9F燃机工程汽轮机低压缸组合焊接变形控制

姜晖

摘 要：针对宜兴LZCC139-13.2/3.1/1.4/0.487型139MW联合循环三压再热、抽凝式汽轮机，分析了其#2汽轮机低压缸组合焊接时变形量大的原因，并在#3机低压缸组合焊接时采取了针对性的防变形措施。组合结果表明，所采取的措施有效，很好地控制了变形。

关键词：低压缸组合 焊接 变形

中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（a）-0104-02

#2汽轮机低压缸于2014年11月05日拼装完成，自由状态外缸间隙最大一处4.5 mm，长度330 mm，冷紧结合面1/3螺栓后最大间隙0.40 mm，汽缸严密性实验未通过。安装单位只能通过对超标结合面修刮式补焊通过验收。#3机组在安装过程中总结了#2机组的经验，制定出合理的方案和控制变形措施，成功地进行了低压缸组合。

1 工程概况及低压外缸结构

宜兴项目部承建的#3汽轮机组为上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂生产，机组型号为LZCC139-13.2/3.1/1.4/0.487型139MW联合循环三压再热、抽凝式汽轮机，这是笔者公司第一次安装该型号的机组。

低压缸因其尺寸较大，为便于运输，将其分成适合运输的若干部分供货，现场拼装焊接。低压外缸由二只端板、二只侧板和一只上盖组成，分三段散件，外缸与轴承座分离，直接坐落于凝汽器上，低压缸与凝汽器采用刚性连接。低压外缸重量完全由与它焊在一起的凝汽器接颈承担，其他低压部件的重量通过低压内缸的猫爪由其前后的轴承座来支承。

2 #2机组低压缸焊接组合变形原因的调查及分析：

调查小组对最可能引起汽缸产生变形的6条因素进行调查和验证，以下是调查的要因确认表（见表1）。

通过多方面的调查及确认，终于找到了主要原因：汽轮机安装方案对安装工序描述详细，但对于拼缸焊接部分仅简短叙述，虽然没有违背焊接规范要求，但焊接实施阶段对于对称间断退焊工艺难以掌控，不益于焊接变形控制。

3 制定对策

针对即将开始的#3汽轮机低压缸拼缸焊接，方案内容必须包括焊接顺序划分示意图；焊接前在焊缝附近按方案所述划定焊接区域、标明焊接顺序，焊工照此执行。

4 对策实施

4.1 本焊接方案对外下缸端板和侧板的焊接区域划定

焊接前在焊缝附近标注下图所示焊接顺序。监护人员按以下原则进行焊接监护：先焊应该先侧板焊缝的A段（K型坡口段），（1）～（4）焊工分别从内侧焊两层，然后分别从外侧焊两层，再分别从内侧焊满，最后从外侧分别焊满。也可采用4名焊工同步对称施焊，施焊过程中保持焊接电参数和焊接速度一致，以免焊接线能量不一致导致焊接变形。按照B、C、D、E的顺序来焊接侧板的单边V型坡口段，（1）～（4）焊工分别焊两层，检查整体变形，最后分别焊满。也可采用4名焊工同步对称施焊。端壁中分面法兰与侧壁中分面法兰F段，（1）～（4）焊工分别从上部焊两层，然后焊满。可采用4名焊工同步对称施焊。去除临时定位块，焊满侧壁与端壁中分面法兰K型坡口段（见图1）。

4.2 低压上缸焊接顺序划定

焊接前在两条环形焊缝周围标注下图所示焊接顺序。焊接时安排两名焊工按顺序示意图所示的顺序同步对称施焊，监护员负责提醒焊工不得在某一处一次焊完所有焊层，应一层层地进行。为避免焊缝中较大焊接残余应力的存在，GS环焊缝以及衬垫不得与TS侧同时点焊、焊接，TS侧焊接完毕以后，才能点焊、焊接GS侧。焊接环形支撑时不得点焊中间壳体与壳体连接法兰的焊缝。

4.3 凝汽器喉部与低压缸的焊接顺序划定

焊接前在焊缝周围标注所示焊接顺序（见图3）。焊接过程中监护人员注意提示4名焊工同时从中间向两边对称施焊，可采用退焊法。为控制低压缸的高度方向上的位移，在中分面上架设百分表对热变形量进行全程监控。在施焊过程中，各焊工焊接速度需保持一致，若发现变形量不一致或即将超标时，立即停止变形量大的一侧的焊接工作。

5 效果检查

#3机组低压缸焊接完成后，低压外缸空合（不紧固结合面螺栓）测量间隙。

空合汽缸大盖检查发现结合面最大处间隙为1.75 mm，整圈结合面间隙没有大于2 mm。紧固1/3螺栓后，汽缸四周均0.05 mm塞尺塞不进，验收通过。

以上结果表明，笔者单位在#3机组中做的措施有效地控制了低压缸组合焊接时缸体的变形，保证了施工的进度及工程的质量。

6 结语

通过以上施工安装过程分析，在制造加工过程中，确保施工标准和工艺，这就要求制造厂家严把设备制造的质量关、安装单位严格执行安装标准，遵照制定的焊接程序严格执行、施工人员要拥有高度的责任心。

参考文献

[1] 上海汽轮机厂135MW安装说明书[Z].

[2] 火力发电厂焊接技术规程DL/T869-2012[Z].

[3] 焊工技术考核规程DL/T679-1999[Z].