9F燃機工程汽輪機低壓缸組合焊接變形控制

姜暉

摘 要：針對宜興LZCC139-13.2/3.1/1.4/0.487型139MW聯(lián)合循環(huán)三壓再熱、抽凝式汽輪機，分析了其#2汽輪機低壓缸組合焊接時變形量大的原因，并在#3機低壓缸組合焊接時采取了針對性的防變形措施。組合結(jié)果表明，所采取的措施有效，很好地控制了變形。

關(guān)鍵詞：低壓缸組合 焊接 變形

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0104-02

#2汽輪機低壓缸于2014年11月05日拼裝完成，自由狀態(tài)外缸間隙最大一處4.5 mm，長度330 mm，冷緊結(jié)合面1/3螺栓后最大間隙0.40 mm，汽缸嚴密性實驗未通過。安裝單位只能通過對超標結(jié)合面修刮式補焊通過驗收。#3機組在安裝過程中總結(jié)了#2機組的經(jīng)驗，制定出合理的方案和控制變形措施，成功地進行了低壓缸組合。

1 工程概況及低壓外缸結(jié)構(gòu)

宜興項目部承建的#3汽輪機組為上海電氣電站設(shè)備有限公司上海汽輪機廠生產(chǎn)，機組型號為LZCC139-13.2/3.1/1.4/0.487型139MW聯(lián)合循環(huán)三壓再熱、抽凝式汽輪機，這是筆者公司第一次安裝該型號的機組。

低壓缸因其尺寸較大，為便于運輸，將其分成適合運輸?shù)娜舾刹糠止┴洠F(xiàn)場拼裝焊接。低壓外缸由二只端板、二只側(cè)板和一只上蓋組成，分三段散件，外缸與軸承座分離，直接坐落于凝汽器上，低壓缸與凝汽器采用剛性連接。低壓外缸重量完全由與它焊在一起的凝汽器接頸承擔，其他低壓部件的重量通過低壓內(nèi)缸的貓爪由其前后的軸承座來支承。

2 #2機組低壓缸焊接組合變形原因的調(diào)查及分析：

調(diào)查小組對最可能引起汽缸產(chǎn)生變形的6條因素進行調(diào)查和驗證，以下是調(diào)查的要因確認表（見表1）。

通過多方面的調(diào)查及確認，終于找到了主要原因：汽輪機安裝方案對安裝工序描述詳細，但對于拼缸焊接部分僅簡短敘述，雖然沒有違背焊接規(guī)范要求，但焊接實施階段對于對稱間斷退焊工藝難以掌控，不益于焊接變形控制。

3 制定對策

針對即將開始的#3汽輪機低壓缸拼缸焊接，方案內(nèi)容必須包括焊接順序劃分示意圖；焊接前在焊縫附近按方案所述劃定焊接區(qū)域、標明焊接順序，焊工照此執(zhí)行。

4 對策實施

4.1 本焊接方案對外下缸端板和側(cè)板的焊接區(qū)域劃定

焊接前在焊縫附近標注下圖所示焊接順序。監(jiān)護人員按以下原則進行焊接監(jiān)護：先焊應該先側(cè)板焊縫的A段（K型坡口段），（1）～（4）焊工分別從內(nèi)側(cè)焊兩層，然后分別從外側(cè)焊兩層，再分別從內(nèi)側(cè)焊滿，最后從外側(cè)分別焊滿。也可采用4名焊工同步對稱施焊，施焊過程中保持焊接電參數(shù)和焊接速度一致，以免焊接線能量不一致導致焊接變形。按照B、C、D、E的順序來焊接側(cè)板的單邊V型坡口段，（1）～（4）焊工分別焊兩層，檢查整體變形，最后分別焊滿。也可采用4名焊工同步對稱施焊。端壁中分面法蘭與側(cè)壁中分面法蘭F段，（1）～（4）焊工分別從上部焊兩層，然后焊滿。可采用4名焊工同步對稱施焊。去除臨時定位塊，焊滿側(cè)壁與端壁中分面法蘭K型坡口段（見圖1）。

4.2 低壓上缸焊接順序劃定

焊接前在兩條環(huán)形焊縫周圍標注下圖所示焊接順序。焊接時安排兩名焊工按順序示意圖所示的順序同步對稱施焊，監(jiān)護員負責提醒焊工不得在某一處一次焊完所有焊層，應一層層地進行。為避免焊縫中較大焊接殘余應力的存在，GS環(huán)焊縫以及襯墊不得與TS側(cè)同時點焊、焊接，TS側(cè)焊接完畢以后，才能點焊、焊接GS側(cè)。焊接環(huán)形支撐時不得點焊中間殼體與殼體連接法蘭的焊縫。

4.3 凝汽器喉部與低壓缸的焊接順序劃定

焊接前在焊縫周圍標注所示焊接順序（見圖3）。焊接過程中監(jiān)護人員注意提示4名焊工同時從中間向兩邊對稱施焊，可采用退焊法。為控制低壓缸的高度方向上的位移，在中分面上架設(shè)百分表對熱變形量進行全程監(jiān)控。在施焊過程中，各焊工焊接速度需保持一致，若發(fā)現(xiàn)變形量不一致或即將超標時，立即停止變形量大的一側(cè)的焊接工作。

5 效果檢查

#3機組低壓缸焊接完成后，低壓外缸空合（不緊固結(jié)合面螺栓）測量間隙。

空合汽缸大蓋檢查發(fā)現(xiàn)結(jié)合面最大處間隙為1.75 mm，整圈結(jié)合面間隙沒有大于2 mm。緊固1/3螺栓后，汽缸四周均0.05 mm塞尺塞不進，驗收通過。

以上結(jié)果表明，筆者單位在#3機組中做的措施有效地控制了低壓缸組合焊接時缸體的變形，保證了施工的進度及工程的質(zhì)量。

6 結(jié)語

通過以上施工安裝過程分析，在制造加工過程中，確保施工標準和工藝，這就要求制造廠家嚴把設(shè)備制造的質(zhì)量關(guān)、安裝單位嚴格執(zhí)行安裝標準，遵照制定的焊接程序嚴格執(zhí)行、施工人員要擁有高度的責任心。

參考文獻

[1] 上海汽輪機廠135MW安裝說明書[Z].

[2] 火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程DL/T869-2012[Z].

[3] 焊工技術(shù)考核規(guī)程DL/T679-1999[Z].