提高汽轮机焊接隔板焊接质量研究

   自从汽轮机诞生以来，汽轮机便在世界范围内得到了应用，被广泛应用在电站、航海、和大型工业中。汽轮机在日常的工业生产和航海中具有举足轻重的地位。而在汽轮机的制造过程中，焊接隔板是汽轮机的重要部件之一，但其制造难度相对过大，并且对焊接隔板的质量也有较高的要求。近几年，许多汽轮机制造厂在焊接隔板的制造技术和生产工艺下了许多功夫，有效的提高了焊接隔板的质量。本文对汽轮机焊接隔板存在的质量问题进行了解析，并分析出焊接隔板质量问题出现的原因，针对问题提出相应的解决措施，以提高汽轮机焊接隔板的焊接质量。
    隔板作为汽轮机最重要的部件之一，隔板的质量好坏将直接影响到汽轮机的整体质量。目前大多数汽轮机均采用焊接隔板，由于汽轮机隔板的刚度和强度容易受焊接隔板的焊接质量的影响，也就是说隔板的焊接质量会直接影响到汽轮机运行的效率和安全性。汽轮机焊接隔板对焊接精度要求较高，焊接隔板的生产工艺复杂，特别是在焊接过程中焊接变形较大，焊接的质量比较难控制。在焊接过程中，每一个细微的步骤出现问题都会影响焊接隔板的制造精度。近年来，由于汽轮机焊接隔板的质量不过关，而导致汽轮机在工作过程中发生事故，造成重大的经济损失的情况时有发生。如何提高汽轮机焊接隔板的焊接质量，让汽轮机能够安全稳定的运行，是我们研究的重点问题。
    1.汽轮机焊接隔板焊缝结构及焊接缺陷出现的原因
    1.1.汽轮机焊接隔板
    焊接隔板具有较高的强度和刚度，较好的密闭性，加工比较方便，被广泛用于中、高参数汽轮机的高、中压部分。焊接式隔板主要分为：围带式隔板、自带冠隔板、环式隔板等，围带式隔板的焊接方式如下：在导叶的两头插入内外围带固定，导叶的头部比围带的外圆要低1毫米至1.5毫米，导叶的两头进出汽边围带与隔板内外环体之间共有四条焊缝，焊缝的深度大约为导叶宽度的四分之一左右。
    1.2.焊接隔板焊缝缺陷产生的原因
    从上世纪七十年代开始，我国生产的汽轮机其焊接隔板一直采用CO2气体保护焊接，并应用半自动焊接机进行焊接，但是隔板焊缝的焊接质量一直不理想。出现焊接板焊缝质量较差的原因大体有以下几点：①铸件时产生的效应力：焊接隔板的隔板体和隔板外环制造方式大多采用铸造加工，在焊接隔板加工后对其进行一段时间的时效处理，但有的汽轮机制造工厂在隔板铸造完工后，没有足够时间的时效处理就进行了对静叶的焊接，这样的做法会导致焊接结构的内部会比较容易出现较大的内应力，由于内应力会不断的释放，这样就会导致焊接隔板的焊缝底部出现一些缺陷，最终变成有缺陷的焊缝。②焊接隔板焊缝内部的原有缺陷：经过对焊接隔板的焊缝进行处理后发现，焊缝裂纹的发展方向一般会由内部向外部扩散，并且在一部分的焊缝中会出现黑色灰渣。通过这些情况可以判定焊接隔板的焊缝存在没有彻底焊透的情况，在对焊接隔板进行焊接前，没有将坡口焊接处处理干净，导致了在焊接缝的内部出现了一些缺陷。③焊接隔板的结构因素：汽轮机的焊接隔板是一个较为复杂的结构，在对静叶片进行加工和其与隔板套进行焊接时，受静叶的加工精度和生产工艺装配精度的影响，极容易造成局部的刚性过大，如果结构的刚性分布不均匀，会导致应力分布不均，严重影响焊接隔板的焊接质量。④焊接的残余应力：在汽轮机焊接隔板焊接过程中，焊材的选用及焊接参数焊条的不同也会对焊接的质量有一定的影响。例如，如果在对焊接隔板进行焊接的过程中应用A302 焊条，就需要对焊接隔板进行焊后热处理，如果未对焊接隔板进行焊后热处理，则焊接产生残余应力就无法消除。⑤人为因素：人为因素也是造成汽轮机焊接隔板焊接质量存在问题的一个重要因素，人为因素大多是由于焊接工人的焊接技术不过关造成的。
    2.汽轮机焊接隔板焊接质量的改进
    2.1.加强对焊接隔板质量的检测
    在对汽轮机的焊接隔板的总体性能和质量进行评估时，需要对焊接隔板进行一下几方面的检测。
    2.1.1 .对隔板表面缺陷的检查
    对汽轮机焊接隔板表面缺陷的检查可以应用肉眼观察法和低倍放大以及表面着色法等。汽轮机焊接隔板表面存在的缺陷一般有以下几种：①导叶的端部出现裂纹。②主焊缝熔合不良。③导叶脱落。④围带发生变形，围带变形主要是由于焊缝的内部熔合不良而引起的。⑤导叶的端头发生断裂。
    2.1.2. 对隔板内部的缺陷进行检测
    隔板内部的缺陷主要有主焊缝内部融合不良、焊缝实际的焊接深度没有达到要求等，这些缺陷可以采用直探头超声波探伤检测或者应用超声波测厚仪对其进行检测。
    2.1.3. 对隔板通流间隙的检查
    对隔板通流间隙的检查应用塞尺，并严格按照标准进行检查。
    2.2.隔板整体焊接的加工和焊接质量的改进
    为了消除由于隔板主焊缝缺陷(裂纹、夹渣和未熔合等)、焊缝的截面积没有达到要求所造成的隔板的刚度和强度的降低，进而引起隔板在汽轮机运行中变形，采用特殊隔板整体焊接加固的新工艺，对隔板进行开槽焊接和加固处理，以确保隔板可以安全稳定地工作。其方式主要有以下几种：①加工焊接坡口：采用立式铣床，在入气侧对焊接坡口进行加工，加工坡口的位置以及尺寸。②补焊：对焊接未达标的地方进行补焊处理。③改进焊接方式：采用先进的科学技术手段，对现有的焊接方法进行科学的改进，优化工艺参数。
    2.3.加强对焊缝质量的检测
    对焊缝质量主要进行一下几点检测：①焊缝表面的检查：焊缝表面要过渡平滑，无咬边、气孔和裂纹。②对隔板进行焊后热处理：把焊完的隔板进行科学的热处理。③隔板热处理后测量其形变：要求其正变形，在焊前变形的基础上变大不超过0.5毫米

    汽轮机焊接隔板的焊接质量直接影响到汽轮机的整体质量，本文提出了一些提高汽轮机焊接隔板焊接质量的具体措施，对提高汽轮机焊接隔板的焊接质量有一定的用处。