汽輪機本體檢修要點

2022-10-15 14:21:10 字數 4855 閱讀 1375

汽輪機裝置隨著執行時間的增長會逐漸老化。磨損、變形、鏽蝕等現象逐漸嚴重,降低裝置出力。某些裝置因為設計、材質、製造安裝工藝存在缺陷,或執行維護不當,老化過程會加快,在正常壽命期內發生這樣那樣的故障而被迫退出執行,甚至造成嚴重後果。

因此,及時對裝置進行檢查修理,始終保持其良好的健康狀態,是保證電廠安全經濟執行的重要技術環節。

正確的零部件材質和優良的檢修工藝是裝置檢修質量的關鍵,而科學的檢修管理則是質量、工期、低耗的保證。根據我廠檢修任務外包給專業公司的管理體制,本節不涉及管理層面和檢修工藝的敘述,只介紹執行人員必須了解的關於裝置檢修的知識,即裝置常見的損壞形式、檢修的方法、重要的操作,以及檢修質量驗收標準。

需要說明的是,裝置檢修的一般程式不外乎解體清理、檢查消缺、裝復除錯幾個步驟。根據本教材的性質和任務,編者將重點放在檢修方法和質量驗收標準上,對解體清理和裝復等工序不作贅述。驗收標準摘自《火電施工質量檢驗及評定標準》汽機篇,中華人民共和國電力工業部2023年發布實施。

(下文中簡稱《標準》)

一、汽缸

汽缸損傷主要以結合面漏汽和裂紋兩種形式出現。

導致汽缸結合面漏汽的原因很多。從根本上講源於它的變形,法蘭螺栓緊力鬆弛或預緊力不足,結合面塗料質量不良也會導致漏汽。小的漏汽通道一旦生成,在高速汽流的沖刷下,通道面積和漏汽量將逐漸增大。

塗料質量問題較易處理;加**蘭螺栓預緊力或更換螺栓則應慎重行事,經過嚴格的論證核算和主管批准方能實施。

汽缸是乙個幾何形狀十分複雜的大型部件。鑄造汽缸如高、中壓缸的變形可因鑄件人工時效不足,鑄造應力在執行中逐漸釋放而發生,也可因其支承負荷不均勻或進、抽汽管道的作用等外力因素引起。焊接汽缸如低壓缸剛性較差,更容易變形,但因缸內、外壓差甚小,結合面漏汽問題比較容易處理。

對於低壓轉子的軸承座落在排汽缸上的機組,低壓缸變形往往是引起軸系用振動的重要原因之一。

汽缸的裂紋主要是由其自身的缺陷如微裂紋、氣孔、夾渣等,或鑄造、焊接應力未能完全消除,在多次低周迴圈熱應力作用下發生的。如不及時發現處理,裂紋將隨執行時間的增長而擴充套件,造成嚴重後果。

1、汽缸結合面漏汽的處理

(1)確定汽缸是否變形及間隙的部位和大小

緊三分之一法蘭螺栓檢查結合面的嚴密性。如果間隙分布較均勻,則應優先考慮螺栓緊力和塗料質量問題。如果間隙只出現在區域性,則應標記間隙的部位,吊開上缸,清淨結合面,用長平尺和塞尺或深度尺,在下缸結合面上特別是有標記的那一段仔細測量,以確定平尺與法蘭平面之間隙的形狀和大小,如圖2-64所示。

用長平尺和塞尺測量下缸法蘭平面可能出現兩種情況:一是間隙均勻且成規律性分

布,如沿軸向兩端小中間大(反映下缸靜垂弧),則可肯定結合面間隙是由上缸的變形造成的;二是確實存在區域性凸凹,此時應作好間隙的圖形和尺寸記錄。在前種情況下,只需處理上缸法蘭平面的變形。無論一二種情況,都應將上缸翻轉清淨,作與下缸同樣的測量和記錄。

(2)確定法蘭平面變形的處理方法

對上述測量記錄進行分析。對於變形大因而間隙面隙大的汽缸,應進行結合面研刮;

對於區域性變形或凹坑較深的法蘭平面,一般採用先刷鍍或噴塗,然後研刮的辦法處理。

(3)法蘭結合面的研刮

先用長平尺或大平板和刮刀對上缸法蘭結合面進行研刮,直到該平面符合質量標準,再以合格的上法蘭平面為基準對下缸法蘭平面進行研刮。方法簡介如下:

在下缸法蘭結合面上均勻地塗一層很薄的紅丹,扣上缸並小距離來回拖動,讓上下法蘭面對研。吊開上缸,根據著色情況修製下法蘭面上的高點。當應刮去的金屬厚度>0.

2mm時,可先用拋光機或平面打磨機打磨,並用平尺跟蹤檢查間隙變化,然後用細油石將打磨過的表面磨光潔,清淨表面,再用上缸法蘭進行著色研磨,直到凸點刮平,間隙消失。

研磨質量標準:任取的1cm2平面內有1~2個紅丹斑點且無溝痕等損傷即為合格。

(4)結合面法蘭刷鍍

刷鍍也稱塗鍍,系應用電鍍原理和電焊工藝在法蘭面上塗鍍一薄層金屬。該法簡單易行,質量可靠,適用於面積不大而凹坑較深的平面修理,鍍層厚度可在0.001~1.

5mm範圍內根據平面變形情況控制。塗鍍後的結合面仍需進行研刮,以修去凸出點,故塗鍍層應比原法蘭平面高出0.01~0.

02mm。後續工序及要求與(3)所述相同。

刷鍍已廣泛用於汽缸結合面的修復,但需有專用裝置並由專業人員操作才能實行。

(5)結合面法蘭噴塗

噴塗是利用專用噴槍噴出的高溫氣體,將置於其中的金屬絲熔化並吹成霧狀,噴塗於經過特殊處理的法蘭面凹入部位。這種工藝的特點是汽缸受熱量少,不會發生變形,塗層與法蘭面結合緊密且具有一定孔隙度,利於壓實密封。

噴塗前,劃定的法蘭面應清除雜質、油汙和氧化層,再進行電火花拉毛處理,將該處表面拉成粗糙的毛面,以便塗層與法蘭母材金屬的牢固結合。噴塗後按(3)所述方法研刮法蘭結合面。由於塗層的密度為其材料本身的85~95%,故噴塗面最終應高於原法蘭平面0.

03~0.05mm,以便壓實後保持結合面的嚴密性。

噴塗工作有相當的技術難度,故也應由有專門經驗的人員進行。

(6)加焊密封帶

當間隙面積不大,有較明顯的汽流痕跡時,可在與漏汽流垂直的方向用電焊堆成一條或兩條寬約8~10mm的密封帶,連線間隙圖形的兩邊,修平後進行研刮。完工後扣空缸檢查應無間隙。此法簡單易行,但需慎重行事,以防施得操作不當產生裂紋。

當汽缸材料為合金鋼時更應注意採取必要的防範措施。

(7)在間隙部位墊鋼絲布或在塗料中加鐵粉。此法僅適用於缸內外壓差不大(如中、低壓缸)間隙小於0.1mm,且變形面積不大的結合面漏汽處理。

(8)在發電任務緊、不允許長時間停機等特殊情況下,作為應急措施,可在漏汽段的結合面上、下汽缸之間施一薄層密封焊。不得不採用此方法時,也需慎重並得到有關領導的批准。

(9)汽缸結合面檢修驗收標準

驗收方法:未加結合面塗料時,按冷緊要求緊固1/3螺栓,用塞尺檢查。

合格標準:

①高壓缸:0.03mm塞尺自內外兩側檢查均不得塞入。

②中壓缸:0.05mm塞尺自內外兩側檢查,一般不得塞入;個別塞入部分不得超過汽缸法蘭密封寬度的1/3。

③低壓缸:0.05mm塞尺不得塞通;在法蘭同一斷面處,從內外兩側塞入長度總和不得超過汽缸法蘭寬度的1/3。

高中壓和低壓內缸及其中的靜葉環、持環、分流環等的中分面間隙要求可查閱《標準》。

2、汽缸裂紋的處理

汽缸裂紋多出現在下列部位:

截面積突變處,如調節級汽室內外、抽汽口周圍、靜葉槽等;

汽缸內外拐角過渡區及機器出廠前的原補焊區;

汽缸的各結合面。

(1)汽缸裂紋的檢查和鑑定

首先憑肉眼和放大鏡對疑似區進行外觀檢查。發現裂紋後,將其周圍約100公釐範圍的表面打磨光潔,用探傷儀器確定裂紋的邊界,再用鑽孔法或測深儀確定裂紋的深度。

對較大或較深的裂紋及出現裂紋的原補焊區,還應進行酸浸和進一步的儀器檢查,以確定裂紋有無擴充套件,裂紋區內有無氣孔、夾渣等隱蔽缺陷。必要時還可採用金相分析、光譜分析、硬度測量等方法對裂紋及其附近區域、原補焊區、熱影響區作裂紋和母材的性質鑑定。

(2)確定裂紋處理方案

根據檢查鑑定結果,對不同的裂紋情況可採用不同的處理方案:

深度小於壁厚五分之一的小裂紋,可以不補焊焊,但必須在裂紋兩端鑽比裂紋深度深3~5mm的止延孔,防止裂紋擴充套件;

深度小於壁厚三分之一且經缸壁強度核算保證安全的裂紋,也可不補焊,但必須用砂輪機將裂紋全部打磨乾淨,並經酸浸檢驗或儀器探測,確認其完全消除。打磨出的凹槽兩端和底部必須是光潔的圓弧過渡,不留任何應力集中隱患。

汽缸內加強筋和定位鍵的焊縫裂紋,鑄造連線部的裂紋,凡深度大於5mm的,必須進行開槽補焊;深度小於5mm的可以不補焊,但必須用砂輪機打磨乾淨,如前文所述。

(3)汽缸裂紋的補焊

補焊方法有兩種:熱焊和冷焊。

熱焊需要對汽缸補焊部位進行工頻感應加熱,施焊、鎚擊、跟蹤回火三道工序緊湊銜接,完成一層焊縫。冷焊則可連續施焊。熱焊工作量大、技術要求高、工時也較長,但焊接***,易於控制,適用於裂紋較深、補焊量大的情況;冷焊可在常溫下進行,工藝簡單、工作量小,只要方法正確、操作得當,也可得到滿意效果,適用於裂紋較小的情況。

①開槽打坡口

不論熱焊冷焊,都應先在裂紋處開槽並打出坡口。先在裂紋兩端沿其深度方向鑽孔,然後沿裂紋在母材上加工出如圖2-65所示的帶坡口的槽。

圖2-65 供補焊的槽和坡口

a-條形槽橫斷面;b-條形槽縱斷面;c-方形槽橫斷面;d-原補焊區裂紋開槽長度

圖中 α1=α3=10°~15° α2≮30°

r1=r3=5~7mm r2≮5mm

規範的槽和坡口是保證補焊質量的重要條件,切不可輕視。

②熱焊用工頻感應加熱保持焊接工作始終在300℃的高溫下進行。施焊前,用頭號火嘴中性火焰預熱槽底母材,然後按連續施焊、鎚擊焊縫、跟蹤回火三個工序不間斷地進行,直至將槽道填平。焊條材質必須與母材適配,焊接電流不宜過大,每焊完一層都應仔細清理檢查焊道表面。

用鹼性碳鋼焊條在槽道焊縫表面敷焊一層厚度為3~4mm的表面退火層,鎚擊焊縫周圍,並對焊縫及其兩側熱影響區進行跟蹤回火。

補焊完後,仍需在300℃左右對焊接區加熱4個小時才能切斷工頻感應電源,然後在不拆除保溫的情況下自然冷卻。待補焊區溫度降至室溫時,用砂輪將退火層徹底打磨乾淨,然後用砂布將焊縫及其周圍打磨光。

③冷焊用頭號火嘴將槽道區域性預熱到150~170℃,然後在槽底及其四周敷焊一層厚度約5mm的不會淬火的奧氏體銅合金作為過渡層,不破藥皮立即保溫。待其冷卻至室溫後,清理藥皮並仔細檢查,確認無裂紋後即可進行槽道補焊。

以後的焊接工作都應在室溫下進行,母材溫度應低於70℃(手可耐受),如溫度過高,可採用間斷施焊法。焊縫只需略高於缸體表面,與母材的過渡應當平滑,不能有咬邊。

補焊工作全部結束,清理完畢後,應對焊縫和補焊區作全面的質量檢查,主要內容有:

外觀檢查和儀器探測:不允許裂紋、氣孔、夾渣、咬邊、未焊透等缺陷存在。

補焊區及周圍金屬硬度應低於hb300,其金相組織不應有馬氏體和貝氏體。

汽缸不應有明顯的殘餘變形。

3、汽缸水平測量和負荷分配

汽缸水平測量是在空缸狀態下,用合象水平儀在下缸法蘭結合面的特定位置(刻有明顯的儀器位置標誌,每次測量時儀器都應放置在那些標誌內)上,測量汽缸的縱、橫向水平值,並與上次大修後同一點的記錄比較,以便發現缺陷,消除陷患。

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