專利名稱：一種用司太立合金焊接汽輪機主蒸汽進汽插管外表面的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽輪機主蒸汽進汽插管外表面的焊接方法。
背景技術：
在汽輪機行業(yè)中，超臨界機組主蒸汽進汽插管長期在超臨界工況下工作(工作溫度566℃，壓力24.2MPa)，由于受高速氣流的沖刷和震動作用，容易在插管與前汽缸相連處造成損壞。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有超臨界機組主蒸汽進汽插管外表面受高速氣流的沖刷和震動，使汽輪機主蒸汽進汽插管與前汽缸相連處破損壞的問題，提出了一種用司太立合金焊接汽輪機主蒸汽進汽插管外表面的方法，解決該問題的具體技術方案如下本發(fā)明用司太立合金焊接汽輪機主蒸汽進汽插管外表面的方法步驟如下步驟一、按設計要求對汽輪機主蒸汽進汽插管外表面進行車削加工；步驟二、將經步驟一加工后的汽輪機主蒸汽進汽插管進行著色探傷，確定無任何影響焊接質量的缺陷；步驟三、將經步驟二的汽輪機主蒸汽進汽插管進行預熱，當溫度達到400～700℃范圍時在汽輪機主蒸汽進汽插管外表面堆敷司太立合金，采用氬弧焊方法進行焊接，焊接電流為220～320A，氬氣流量為24～28L/min，轉胎速度為7r/min，送絲速度為28～48(由自動氬弧焊機顯示數(shù)字控制)，道間距10.0mm，對焊區(qū)為汽輪機主蒸汽進汽插管下端長度為540mm的外圓表面進行焊接，焊接時要分兩層進行，層間焊接溫度控制在400～700℃；步驟四、將經步驟三焊后的汽輪機主蒸汽進汽插管進行去應力熱處理，將汽輪機主蒸汽進汽插管升溫至530～600℃時，保溫1～4小時；在以每小時25℃降溫至180～250℃，保溫20～40分鐘；在以每小時55℃升溫至630～700℃，保溫3～6小時；在以每小時25℃降溫至80～150℃，保溫20～40分鐘后，在以每小時55℃升溫至630～700℃，保溫3～6小時；在以每小時25℃降溫至80～150℃，保溫20～40分鐘；步驟五、將經步驟四熱處理后的汽輪機主蒸汽進汽插管按設計要求的尺寸進行車削加工；步驟六、將經步驟五后的汽輪機主蒸汽進汽插管進行著色探傷。
本發(fā)明采用氬弧焊方法對汽輪機主蒸汽進汽插管的外圓表面焊接司太立合金，大幅度地提高了汽輪機主蒸汽進汽插管產品的耐蝕性、耐沖刷和抗震動的能力，插管的使用壽命提高了2倍，成本是原汽輪機主蒸汽進汽插管的50％。


圖1是實施方式一中汽輪機主蒸汽進汽插管焊接前剖視圖，圖2是實施方式二中熱處理過程的曲線圖，圖3是實施方式一中汽輪機主蒸汽進汽插管焊接司太立合金后的剖視圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式用司太立合金焊接汽輪機主蒸汽進汽插管外表面的方法由下列步驟實現(xiàn)步驟、按設計要求(見圖1)對汽輪機主蒸汽進汽插管(材質1Cr9MoVNbN)外表面進行車削加工；步驟二、將經步驟一加工后的汽輪機主蒸汽進汽插管進行著色探傷，確定無任何影響焊接質量的缺陷；步驟三、將經步驟二的汽輪機主蒸汽進汽插管進行預熱，當預熱溫度達到400～700℃范圍時在汽輪機主蒸汽進汽插管外圓表面堆敷司太立合金(司太立合金的化學成分見表1)，采用氬弧焊方法進行焊接，焊接電流為220～320A，氬氣流量為24～28L/min，轉胎速度為7r/min，送絲速度為28～48(由自動氬弧焊機顯示數(shù)字控制)，道間距10.0mm，對焊區(qū)為汽輪機主蒸汽進汽插管下端長度為540mm的外圓表面進行焊接，焊接時分兩層進行，因司太立合金一次不能堆敷過多，層間焊接溫度控制在400～700℃，焊接第一層時操作要謹慎，采用小規(guī)范，盡量減小基體金屬的熔深，焊接布道均勻，要平滑過渡，按設計尺寸焊接，焊接過程中注意加強自檢，發(fā)現(xiàn)缺陷及時清除、修補，最終使汽輪機主蒸汽進汽插管外圓表面焊接一層厚度大于1mm的司太立合金；對汽輪機主蒸汽進汽插管進行預熱的目的，一方面是為了防止熔敷層和基體金屬產生裂紋，另一方面是為了防止增加基體金屬的熔深，減小稀釋率；步驟四、將經步驟三焊后的汽輪機主蒸汽進汽插管進行去應力熱處理，將汽輪機主蒸汽進汽插管升溫至530～600℃時，保溫1～4小時；在以每小時25℃降溫至180～250℃，保溫20～40分鐘；在以每小時55℃升溫至630～700℃，保溫3～6小時；在以每小時25℃降溫至80～150℃，保溫20～40分鐘；在以每小時55℃升溫至630～700℃，保溫3～6小時；在以每小時25℃降溫至80～150℃，保溫20～40分鐘(見圖2)。焊后的回火處理不但起到去除焊接應力，防止焊接裂紋產生的作用，同時對堆敷層金屬及熱影響區(qū)都有一定的影響，即改善了熱影響區(qū)組織，細化晶粒，降低硬度，又發(fā)揮了堆焊層鈷基硬質合金的析出強化特性，堆敷層硬度較常規(guī)回火處理有明顯提高；步驟五、將經步驟四熱處理后的汽輪機主蒸汽進汽插管按設計要求的尺寸(如圖3)對汽輪機主蒸汽進汽插管外圓表面焊接的司太立合金進行車削加工至為1mm時為止；步驟六、將經步驟五后的汽輪機主蒸汽進汽插管進行著色探傷。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于將經步驟三焊后的汽輪機主蒸汽進汽插管進行去應力熱處理，將汽輪機主蒸汽進汽插管升溫至580℃時，保溫2小時；在以每小時25℃降溫至230℃，保溫30分鐘；在以每小時55℃升溫至680℃，保溫4小時；在以每小時25℃降溫至130℃，保溫30分鐘；在以每小時55℃升溫至680℃，保溫4小時；在以每小時25℃降溫至130℃，保溫30分鐘(見圖2)。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于將經步驟三焊后的汽輪機主蒸汽進汽插管進行去應力熱處理，將汽輪機主蒸汽進汽插管升溫至530℃時，保溫1小時；在以每小時25℃降溫至180℃，保溫20分鐘；在以每小時55℃升溫至630℃，保溫3小時；在以每小時25℃降溫至80℃，保溫20分鐘；在以每小時55℃升溫至630℃，保溫3小時；在以每小時25℃降溫至80℃，保溫20分鐘。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于將經步驟三焊后的汽輪機主蒸汽進汽插管進行去應力熱處理，將汽輪機主蒸汽進汽插管升溫至600℃時，保溫3小時；在以每小時25℃降溫至250℃，保溫40分鐘；在以每小時55℃升溫至700℃，保溫5小時；在以每小時25℃降溫至150℃，保溫40分鐘；在以每小時55℃升溫至700℃，保溫5小時；在以每小時25℃降溫至150℃，保溫40分鐘。其它步驟與具體實施方式
一相同。
司太立合金的化學成分見表1表1重量％

權利要求
1.用司太立合金焊接汽輪機主蒸汽進汽插管外表面的方法，其特征在于該方法的步驟如下步驟一、按設計要求對汽輪機主蒸汽進汽插管外表面進行車削加工；步驟二、將經步驟一加工后的汽輪機主蒸汽進汽插管進行著色探傷，確定無任何影響焊接質量的缺陷；步驟三、將經步驟二的汽輪機主蒸汽進汽插管進行預熱，當溫度達到400～700℃范圍時在汽輪機主蒸汽進汽插管外表面堆敷司太立合金，采用氬弧焊方法進行焊接，焊接電流為220～320A，氬氣流量為24～28L/min，轉胎速度為7r/min，送絲速度為28～48(由自動氬弧焊機顯示數(shù)字控制)，道間距10.0mm，對焊區(qū)為汽輪機主蒸汽進汽插管下端長度為540mm的外圓表面進行焊接，焊接時要分兩層進行，層間焊接溫度控制在400～700℃；步驟四、將經步驟三焊后的汽輪機主蒸汽進汽插管進行去應力熱處理，將汽輪機主蒸汽進汽插管升溫至530～600℃時，保溫1～4小時；在以每小時25℃降溫至180～250℃，保溫20～40分鐘；在以每小時55℃升溫至630～700℃，保溫3～6小時；在以每小時25℃降溫至80～150℃，保溫20～40分鐘后，在以每小時55℃升溫至630～700℃，保溫3～6小時；在以每小時25℃降溫至80～150℃，保溫20～40分鐘；步驟五、將經步驟四熱處理后的汽輪機主蒸汽進汽插管按設計要求的尺寸進行車削加工；步驟六、將經步驟五后的汽輪機主蒸汽進汽插管進行著色探傷。
2.根據(jù)權利要求1所述的用司太立合金焊接汽輪機主蒸汽進汽插管外表面的方法，其特征在于汽輪機主蒸汽進汽插管熱處理過程為，升溫至580℃時，保溫2小時；在以每小時25℃降溫至230℃，保溫30分鐘；在以每小時55℃升溫至680℃，保溫4小時；在以每小時25℃降溫至130℃，保溫30分鐘；在以每小時55℃升溫至680℃，保溫4小時；在以每小時25℃降溫至130℃，保溫30分鐘。
3.根據(jù)權利要求1所述的用司太立合金焊接汽輪機主蒸汽進汽插管外表面的方法，其特征在于汽輪機主蒸汽進汽插管熱處理過程為，升溫至530℃時，保溫1小時；在以每小時25℃降溫至180℃，保溫20分鐘；在以每小時55℃升溫至630℃，保溫3小時；在以每小時25℃降溫至80℃，保溫20分鐘；在以每小時55℃升溫至630℃，保溫3小時；在以每小時25℃降溫至80℃，保溫20分鐘。其它步驟與具體實施方式
一相同。
4.根據(jù)權利要求1所述的用司太立合金焊接汽輪機主蒸汽進汽插管外表面的方法，其特征在于汽輪機主蒸汽進汽插管熱處理過程為，升溫至600℃時，保溫3小時；在以每小時25℃降溫至250℃，保溫40分鐘；在以每小時55℃升溫至700℃，保溫5小時；在以每小時25℃降溫至150℃，保溫40分鐘；在以每小時55℃升溫至700℃，保溫5小時；在以每小時25℃降溫至150℃，保溫40分鐘。
全文摘要
一種用司太立合金焊接汽輪機主蒸汽進汽插管外表面的方法，涉及汽輪機主蒸汽進汽插管外表面的焊接方法。它解決了現(xiàn)有超臨界機組主蒸汽進汽插管外表面受高速氣流的沖刷和震動，使汽輪機主蒸汽進汽插管與前汽缸相連處破損壞的問題。方法為1.對插管外表面進行車削；2.對步驟一進行著色探傷；3.將經步驟二的插管進行預熱，在插管外表面堆敷司太立合金，采用氬弧焊進行焊接；4.將經步驟三的插管進行去應力熱處理；5.將經步驟四的插管進行車削；6.將經步驟五后的插管進行著色探傷。本發(fā)明采用氬弧焊方法對插管的外圓表面焊接司太立合金，大幅度地提高了插管的耐蝕性、耐沖刷和抗震動的能力，延長了插管的使用壽命，降低了成本。
文檔編號B23K9/04GK1759978SQ200510010528
公開日2006年4月19日 申請日期2005年11月11日 優(yōu)先權日2005年11月11日
發(fā)明者劉長江, 陳麗娟, 張麗艷, 李全華 申請人:哈爾濱汽輪機廠有限責任公司