汽轮机隔板裂纹修复工艺卡(通用版)
1. 适用范围
- 设备:____ 机组,缸体:□高压 □中压 □低压;级次:第 ____ 级
- 部件:□隔板外环 □隔板内环 □隔板本体/导流叶道 □焊接接头
- 材质:□碳素钢 □合金钢(如 12CrMoV) □马氏体不锈钢(如 X20Cr13/12Cr13)
- 缺陷:表面/焊趾/焊缝裂纹,长度 ____ mm,深度 ____ mm;数量 ____ 处
- 处理等级判定:
- 级A:深度 < 2 mm → 机械去除
- 级B:2–5 mm → 坡口补焊
- 级C:>5 mm 或贯穿/多裂 → 割补/更换(单独出卡)
2. 工装与设备
- 焊接:□TIG(GTAW)□手工电弧(SMAW,限填充/盖面)□激光堆焊(条件具备)
- 切削/磨削:角向磨/砂轮、铣刀、风磨笔,粗糙度检具
- 预热/保温:感温棒/红外测温仪、保温棉
- NDT:PT/MT 套件、UT 探头(5–10 MHz 直探头/斜探头)
- 量具:深度尺、塞尺、R角样板;硬度计(HB/HV)
- 安全:局放、防火毯、抽排风装置
3. 施工环境
- 基体金属温度 ≥ 10 ℃;相对湿度 ≤ 70%;风速 ≤ 1 m/s(焊接区)
- 表面无油、无锈、无水渍(氯离子残留需中和清洗)
4. 修复流程(按等级勾选)
4.1 级A(机械去除)
- 裂纹两端各钻止裂孔 φ3–5 mm,孔底倒角 R≥0.5。
- 沿裂纹方向开浅槽(V/U 形),深度 = 裂纹测得最大深度 ×1.5,但不穿透;槽底打磨圆滑 R≥3。
- 粗磨→细磨至 Ra ≤ 3.2 μm;过渡圆角均匀无尖角。
- PT 100% 复检合格;记录剩余壁厚(不得低于设计最小厚度)。
- 防护:湿汽区可喷丸(Almen A:____)/涂防蚀涂层。
4.2 级B(坡口补焊)
- 裂纹端部止裂孔 φ3–5 mm;沿裂纹开坡口(V 60°±10° 或 U 槽),清至金属光亮。
- 预热与层间温度:见“第5节 材料化参数”。
- 焊接方法:以 TIG打底/过渡 为主,必要时 SMAW 填充;层厚 ≤ 3 mm,摆动幅度 ≤ 2 倍丝径。
- 焊道顺序:短焊道分段退焊;对称多层;每层轻微针击/锤击应力释放。
- 焊后保温缓冷(保温棉包覆 ≥ 2 h),必要时消应力热处理(见第5节)。
- 机加工/精磨恢复通流面:轮廓偏差 ≤ 0.3 mm,过渡圆角 R≥3。
- PT 100% + UT(重点深度化):无裂纹、无未熔合/气孔;UT 指示 ≤ 工艺准则。
- 硬度控制:焊缝/热影响区 ≤ 母材 + 30HB(或 HV10 ≤ ____)。
4.3 级C(割补/更换)—概述
- 评估穿透/多裂/靠近法兰与密封面 → 出割补图;同材质补强板;全周焊后整体热处理。
- 本卡不展开,另行编制专用卡。
5. 材料化参数(选对应行执行)
| 材料 | 打底焊材 | 填充/盖面焊材 | 预热/层间 | 热处理建议 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 12CrMoV(合金钢) | ER80S-B2(或同等 1.25Cr-0.5Mo)φ2.4–3.2 | 同打底或 E8018-B2 | 150–200 ℃ / 150–250 ℃ | 550–600 ℃ × 2–4 h,炉冷/缓冷 | 严控氢含量,层间清渣金属光亮 |
| 碳钢(如 20#、Q235) | ER70S-6 | E7018 / ER70S-6 | 80–120 ℃ / ≤150 ℃ | 500–550 ℃ × 1–2 h(必要时) | 以成形与硬度为准,不宜过热 |
| X20Cr13/12Cr13(马氏体不锈钢) | ER410 / ER410NiMo | ER410NiMo | 100–150 ℃ / 150–200 ℃ | 730–760 ℃ 回火 2–4 h(或按母材规范) | 严禁过高层间;避免二次硬化与裂纹再生 |
| 奥氏体不锈钢(如 304/316) | ER308L/ER316L | 同牌号 | 50–80 ℃ / ≤120 ℃ | 一般不需整体热处;控 δ-铁素体 | 防晶间腐蚀,层间控热输入 |
注:以上为常用区间,若有制造商/标准明确要求,以其为准。
6. 焊接参数(TIG 参考)
- 直流正接;电流 70–120 A(φ2.4)/ 110–160 A(φ3.2);电压 10–14 V;氩气 99.99%,10–14 L/min;
- 焊速 80–140 mm/min;热输入按材质控制:合金钢/马氏体不锈钢 ≤ 1.2 kJ/mm 为宜。
- 引弧/收弧:距止裂孔外 ≥ 10 mm 引弧,收尾回填,严禁在裂纹端起弧。
7. 质量验收
- 外观:无咬边、气孔、裂纹、夹渣;成形平顺;过渡圆角 R≥3。
- NDT:PT 100%,UT 抽/全检(裂纹原区必检);无 Relevant 指示;
- 几何:通流面轮廓误差 ≤ 0.3 mm;与相邻面错台 ≤ 0.2 mm;
- 硬度:焊缝/HAZ ≤ 母材 + 30HB(或按项目限值);
- 记录:缺陷坐标、尺寸化数据、焊材炉批号、焊工号、参数曲线、NDT 报告。
8. 安全与防护
- 受限空间作业办理票证,强制通风,连续监测 O₂/可燃气体;
- 焊接防火布遮挡;磨削火星隔离密封面与转子;
- 氯化物清洗剂禁用于马氏体不锈钢;
- 预热/保温防烫与明火管理。
9. 返修与放行
- 同一部位最大返修次数:2 次;超过需技术评审。
- 返修后重复执行第7节全部验收。
- 放行条件:全部记录齐全、专工/第三方验收签字。
材料化工艺卡(可直接替换第5–7节数值)
A. 12CrMoV 隔板焊缝裂纹修复卡(样例)
- 判定:裂纹长 40 mm,深 3.0 mm → 级B 坡口补焊
- 坡口:U 槽,槽底 R≥3,边缘去应力锐角
- 预热/层间:180 ℃ 预热,层间 200 ℃ 控制
- 焊材:打底 ER80S-B2 φ2.4;填充/盖面 ER80S-B2 φ3.2
- TIG 参数:I=120–140 A(φ3.2),V=11–13 V,Ar=12 L/min
- 焊道顺序:两端—中部退焊;3–5 层完成
- 焊后:保温棉包覆 2 h → 560 ℃×3 h 炉内回火 → 炉冷至 300 ℃出炉缓冷
- 机加/磨削:恢复型面,Ra ≤ 3.2 μm
- 验收:PT 100%,UT(直探头 5 MHz,穿透深度 8–12 mm 范围)合格;HB ≤ 母材+30
B. X20Cr13(或 12Cr13)隔板本体裂纹修复卡(样例)
- 判定:裂纹长 25 mm,深 2.5 mm → 级B 坡口补焊
- 坡口:V 60°,止裂孔 φ4;槽底圆滑
- 预热/层间:预热 120–150 ℃;层间 150–180 ℃
- 焊材:ER410NiMo φ2.4–3.2(必要时 410 打底 + 410NiMo 盖面)
- TIG 参数:I=90–130 A,V=10–12 V,Ar=10–12 L/min,热输入 ≤ 1.0 kJ/mm
- 焊后:730–750 ℃ 回火 3 h,炉冷/缓冷,避免二次硬化
- 验收:PT 100%,必要时 UT;HV10 ≤ 350(示例值,按项目限值)
- 备注:严控层间;不允许水冷/风冷直吹
现场记录页(打印附页)
- 缺陷坐标(轴向/周向/径向):__________
- 尺寸化:L=____ mm;a=____ mm 深;t(剩余壁厚)=____ mm
- 焊材牌号/炉批号:________________
- 预热/层间实测曲线:附页/照片
- 焊接参数(每层):I ____ A / V ____ V / 速度 ____ mm/min / 层数 ____
- 热处理曲线编号与记录:__________
- NDT 报告编号:PT ____ / UT ____
- 验收:□专工 □质检 □第三方 日期://____