[发明专利]一种用于在线修复主蒸汽管道堵阀裂纹的异质冷补焊工艺

说明书

本发明公开了一种用于在线修复主蒸汽管道堵阀裂纹的异质冷补焊工艺，具体涉及管道补焊技术领域，包括裂纹走向和深度判断、裂纹预处理、局部预热、焊接、焊后处理和焊接检测六个步骤，使用角向砂轮机沿裂纹向内壁深处打磨出焊补U型坡口，并打磨裂纹周围阀体表面作为补焊区，采用敷焊打底层，打底层和焊道填充补焊的焊接方式对补焊区进行均匀焊接。本发明通过判断裂纹深度，并综合考虑裂纹的走向和长度，选择合适的补焊工艺，冷焊法选取高铬高镍的镍基焊材进行修复，焊接工艺过程简单，修复速度快，综合成本低，对裂纹预处理，方便焊料粘接，采用打底层和焊道填充补焊工艺，提高焊接的质量，保证管道在高温高强度工况下使用。

技术领域

本发明涉及管道补焊技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于在线修复主蒸汽管道堵阀裂纹的异质冷补焊工艺。

背景技术

某热电厂的2×300MW亚临界参数机组主蒸汽管道设计工作温度为540℃，设计压力为19.6MPa，机组累计运行54000h时发现主蒸汽管道堵阀阀体通道与颈部结合处外壁有一条长约200mm的裂纹，主蒸汽管道水压堵阀为铸钢件，材质为ZG15Cr2Mo，裂纹部位在阀门蒸汽出口侧，裂纹处阀体厚135mm，表面裂纹长约200mm，位于阀体通道与颈部结合处截面形状变化部位，阀壳有一定厚度差，外形不规则。经与制造厂沟通，堵阀制造后没有经过长时间的时效处理，存在较大内应力，加之阀体表面存在大量表面密集气孔、疏松等铸造缺陷，在机组长期高温运行形成裂纹导致阀体表面开裂。

对该类裂纹缺陷可分别采用热补焊工艺和冷补焊工艺两种方法进行焊接修补，具体选择哪种方法应结合现场处理条件、经济性、工期和裂纹的长度、深度、走向等因素综合考虑。对比两种焊补工艺中，热焊法的焊接材料合金成分与基体相近，属于同质焊补工艺，但热焊法热处理工艺复杂，修复工况不良，需焊前预热，焊后进行去应力回火处理，由于阀体形状不规则，壁厚较大，现场加热装置布置困难，影响精确控制温度，导致难以保证热处理质量，且施工周期较长，而冷焊法补焊后不需热处理，焊接工艺过程简单，修复速度快，综合成本低，现有的冷焊工艺对主蒸汽管道焊接效果不佳，不便于其长时间使用。

因此，发明一种用于在线修复主蒸汽管道堵阀裂纹的异质冷补焊工艺很有必要。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种用于在线修复主蒸汽管道堵阀裂纹的异质冷补焊工艺，通过判断裂纹深度，并综合考虑裂纹的走向和长度，选择合适的补焊工艺，冷焊法选取高铬高镍的镍基焊材进行修复，镍基焊材强度高、韧性好、塑性优良且冷补焊后不需热处理，焊接工艺过程简单，修复速度快，综合成本低，对裂纹预处理，焊接过程易于控制，焊接采用打底层熔敷金属过渡和焊道多层多道填充锤击补焊工艺，有利于提高焊接的质量，保证管道在高温高强度工况下使用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于在线修复主蒸汽管道堵阀裂纹的异质冷补焊工艺，具体操作步骤如下：

步骤一：裂纹走向和深度判断，使用角向砂轮机沿裂纹向内壁深处打磨，边打磨边着色检查，直至检测确认无裂纹为止，测量裂纹深度，以1/3壁厚为判断标准，选择焊接方式；

步骤二：裂纹预处理，将步骤一中的裂纹打磨槽加工成U型坡口，并将U型坡口两端修磨成缓坡形状，与阀体表面形成圆滑过渡，将坡口面打磨光滑平整，避免存在尖角和死角部位，将裂纹周围阀体表面打磨出金属光泽；

步骤三：局部预热，采用氧-乙炔中性火焰对阀体进行局部预热，用两把烤枪同时在阀体内外壁均匀加热，外侧烤枪缓慢匀速移动，火焰焰心距离工件10mm以上，预热温度设置为60℃，内部烤枪始终在阀体内壁加热，采用数字式远红外测温仪实时监测待补焊区壁温，对除补焊区外的阀体其它裸露部位用保温棉覆盖，延缓其冷却速度；