中部的接頭,尚有工作應(yīng)力較低,曲率較小,利于無(wú)損探傷等優(yōu)點(diǎn),而且,其接頭焊接工作量與焊材消耗,均比T型接頭

8、少3O～4O.此外,還將解決特大葉片的