某汽轮机铸铁隔板螺栓孔开裂修复案例研究

Ｎ １ ３ ５ — １ ３ ． ２ ４ ／ ５ ３ ５ ／ ５ ３ ５ 型 ， 产 品 编 号 为
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
摘 要： 本 文针 对 某 电厂 汽轮 机低 压缸 末 级铸 铁 隔板 螺 栓孔 开 裂 ， 进 行 原 因分析 ， 提 出 了用过 渡板 螺栓 联 接 的修 复 方 法 ， 解
决铸铁 材料 直接 焊接 困难 的问题 。
关键词 ： 汽轮 机 ； 铸铁 隔板 ； 修 复 中图分 类 号 ： Ｔ Ｍ３ １
孑 Ｌ 开裂 ， 当时对 开裂 位 置直 接 补 焊处 理后 Ｇ Ｂ ９ ４ ３ ９ — １ ９ ８ ８ ｛ 灰铸 铁 件》 和Ｇ Ｂ ７ ２ １ ６ — １ ９ ８ ７ 直 接 补焊 处 理后 装 复 。 当时焊 接 时 ， 采 用 装 复。 ２ ０ ０ ９年 ２月机 组第 二次 大修 揭缸 后 《 灰铸铁金相》 。 手 工焊 条 电弧 焊 ，焊接 材 料采 用 ２ ． ５的 为此 ， 对 隔板 开 裂 位置 取 样进 行 金 相 Ｊ ５ ０ ７ （ Ｅ ５ ０ １ ５ ） ， 经２ ５ ０ ｏ Ｃ一 ３ ０ ０ ｏ Ｃ 烘干， 恒 温 发 现 除 了该 级 隔 板 原 补 焊 的 螺 栓孔 再 次 开 裂外 ，低 压 缸第 ２ ４级 上 隔板 （ 左 旋 末 分 析 ， 实 验采 用 “ 左 旋第 ６级 ” 隔 板 的断 裂 １ 小时 ， 焊接作业现场使用焊条保温桶 ， 焊 块。 该 试块 外 围长约 ２ ０ ０ ｍ ｍ， 呈棱锥 型 。 用 条 随用 随取 。 级） 中分 面螺栓 孔 壁也 出现 了开 裂 。 焊 接前 将工 件预 热到 １ ５ ０ ￣ Ｃ， 产生断裂的两隔板皆为低压缸上隔 未浸 蚀试 样 检查 石 墨形 态 ， 用 浸 蚀 的试 样 焊接时采用小电流、弱规范双 面对称焊 ， 检查 金属 基 体 。备 好金 相 试 样后 ， 观 察 试 板： 一处 断裂 位 于 第 ２ ４级 （ 左旋 第 ６ 级） 焊接过程保持工件不烫手（ 不高于 ７ Ｏ ℃） ， 隔 板 的 中分 面 螺栓 孔 位 置 ， 与 中分 面基 本 样 石 墨 形 态 ， 放 大倍 数 为 １ ０ ０倍 。石 墨 为 温度 过高 时采 用 间断焊 接 。为减少 焊接 热 呈４ ５ 。 ，断 口表 面有 一层 黑 色氧 化物 ， 断 典 型的 片状 形 态 ， 分布 均 匀 。在 可 见视 场 应力 ， ，焊接 过 程 中采 用 逐道 锤 击 增加 焊 Ｂ 道塑性变形 ， 口为粗 晶状 ， 另一 处 断裂 位 于 第 ３ Ｏ级 （ 右 里 ，基 本 无 其 它 形 态 的 石 墨 。 按 Ｇ 降低残余应力 ； 补焊结束后 旋第 ６级 ） 隔板的定位孔薄壁处 ， 属 于前 ７ ２ １ ６ — １ ９ ８ ７ 评 定 石 墨 长度 结 果 ：石 长 ７ ５ ， 将焊缝及其周 围 １ ０ ０ ｍ ｍ 范 围 内 打磨 光 ， 级 ；即在 １ ０ ０ 倍 的视场里 ， 以消除应 力集 中的可 能性 。 次 补焊 部位 的 陈旧性 断 裂 。 两处 断裂 处均接危害汽 石 墨长 约 ５ Ｏ～ｌ ０ ｏ 衄。 虽然 采 用 以 上工 艺 焊接 ， 但 焊 完后 着 轮机 的安全 运行 。 对完成石墨形态观察试样浸蚀 ， ５ ０ ０ 色 检查 ，焊 缝 热 影 响 区仍有 一 些小 裂 ， 将 倍光镜下观察基体组织 ， 基体形貌为单一 裂纹打磨掉后装复使用。 ２ ０ ０ ９年 ２月机组 的片 状珠 光体 组 织 ， 碳 化物 和铁 素 体 均成 第二次大修揭缸后发 现该级 隔板原补 焊 在 片状 石墨 形 成 的有 限 区域 内有序 的螺 栓 孔 再 次 开 裂 ，开 裂位 置沿 补 焊 焊 查 图得 知 ， 断裂 的 隔板 材 质 为灰 口铸 片 状 ， 铁Ｈ Ｔ ２ ５ ０ 。灰 口铸 铁 定 义 为 ： 碳 大 部 分 或 排列， 近似平行。在不同区域内， 珠光体片 缝。这表明 ， 铸铁焊接性能极差 ， 对冷却速 对完全断裂的灰铸铁 隔板通 全部以 自由状态 的片状石墨形式存在于 位 向成无序状。在 ５ ０ ０倍视场里 ， 珠光体 度敏感性大 ，