凝汽器与低压缸接缸焊接工艺及变形控制

凝汽器与低压缸接缸焊接工艺及变形控制尹丛志（上海电力安装第一工程公司上海市200090）摘要：上海奉贤燃气发电厂汽轮机低压缸与凝汽器采用现场焊接,规范要求焊后低压缸在横向、纵向、垂直方向的最大变形量均≤0.1mm。为此采用4人对称，分段退焊的焊接方法,焊接时对各部位用千分表监控。先4人同时点固,然后4人同时打底焊,从里向外,分段退焊。从焊接完成后最终测量的变形结果看,最大变形量控制在0.1mm范围内,达到电力建设规范的要求。关键词：低压缸凝汽器分段退焊法变形控制1概述上海奉贤燃气电厂工程在建两台F级（2×430MW级）燃气-蒸汽联合循环热电机组,本工程汽轮机组采用上海电气电站设备有限公司生产的N-11400凝汽器。该凝汽器系单壳体，单背压，对分双流程，表面式凝汽器。由于凝汽器与低压缸联接时的焊接变形将直接影响低压缸的安装质量，进而影响汽轮机的安全和稳定运行，所以这里是整个凝汽器焊接的关键环节。由于此时的低压缸已经找正扣缸完毕，当变形量大于低压缸弹性变形（0.10mm），将产生塑性变形造成低压缸的永久变形；而且焊接变形将直接影响轴封的通流间隙，因此要求联接时的低压缸在水平垂直和汽轮机轴向的移动量都要控制在0.1mm以内。图1焊接部位结构尺寸及焊接方式汽轮机的低压缸由钢筋混凝土结构支撑,低压缸与凝汽器的连接采用现场焊接方式,连接部位为7240mm×5175mm的长方形,焊接部位结构尺寸及焊接方式如图1所示。焊接母材材质为Q235-A。由于该焊缝的厚度大于30mm,根据规范要求,焊后应对焊缝进行热处理以消除焊接应力,但由于连接部分焊缝较长,且焊缝背部到机座钢筋混凝土面的距离只有60mm,现场条件无法进行热处理工作。为了保证焊接质量,必须采取特殊的工艺措施来控制及消除焊接应力。2控制变形的工艺措施及施工方案为了保证焊接过程中低压缸在各个方向的最大变形量不超过0.1mm,采用分段退焊的方法进行焊接,并对各个部位的焊接变形量随时监控,发现超标及时利用机械方法进行应力消除。2.1在低压缸的四角及汽封瓦窝处架设百分表监视低压缸的变化；2.2采用分段退焊法进行焊接，以减少焊接热输入产生的变形。具体方法步骤：根据焊缝尺寸,焊接采用4人对称焊,四名焊工分列长方形焊缝四个边，焊接时焊缝分段及焊接顺序均安图2所示，各段的长度应尽量相等。每段焊接长度300mm,每遍焊缝厚度4～5mm,焊接速度要求4人速度基本相同;焊接采用单道横焊,必须将一道焊到头后方可进行下道焊接,且焊缝接头处最少错开5mm。具体步骤如下。图2焊接顺序及焊接方向示意图(1)首先进行点固焊。点固焊前将所有千分表调至零位进行监控,要求4人同时开始点固焊,每隔300mm焊接100mm,焊缝厚度4～5mm,采用规格为J507、φ4.0mm的焊条,焊接电流为140～150A。点固时先点固间隙小的部位,后点固间隙大的部位。(2)点固焊全部完成后,4人同时开始打底焊。同样采用507、φ4.0mm的焊条和焊接电流140～150A,焊接方向采用从里向外,分段退焊。(3)打底焊全部完成后,4人同时开始焊接,焊接采用507、φ4.0mm的焊条,选用焊接电流160～170A。2.3施工时设专人统一指挥机务班组安装千分表监测汽缸台板变形情况如有异常立即通知焊工停焊以便采取措施处理。2.4焊接时的焊接应力是不可避免的。为了消除焊接应力、控制变形量,应利用锤击法消除焊接应力。3质量检验焊接完毕后，焊工必须对所完成的焊缝清理药皮后进行100%自检，焊缝表面不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、焊瘤、电弧擦伤等缺陷。发现有表露缺陷时，用磨光机将缺陷彻底清除干净后，重新焊接，焊接要求同正常焊接。3.1焊接质量检验采用焊工自检、施工单位专检、监理及业主检验的分级验收制度。最终焊缝成型良好，焊缝边缘圆滑过渡到母材，焊波均匀，焊缝匀直。焊缝符合DL/T5210.7-2010表5.0.2-4D类工程焊接质量验收评定标准。3.2对所有焊接完成的焊缝，验收完成后做焊缝表面渗透检验。所有焊接焊缝在焊完后均进行渗透检验，检验结果达到JB/T4730.5-2005I级，检验比例100%。3.3千分表变形量结果。由现场施工人员现场记录，四块千分表最终变形量如表1所示。表1凝汽器接缸最终变形量表1（mm）表2（mm）表3（mm）表4（mm）初始值0.05000.05000.05000.0500最终值0.03210.03180.03430.0335变形量0.01790.01820.01570.0165从表1可以看出,汽轮机低压缸与凝汽器的连接应用上述方法进行焊接,取得了令人满意的效果,最大变形量控制在0.1mm以内,达到了要求。4结束语在低压缸与凝汽器接缸焊接过程中，通过采用预设合理的焊接顺序和分段退焊法焊接工艺，控制焊接线能量的输入减少焊接应力，局部焊接调整变形等措施，从而保证了接缸焊接完成后凝汽器密封性能良好，低压缸变形量在可控范围内，为下一步汽轮机整体安装质量创造了有利条件。参考文献[1]祝晓燕,袁景泉,张红莲.350MW汽轮机低压缸与凝汽器焊接变形的控制[J].电力建设,2001年1月,22(1).[2]禹长春.火力发电厂凝汽器接缸焊接工艺优化[J].工程建设标准化,2015年5月,198.[3]宋世遥.低压缸排汽口与凝汽器喉部连接的焊接工艺[J].电力建设,1986年,11.