有關(guān)汽包現(xiàn)場焊接修復(fù)時的變形及其控制

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com第41卷第6期鍋爐技術(shù)Vol_4l，NO．62O10年11月BOIIERTECHNOIOGYNOV．2010文章編號：CN311508(2010)11—0051—05汽包現(xiàn)場焊接修復(fù)時的變形及其控制陳忠兵，趙建倉，孫志強，韓和平，張學(xué)誠，鄧乾耀，梁振新，成鵬(1．蘇州熱工研究院有限公司，江蘇蘇州215004；2．江蘇電力建設(shè)第一丁程公司，江蘇南京210028)關(guān)鍵詞：汽包；管接頭；修復(fù)；變形摘要：汽包修復(fù)時筒體產(chǎn)生過大的塑性變形將嚴(yán)重影響其安全運行與使用壽命。結(jié)

2、合某火電機組汽包管接頭更換修復(fù)工程，設(shè)置10組變形監(jiān)測點，對修復(fù)時汽包變形的大小、方向進行了全過程監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果顯示，修復(fù)過程中汽包軸向膨脹伸長量較理論計算值??；汽包垂向發(fā)生上撓變形而不是下垂。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因在于：修復(fù)過程中汽包簡體存在周向溫差與內(nèi)外壁溫差，汽包膨脹伸長量超過吊桿偏移極限后汽包膨脹受阻。理論分析與工程實踐表明，避免汽包修復(fù)產(chǎn)生永久塑性變形的技術(shù)關(guān)鍵是：控制汽包簡體溫差，減輕汽包膨脹阻礙，減小焊接殘余應(yīng)力，控制吊桿溫度在合理范圍。中圖分類號：TK226．2文獻標(biāo)識碼：B汽包重量G

3、一9．0×10kg，集中下降管每根0前言重量G一1．0×10kg，分散下降管每根重量G。=某電站200Mw超高壓鍋爐汽包汽水聯(lián)接9．0×10kg。校核時取文獻[1]給出的材料物理管管接頭角焊縫存在嚴(yán)重超標(biāo)缺陷，壽命評估要性能與力學(xué)性能數(shù)據(jù)。求對全部125個管接頭更換修復(fù)。．該修復(fù)的技1．1汽包彎曲應(yīng)力校核術(shù)難點之一是汽包筒體產(chǎn)生難以校正的塑性變圖1中截面I為汽包最大彎曲力矩截面，截形。過大的塑性變形，將增加汽包的附加應(yīng)力，面1I為汽包最小抗彎斷面系數(shù)截面。根據(jù)降低汽包的使用壽命，影響汽包的安全運行

4、。本GB9222—2008，對截面l、II進行彎曲應(yīng)力校核：文在對修復(fù)過程中汽包受力和變形分析的基礎(chǔ)口1—8．39MPa，一8．45MPa，均遠小于600℃上，提出了變形監(jiān)測與變形控制措施，實施后獲時，BHW35鋼的屈服點353MPa，彎曲應(yīng)力滿足得了完整的汽包形變歷程，保證了修復(fù)過程中發(fā)要求。生的變形為可回復(fù)的彈性變形，確保了汽包的成1．2吊桿受力分析功修復(fù)。吊桿材料為SA387—70，強度高于2O鋼。DL／T734—2000規(guī)定，汽包修復(fù)時，吊桿溫度不超1汽包修復(fù)時的強度校核與變形分析過400

5、℃。根據(jù)JB／T6735—93計算，修復(fù)過程中待修復(fù)汽包長21814mm，內(nèi)徑1600mm，壁吊桿最大受力d一18．5MPa，小于2O鋼400℃時厚95mm，材質(zhì)BHw35。汽包布置有125個管的許用應(yīng)力Eo3—87．0MPa。在標(biāo)準(zhǔn)要求的吊桿徑在108～159mm之間的汽水聯(lián)接管管接溫度范圍內(nèi)，吊桿強度滿足要求。頭，另有6根集中降水管與12根分散降水管管接1．3汽包撓度頭，如圖1所示。修復(fù)時降水管仍與汽包連接。將汽包筒體簡化成外伸簡支梁，將吊桿簡化汽包設(shè)計工作溫度為343℃，修復(fù)焊后熱處理溫成簡

6、支梁支點_2]，600℃時，汽包撓度廠一3．6mm，度為600℃，因此需要對熱處理溫度下汽包的強最大撓度位于汽包中心。從撓度看，熱處理過程度與變形進行校核與分析。中，汽包可以不增加懸吊或支撐。收稿日期：2009—09—20；修回日期：2009—1210作者簡介：陳忠兵(1966)，男，湖北荊州人，教授級高級工程師，博士。主要從事焊接接頭失效分析研究。學(xué)兔兔www.xuetutu.com鍋爐技術(shù)第41卷w／(m·℃)時．即自然對流空氣中，吊桿絕大部左右分部位溫度超過400℃。一80w／(m·℃)時，

7、即強制對流空氣中，吊桿僅與襯板接觸的局部區(qū)罔1汽包結(jié)構(gòu)與變形測點位置(1號～10號)簡圖域溫度在400℃以上。2汽包變形監(jiān)測與控制措施修復(fù)中汽包總變形可分為彈性變形、塑性變形、蠕變變形和熱變形分量。修復(fù)中需要避免的是汽包產(chǎn)生不可回復(fù)的永久塑性變形。導(dǎo)致汽包產(chǎn)生塑性變形的原因有：汽包膨脹受阻產(chǎn)生的拘束應(yīng)力；汽包溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力；焊接殘余應(yīng)力；吊桿溫度過高發(fā)生塑性伸長導(dǎo)致的汽包附加應(yīng)力。因此，修復(fù)中需要采取相應(yīng)的變形監(jiān)測與控制措施。(a)對流換熱系數(shù)25W／(m2·℃)2．1變形監(jiān)測設(shè)置了10組汽包變

8、形監(jiān)測點，具體位置如圖1。其中1號與2號、9號和10號測點組合，分別監(jiān)測汽包左右側(cè)橫向、縱向與垂向變形，3號～8號監(jiān)測各處縱向與垂向變形。圖2為9號、l0號測點現(xiàn)場照片。焊接時，每12h記錄一次變形。焊后熱處理時，每lh記錄一次變形。(}，)對流換熱系數(shù)8(1W／(m2·℃)圖3空氣不同對流換熱系數(shù)下吊桿與墊板溫度云圖(岡示吊桿與襯板l／2橫截面)為此，設(shè)計了1套以壓縮空氣為冷卻介質(zhì)的吊桿冷卻裝置，通過閥門調(diào)節(jié)壓縮空氣流量，以同29號、1O號變形監(jiān)測點照片調(diào)節(jié)和控制吊桿和襯板溫度。