火力發(fā)電廠軸瓦的補(bǔ)焊工藝及無損檢測

..淺談火力發(fā)電廠軸瓦的補(bǔ)焊工藝及無損檢測汽輪機(jī)軸瓦運(yùn)行中會出現(xiàn)局部脫落現(xiàn)象，整體更換價格昂貴，常用局部補(bǔ)焊的方法進(jìn)展修復(fù)。汽輪機(jī)軸瓦在傳統(tǒng)上常用滲透來檢驗烏金復(fù)合層的復(fù)合情況，這種檢驗方式對于非開口性的脫層無法檢驗，已越來越不適應(yīng)我公司大功率、高參數(shù)機(jī)組軸瓦檢驗的要求。利用滲透檢驗和超聲波檢驗兩種方法對軸瓦進(jìn)展綜合檢測，不但具有較高的檢測靈敏度而且具有較高的發(fā)現(xiàn)缺陷的能力，可有效的保證發(fā)電廠的平安運(yùn)行，可廣泛地用于汽輪機(jī)軸瓦缺陷的檢測。1、軸瓦的類型及應(yīng)用汽輪機(jī)軸承合金為巴氏合金，巴氏合金按化學(xué)成分分為兩類，即錫基軸承合金和鉛基軸承合金。錫基軸承合金是以Sn為根底，參加少量Sb、Cu所組成的合金，典型的牌號為：ZChSnSb11-6，常用于澆注重載高速和抗蝕要求高的軸瓦，如汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的主軸瓦；鉛基軸承合金是以Pb為根底參加Sn、Sb、Cu等所組成的合金，典型的牌號為ZChPbSbl6—16—2，常用來制造低中載荷和低中速設(shè)備的軸承，如泵、風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)和電動機(jī)的軸承襯。大型軸承在使用過程中會經(jīng)常碰到軸瓦瓦面合金損壞的情況，比方脫胎、裂紋、局部脫落或磨損以及腐蝕等，產(chǎn)生的原因較多，如制造時澆注質(zhì)量問題、運(yùn)行操作因素、檢修安裝方面的因素等,大型軸瓦價格昂貴，為減少經(jīng)濟(jì)損失，一般采取補(bǔ)焊修復(fù)的方式來解決該問題。2、補(bǔ)焊修復(fù)工藝2.1修復(fù)方法的選擇軸瓦的修復(fù)有兩種方法，即整體澆鑄和局部補(bǔ)焊。整體澆注的質(zhì)量容易保證，但工藝復(fù)雜、技術(shù)要求高，需有澆注的專用設(shè)備、費(fèi)用較高、工期相對較長。局部補(bǔ)焊的工藝簡單、費(fèi)用低、工期短、工作量小、在現(xiàn)場可以直接實(shí)施，但補(bǔ)焊時溫度較難掌握，易產(chǎn)生二次脫胎和其它質(zhì)量問題。從經(jīng)濟(jì)原那么考慮，烏金軸瓦現(xiàn)場修復(fù)采用氧乙炔火焰進(jìn)展局部補(bǔ)焊的方法。2.2補(bǔ)焊工藝2.2.1清理瓦胎1)判斷脫胎部位，然后用尖鏟、鏨子把脫胎局部徹底剔除；2)用鋼絲刷將軸瓦的凹面清理干凈，露出金屬光澤；3)用熱堿水(10％氫氧化鈉或氫氧化鉀)清洗數(shù)次，再用清水清洗；4)用氧乙炔火焰(氧化焰)把瓦面燒一遍，以去除殘留在細(xì)孔的石墨和油垢，并用白布輕擦外表。2.2.2掛錫掛錫的目的是要增加軸承合金對瓦胎的附著力，使其嚴(yán)密地結(jié)合在一起。通常采用工藝性能好的錫鉛合金焊錫作為掛錫材料。1)把錫加工成直徑4～6mm的條狀；2)在瓦胎外表涂上一層鹽酸，數(shù)分鐘后用清水沖洗并用白布擦干凈；3)用氧乙炔火焰(中性焰或輕微碳化焰)將瓦胎均勻加熱到250～270℃，加熱時，瓦胎要保持清潔；4)在加熱中用錫條在瓦胎面上輕輕摩擦，錫條能熔化表示已到達(dá)掛錫所需要的溫度；5)加熱后，在瓦胎面上均勻地涂上一層氯化鋅溶液(ZnC1)，隨即用細(xì)銅絲刷用力來回刷瓦面，一邊刷一邊加錫條，直到全部瓦面掛均勻為止；6)掛好錫的瓦胎外表應(yīng)是發(fā)亮的暗銀色，如果出現(xiàn)淡黃色或黑色的斑點(diǎn)，那么說明掛錫質(zhì)量不合格，必須返工，重新再掛；7)掛錫后，應(yīng)及時補(bǔ)焊烏金，不可放置時間過長以免氧化。2.2.3補(bǔ)焊軸承合金準(zhǔn)備1)軸承合金的選擇：軸承合金是一種摩擦系數(shù)和摩擦消耗功率都比擬低的灰白色合金，鉛基合金可塑性較差，所以一般采用可塑性較強(qiáng)的錫基合金作為堆焊材料；2)補(bǔ)焊前先用一角鐵作為模具，把烏金熔化成5～6mm的條狀，以適合補(bǔ)焊時手持操作。不允許將用過的軸承合金重新再用；3)為了防止堆焊時瓦體過熱，導(dǎo)致整個烏金脫胎，補(bǔ)焊時，要控制好溫度和選擇好軸瓦的放置方向。2.2.4軸承合金的補(bǔ)焊1)軸承合金的補(bǔ)焊質(zhì)量很大程度上取決于軸承合金補(bǔ)焊時的溫度，溫度過高會增加氧化，使晶粒粗大，合金不同比重的各種金屬容易別離，造成組織不均勻；溫度過低那么結(jié)合性能不良。2)堆焊時，先加熱掛錫后的瓦面，并用烏金條摩擦，烏金熔化并能與錫熔在一起即可填加烏金，同時向前移動。第一遍不宜太厚，以后用同樣方法堆焊，直到厚度符合要求為止。補(bǔ)焊溫度以能熔化軸承合金為準(zhǔn)(烏金的熔點(diǎn)為240°C左右)，焊接速度要快，一定要控制溫度，切忌過熱。施焊中，既要保證堆焊區(qū)新舊合金熔合，又要保證非堆焊區(qū)溫度不超過100％，防止發(fā)生脫胎和其他問題。特別是比擬小的軸瓦一定要控制好溫度，防止變形過大而無法使用。3)為了防止瓦體變形，應(yīng)采用多層多道補(bǔ)焊。補(bǔ)焊順序見圖示。4)補(bǔ)焊軸瓦合金每一層每一道都要清理，用白布輕擦干凈。5)堆焊時一定要使弧坑填滿、緩慢收弧，以免產(chǎn)生氣孔及裂紋。6)補(bǔ)焊軸承合金要留夠加工余量，最后一層焊道要比軸瓦原始外表略高，并注意在焊道與原始外表交界處防止咬邊和未熔合等缺陷。2.2.5焊后處理采用刮削方法恢復(fù)其原始尺寸，使修復(fù)后的軸瓦到達(dá)設(shè)計要求。3無損檢測工藝3.1滲透檢測滲透檢測只能檢驗外表開口性缺陷。所以對軸瓦進(jìn)展?jié)B透檢測是檢測軸瓦的烏金復(fù)合層外表裂紋、氣孔等缺陷，以及軸瓦的烏金復(fù)合層與基體的接合面的熔合情況。檢測面為烏金瓦外表和側(cè)面烏金復(fù)合層與基體的接合面處。3.2檢測準(zhǔn)備3.2.1軸瓦的外表光精、平整，不需修磨,完全符合滲透檢驗要求，但軸瓦外表通常有防護(hù)油層，進(jìn)展?jié)B透檢驗時必須清洗干凈。3.2.2在汽輪機(jī)安裝現(xiàn)場，取水不便，且對環(huán)境污染較大，而且軸瓦檢測工作量也不是太大，因此采用溶劑去除型著色探傷法噴罐式探傷劑較為適宜，其檢驗靈敏度完全可以保證檢驗質(zhì)量。3.3檢測實(shí)施3.3.1在檢驗工作前，先用鋁合金試塊或鍍鉻試塊對滲透探傷劑和檢測工藝進(jìn)展檢驗。3.3.2依照預(yù)清洗一施加滲透劑一去除外表多余滲透劑一施加顯像劑一觀察與評定的工作程序?qū)S瓦進(jìn)展檢測。3.3.3假設(shè)軸瓦烏金復(fù)合層有開口性脫層缺陷存在，那么接合線處將有明顯的顯示痕跡產(chǎn)生，可根據(jù)顯示痕跡的顏色深淺大概判定為缺陷深度太小。較深的脫層在擦去顯示痕跡后再施加顯像劑，仍然還可得到較為明顯的顯示跡痕，顯示跡痕的長度即為開口性缺陷的長度。3.4超聲波檢測3.4.1軸瓦烏金復(fù)合層脫層缺陷是在烏金與基體結(jié)合面上平行于烏金外表的平面型缺陷。由超聲波檢測原理可知，在進(jìn)展超聲波檢測時應(yīng)盡量使超聲波垂直于缺陷外表，這時缺陷回波最高，檢驗靈敏度、準(zhǔn)確率最好，目前常用的超聲波探傷方法是縱波直探頭法和雙晶直探頭法,檢測面為烏金瓦外表。3.4.2檢測儀選用A型脈沖反射式超聲波探傷儀。由于脫層缺陷平行于烏金檢測面，檢測時選用縱波直探頭。雙晶縱波直探頭盲區(qū)小，檢測靈敏度高，但其探測厚度有限，所以檢測探頭可選用單直探頭探測軸瓦。由于軸瓦烏金復(fù)合層質(zhì)軟易被較硬物體劃傷，宜選用軟保護(hù)膜探頭檢驗。3.4.3晶片尺寸選定由于支持軸承軸瓦的檢測筒為弧形，曲率較大，為減小耦合損失，提高探傷耦合性能，要選用小晶片探頭；另一方面，小晶片探頭近場區(qū)小，盲區(qū)小，有利于軸瓦探測。實(shí)踐證明選用中10mm的探頭較為適宜。3.4.4檢測頻率選擇檢測頻率高，那么靈敏度和分辯力也高，并且指向性好。但頻率高時，近場區(qū)長度大，會造成盲區(qū)大，對探測不利。所以在能保證探測靈敏度的前提下，要盡量選用較低的檢測頻率。實(shí)踐證明選用2．5～5MHz的檢測頻率較為適宜。3.4.5檢測靈敏度的調(diào)節(jié)軸瓦檢測時，人工缺陷試塊的制作較為復(fù)雜困難。所以在軸瓦檢測中，常利用軸瓦底波來調(diào)節(jié)檢測靈敏度，如以下圖(a)所示。單直探頭探測以軸瓦底波等于滿幅度的80再增益20dB作為檢測靈敏度。3.4.6檢測實(shí)施依據(jù)檢測程序?qū)S瓦進(jìn)展100％的掃查，相鄰兩次掃查應(yīng)有至少10％的重復(fù)掃查重疊區(qū)。對于脫層缺陷的面積圍使用6dB法(半波高度法)進(jìn)展測定。假設(shè)有以下波型顯示，那么有脫層缺陷存在：①假設(shè)無軸瓦底波，只有缺陷波屢次相連，那么該區(qū)域為完全脫層。②假設(shè)缺陷波屢次相連，軸瓦底波下降，那么該區(qū)域為不完全脫層。4完畢語4.1滲透檢測主要是檢驗軸瓦烏金復(fù)合層邊緣開口性脫層缺陷、