【摘要】本文根據(jù)高壓調(diào)節(jié)門小修過程中發(fā)現(xiàn)的裂紋問題，扼要闡述了解決裂紋問題所采取的技術(shù)路線及實施處理工藝后的效果。 
    大壩發(fā)電有限責(zé)任公司在2#機(jī)小修時發(fā)現(xiàn)左高壓調(diào)節(jié)門(3號8號) 閥殼有較為嚴(yán)重的裂紋存在，共有7只螺孔裂紋貫穿整個螺孔。在工期短、返廠不可能的情況下，經(jīng)大壩電廠、上海汽輪機(jī)有限公司共同討論，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，選擇冷焊法，在專家現(xiàn)場指導(dǎo)下實施檢修。
一、左高壓調(diào)節(jié)門(3號8號) 閥殼存在的問題2#機(jī)小修時發(fā)現(xiàn)3號、8號高壓調(diào)節(jié)門有較為嚴(yán)重的裂紋存在，共有7 只螺孔裂紋貫穿整個螺紋孔。其中8號高壓調(diào)節(jié)門有5條裂紋貫穿整個螺紋孔，3號高壓調(diào)節(jié)門有2條裂紋貫穿整個螺紋孔，如圖1所示。 
                   
二、裂紋處理工藝
1. 裂紋的挖除 
    (1) 首先滲透探傷確認(rèn)裂紋的具體位置、長度及形狀，然后用磁力鉆逐個擴(kuò)去有裂紋螺孔的全部螺紋，加工深度為55mm (不超過螺孔深度) ，孔徑擴(kuò)至50mm( 避免以后重新加工的螺紋在熱影響區(qū)上)，然后對剩余的較小裂紋用合適的鉆頭鉆去裂紋。在加工中認(rèn)真觀察，未見裂紋，應(yīng)進(jìn)行滲透探傷，確認(rèn)裂紋已完全去除后，停止機(jī)械加工。 
    (2) 手工打磨去除剩余的個別裂紋并修整焊補區(qū)，打磨坡口，去除影響焊接質(zhì)量的毛刺、尖角、使焊補區(qū)根部呈圓弧狀R>5mm，焊補區(qū)周圍母材打磨一定的斜度，約10～15°，如圖2 所示。
                    
2. 準(zhǔn)備工作 
    (1) 測量閥殼4個內(nèi)孔(204+0.0450 mm) 的尺寸，每個孔測量8點，4個數(shù)值，根據(jù)測量尺寸配作4個直徑尺寸過盈量為0.01 ～0.03mm 的堵頭，然后用鐵板蓋住擴(kuò)散器口，以免焊接及機(jī)加工時造成異物進(jìn)入系統(tǒng)，給機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運行造成隱患，并在3號、8號高壓調(diào)節(jié)門內(nèi)腔填充保溫隔熱材料。 
    (2) 準(zhǔn)備預(yù)熱設(shè)備，包括電加熱板、電加熱繩、溫度控制箱及熱電偶、表面測溫計、風(fēng)動錘擊工具和直流300A焊機(jī)。 
    (3) 設(shè)計加工高調(diào)門M42×3螺孔定位胎具及一頭M42×3另一頭M20的緊固螺栓，加工M42×3工藝螺釘保護(hù)完好無裂紋的螺孔，具體設(shè)計尺寸如圖3所示。 
    (4) 根據(jù)M42×3內(nèi)螺紋加工工藝和質(zhì)量要求，訂購M39.5 ×3、M40×3、M40.5 ×3 、M41×3、M41.5×3、M42×3頭錐、M42×3二錐各兩副，并制作專用攻絲鉸杠。
3. 焊補工藝要求 
    (1) 焊前局部電加熱板預(yù)熱，外表面及法蘭面采用電加熱板覆蓋，內(nèi)孔采用自制的“加熱棒” 加熱(在鋼管外纏繞加熱繩)，預(yù)熱溫度約為200 ℃。 
                   
    (2) 采用焊條電弧焊直流反接的焊接方法。焊條選用A407(2.5mm和3.2mm)，使用前按要求烘干，焊條應(yīng)裝入保溫桶中，隨用隨取，以免暴露在大氣中吸潮。 
    (3) 焊接電流的選用。2.5mm 焊條采用80～110A，3.2mm焊條采用110～150A。 
    (4) 在焊接過程中盡量采用熱敷冷焊法，即首先在整個坡口面堆敷一層A407，然后逐層逐道焊接，第一層焊接時預(yù)熱溫度約在200℃，剩余各層的層間溫度不得高于100℃，嚴(yán)禁過熱。 
    (5) 補焊采用多層多道焊，每層焊縫厚度≤3mm，焊條盡量不作擺動，單道焊縫寬度≤5mm，多層焊道如圖4 所示。
                      
    (6) 為改善焊接變形及焊接殘余應(yīng)力狀況，盡量采用小規(guī)范施焊，每一層焊縫盡量薄，層間要仔細(xì)清渣。除第一層和最后一層外，層間均應(yīng)進(jìn)行錘擊，錘擊覆蓋率不低于80 % ，錘擊時不要錘擊熔合線部位。 
    (7) 在未完成全部焊接工作時，如果中間需中止焊接，應(yīng)對焊接區(qū)域進(jìn)行加熱保溫，溫度約為250℃。 
    (8) 焊后在焊補區(qū)周圍焊接退火焊道；焊后去氫，約250℃恒溫不少于2h，然后隨保溫緩冷。 
    (9) 焊接過程中，應(yīng)認(rèn)真檢查每一層焊縫質(zhì)量，不允許有氣孔、夾渣、裂縫( 弧坑裂縫) 及未熔合等缺陷，發(fā)現(xiàn)缺陷，一定要打磨去除后才能繼續(xù)焊接。圖5為調(diào)節(jié)門補焊后探傷圖。
                      
4. 機(jī)加工工藝 
    (1) 手工打磨修整焊補區(qū)域，并及時用研磨工具檢驗，以保證各部分幾何精度與原圖樣要求符合。 
    (2) 以止動圈內(nèi)孔作高調(diào)門M42×3螺孔定位胎具的定位基準(zhǔn)，先以兩個不相連的完好螺栓為基準(zhǔn)，旋入定門螺栓，定好高調(diào)門M42×3螺孔定位胎具位置，然后用緊固螺栓壓緊胎具。 
    (3) 以胎具上的孔為基準(zhǔn)定位，利用J3C·AD16—49磁座鉆進(jìn)行鉆孔加工。為保證加工孔的加工精度，先將42mm鉆頭裝入磁座鉆主軸孔中，然后以胎具上的孔為基準(zhǔn)定位孔；定好J3C·AD16 —49 磁座鉆位置后，先用25鉆頭鉆孔，然后依次用30mm、35mm、38mm、39mm 鉆頭擴(kuò)孔；將頂尖裝入主軸孔中，并用頂尖頂住絲錐，依次攻M39.5×3、M40×3、M40.5×3、M41×3、M41.5 ×3、M42×3頭錐、M42×3二錐螺紋，并在攻螺紋過程中及時反轉(zhuǎn)絲錐，清除孔內(nèi)和絲錐上的鐵屑，澆注充分的冷卻液，以提高螺紋的加工精度，保持絲錐良好的切削性能。 
    (4) 以同樣的方法加工其余6 個孔的螺紋。
三、實施效果 
    (1) 滲透探傷，未見異常。 
    (2) 經(jīng)上海汽輪機(jī)有限公司專家檢驗，螺紋孔精度和形位公差均符合質(zhì)量要求。 
    (3) 檢修后的高壓調(diào)節(jié)門(3號8號) 閥殼一直安全運用到備件到貨后，公司在檢修中及時進(jìn)行了更換，確保了機(jī)組安全穩(wěn)定的運行。