高溫高壓蒸汽閥門密封面在線修復(fù)及檢測技術(shù)

陳 捷，陸 云

(1.上海外高橋發(fā)電廠有限責(zé)任公司，上海 200137；2.國網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海 200437)

1 高溫高壓蒸汽閥門密封面的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，超超臨界火電機(jī)組整體技術(shù)基本都引進(jìn)國外技術(shù)，由國內(nèi)大型供應(yīng)商進(jìn)行組裝。但是汽輪機(jī)的關(guān)鍵部件都采用全進(jìn)口，尤其是主汽門、調(diào)門、高旁等閥頭與閥座整個系統(tǒng)，該部件的密封性能決定機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和安全性。為了保證密封面良好的密封性，通常在密封面堆焊硬度較高耐磨層，常用的堆焊材料為司太立合金14(Stellite)。

上海市并網(wǎng)發(fā)電廠900 MW以上機(jī)組有6臺，660 MW超超臨界機(jī)組有2臺，機(jī)組均存在密封面開裂的現(xiàn)象(見圖1、圖2)。密封面硬質(zhì)合金一旦碎裂或脫落，直接沖入汽缸，造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子重大的損壞，該設(shè)備缺陷給電力生產(chǎn)企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失與安全隱患[1-3]。

圖2 高主B閥座裂紋

某發(fā)電廠8號、9號兩臺機(jī)組自2010年投產(chǎn)至今，高低旁主閥已多次發(fā)生由于密封面缺陷造成的蒸汽內(nèi)漏情況，造成出口溫度急劇上升，投運(yùn)大量減溫水，機(jī)組的熱效率降低，煤耗上升(增加2～3克煤耗)，經(jīng)濟(jì)性差。某超超臨界900 MW發(fā)電機(jī)組的在長周期運(yùn)行過程中，曾發(fā)生中壓調(diào)門密封面整體脫落，導(dǎo)致高中壓轉(zhuǎn)子整體受損，尤其轉(zhuǎn)子動葉片表面受到不同程度的損傷。同樣的問題亦頻繁發(fā)生，主汽門的內(nèi)漏問題一直存在。

同時，此類問題已形成“家族性”共性問題，幾乎涵蓋所有的發(fā)電機(jī)組，尤其以上汽西門子超超臨界機(jī)組主汽、調(diào)門、再熱主汽、調(diào)門以及CCI高低旁主閥的閥座缺陷問題尤為突出。如采用國外的在線修復(fù)技術(shù)，費(fèi)用高、周期長、焊接質(zhì)量得不到保證，因此電力企業(yè)自主研發(fā)高溫高壓閥門在線修復(fù)與檢測技術(shù)已勢在必行。

2 密封面修復(fù)技術(shù)的難點(diǎn)

2.1 現(xiàn)場焊接

從閥門的特征和修復(fù)要求可以看出，高溫高壓蒸汽管道閥門閥座密封面的修復(fù)技術(shù)涉及到新材料、新裝備、新工藝，其過程非常復(fù)雜，目前常用的修理辦法是將整個汽缸缸體采用機(jī)械辦法與管道割離，大型卡車運(yùn)送至維修地點(diǎn)，在大型工廠間內(nèi)進(jìn)行修復(fù)后，再將部件焊接歸位。這種方法不僅耗費(fèi)大量時間與資金，而且不能從根本上解決問題，達(dá)不到理想的效果。現(xiàn)有的在線檢修幾乎全部依賴國外修復(fù)設(shè)備,由于外國對技術(shù)進(jìn)行壟斷，維修費(fèi)用極高，并且效果均不理想,一般在機(jī)組投運(yùn)后短周期內(nèi)，就會出現(xiàn)重復(fù)性缺陷[4-5]。

目前，國內(nèi)外多家公司針對上汽西門子超超臨界機(jī)組主汽、調(diào)門、再熱主汽、調(diào)門等花費(fèi)了巨資并采取了不同的方法正在積極探索解決此類問題，但效果均低于產(chǎn)品制造驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。高溫高壓蒸汽管道閥門閥座密封面的修復(fù)技術(shù)一旦成功，其應(yīng)用范圍更廣，可以覆蓋包括高低旁主閥在內(nèi)通徑大于300 mm的所有高溫高壓蒸汽管道閥門閥座密封面的修復(fù)，涵蓋所有的發(fā)電機(jī)組，現(xiàn)場解決“家族性”共性問題。

2.2 超聲波檢測

在堆焊完成后，應(yīng)對該堆焊焊縫進(jìn)行無損檢測。從理論上說，反射超聲波的面積越大，回波越高，越容易檢出。實(shí)踐表面，對較厚焊縫的裂紋和未熔合缺陷檢測，超聲波檢測確實(shí)比射線照相靈敏，并且其指向性較好。

利用這一特性，堆焊層的超聲波檢測具有理論上的可行性。在堆焊層完好區(qū)，超聲波直接穿透焊縫進(jìn)入閥門本體不會有回波出現(xiàn)，在堆焊層與閥門本體的未結(jié)合區(qū)則有反射回波(即缺陷波)出現(xiàn)。

在現(xiàn)場實(shí)際檢測的過程中，針對密封面的堆焊焊縫，應(yīng)考慮以下因素。

(1)對工件中的缺陷進(jìn)行精確的定性、定量仍需作深入研究。

(2)對具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的工件進(jìn)行超聲檢測有困難。

(3)缺陷的位置、取向和形狀對檢測結(jié)果有一定的影響。

(4)工件材質(zhì)、晶粒度等對檢測有較大影響。

(5)常用的手工A型脈沖反射發(fā)檢測室結(jié)果顯示不直觀，檢測結(jié)果無直接見證記錄。

3 密封面堆焊層在線修復(fù)技術(shù)

3.1 高溫高壓蒸汽閥門密封面在線修復(fù)成套裝備

高溫高壓蒸汽閥門在現(xiàn)場維修過程中，現(xiàn)有設(shè)備無法直接堆焊硬質(zhì)合金，只能采取堆焊ERNiCrMo-3(鎳基)對其進(jìn)行修復(fù)。然而，鎳基堆焊層的硬度現(xiàn)場檢測結(jié)果僅有HB180—HB200左右，無法滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定HRC 35～40，不能保證其表面耐磨性能和耐沖刷性能。因此，開發(fā)自動化程度高，堆焊稀釋率低的方法與裝備是目前亟待解決的問題。

該系統(tǒng)在修復(fù)方案方面,避開目前國內(nèi)廠家大多采用的對閥門具有破壞性的分離解體或割除的返廠維修方案，采用在閥門工作現(xiàn)場對密封面進(jìn)行維修；在修復(fù)裝備方面，避開目前“一種閥門一個裝備”的特種修復(fù)裝備，采用更具柔性和智能化的機(jī)器人或?qū)I(yè)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)自動修復(fù)；修復(fù)結(jié)果能完全達(dá)到設(shè)計制造初始要求，修復(fù)后的密封面硬度、耐磨性、高溫性能均等效或高于原始設(shè)計；解決了現(xiàn)場修復(fù)的時效性問題，設(shè)計的裝備能夠快速完成現(xiàn)場的定位安裝，能夠在閥門腔體內(nèi)快速完成施工工藝；解決了在閥門腔體內(nèi)施焊、熱處理的協(xié)同性問題；通過蒸汽閥門密封面缺陷的機(jī)加工消除、耐磨層的自動堆焊、堆焊前后的預(yù)熱和高溫回火、堆焊層的高精度機(jī)加工、耐磨層冷態(tài)檢驗(yàn)和高溫性能評估，來實(shí)現(xiàn)高溫高壓蒸汽閥門密封面的現(xiàn)場在線修復(fù)。

3.1.1移動式機(jī)器人焊接系統(tǒng)

本試驗(yàn)開發(fā)了一種能夠滿足在電廠現(xiàn)場安裝調(diào)試的移動式機(jī)器人焊接系統(tǒng)，由TIG電源、六軸聯(lián)動機(jī)器人、送絲機(jī)、焊槍等主要部件組成。在實(shí)際應(yīng)用中，采用了兩臺雙驅(qū)送絲機(jī)，分別裝載鎳基和鈷基合金或其他組合的兩種焊絲，兩種焊絲經(jīng)過導(dǎo)絲管分別沿焊槍噴嘴的兩邊輪流送出，熔敷金屬的種類、送絲速度由六軸機(jī)器人控制和切換。在接到焊接指令前，先在TIG電源控制面板上設(shè)定焊接方法和工藝參數(shù)，在機(jī)器人中設(shè)定送絲機(jī)選擇、送絲速度及焊接速度等選項(xiàng)，通過編譯調(diào)試完成的焊接軌跡，機(jī)器人帶動TIG焊槍完成施焊任務(wù)。

送絲機(jī)含有兩個獨(dú)立的送絲機(jī)構(gòu)，除了在每一個送絲盤后裝有一個較直器外，在TIG焊槍前端還添加了一個拉絲裝置，保證TIG焊槍旋轉(zhuǎn)時不阻絲，在焊接時推拉絲裝置協(xié)同工作，拉絲速度略大于推絲(送絲)速度(約5%)。通過倍?？刂颇K切換控制選擇需要工作的送絲機(jī)，同時控制該送絲機(jī)的啟停；實(shí)際施焊過程中一臺送絲機(jī)實(shí)現(xiàn)鎳基焊絲填充，另外一臺送絲機(jī)實(shí)現(xiàn)鈷基焊絲的填充。

TIG焊槍槍管采用了整體多節(jié)從粗到細(xì)的多段過渡結(jié)構(gòu)，多節(jié)焊槍槍管最多可三節(jié)，最長可為1.5 m，每節(jié)的粗細(xì)和長度比例可為6：5：4或5：4：3，這樣可以方便伸縮和控制距離。多節(jié)焊槍槍管采用從粗到細(xì)、長螺紋接口的過渡性結(jié)構(gòu)，獲得最佳的焊接時防抖動效果。

耐高溫絕緣槍管不僅可以抵御堆焊硬質(zhì)合金時的300℃工作環(huán)境溫度，同時具有耐高電壓的優(yōu)良絕緣性能，滿足深坑堆焊所需的長度。此外，安裝在機(jī)器人夾持件上的拉絲裝置外殼采用一種了具有絕緣功能的樹脂或電木材料；同時，在焊槍與水冷電纜連接處裹敷了兩層能夠耐10 kV高壓的絕緣材料，以此來保證引弧階段高頻無漏電，引弧成功率可以達(dá)到100%。

3.1.2閥門在線熱處理系統(tǒng)

目前，現(xiàn)場高溫高壓蒸汽閥門密封面需要焊接和修復(fù)時，主要采取外壁加熱傳導(dǎo)或者將工件切割下整體進(jìn)加熱爐的熱處理方法。但是，這些方法不僅費(fèi)時費(fèi)力，而且熱處理的工藝要求亦無法得到滿足。另外，整體進(jìn)加熱爐的方法存在出爐至焊接這一時間段的盲區(qū)，溫度快速下降，導(dǎo)致工件預(yù)熱溫度無法得到保證。

本試驗(yàn)開發(fā)了一種高溫高壓蒸汽閥門密封面現(xiàn)場在線熱處理系統(tǒng)，其能夠根據(jù)現(xiàn)場高溫高壓蒸汽閥門密封面結(jié)構(gòu)和環(huán)境的復(fù)雜性，確保在焊接或修復(fù)過程中滿足熱處理工藝要求，并且做到輕型化、小型化，便于現(xiàn)場安裝和操作，避免由于閥體結(jié)構(gòu)復(fù)雜和壁厚太大導(dǎo)致的密封面裂紋傾向性。

當(dāng)需要熱處理時，先利用閥門端蓋螺栓將工裝固定在閥蓋上，再將加熱線圈固定在L型移動盤上，連接好加熱電源和感應(yīng)線圈的水冷電纜。焊接或修復(fù)前，感應(yīng)線圈通過升降臺工裝先移動到閥體的閥蓋法蘭口，然后再進(jìn)入到閥門腔體內(nèi)直至密封面的內(nèi)孔位置。對于外壁熱處理，其主要由控制系統(tǒng)、60 kW中頻感應(yīng)加熱電源、柔性風(fēng)冷外加熱電纜組成，其加熱電纜可直接纏繞在不規(guī)則閥體外壁，從閥門開始預(yù)熱到整個焊接結(jié)束時其一直處于工作狀態(tài)，在閥門外壁形成一道“熱壩”，防止過度散熱，以保證密封面加熱效果，內(nèi)壁和外壁熱處理同時開始工作，預(yù)熱溫度恒定后，只退出內(nèi)加熱線圈，外壁熱處理繼續(xù)恒定溫度，以保證焊接或修復(fù)過程中的層間溫度，完成焊接或修復(fù)后，內(nèi)加熱線圈進(jìn)入，與外加熱線圈以相同的升溫速率、恒溫時間、降溫速率開始進(jìn)行焊后熱處理，直至整個熱處理過程全部完成。

3.2 狹小空間內(nèi)的焊道及軌跡規(guī)劃

閥門內(nèi)部空間狹小不利于整個焊接過程調(diào)試和焊接過程檢測，如采用單層單道則無法完成修復(fù)方案，需要多層多道的方案。為了滿足多層多道的焊接工藝，建立空間幾何坐標(biāo)圖，根據(jù)送絲速度和焊接速度確立每次焊接的堆高及熔寬，采用焊接偏移程序來完成焊道實(shí)施，在Z方向確立層高，在Y方向確立焊道偏移。為了確保整個過程中由于計算誤差和偏移誤差引起的波動，在焊接過程增加了Z方向的弧壓跟蹤，以確?；骸⑷鄢氐拇笮『蛯挾?、焊縫的厚度一致性。在實(shí)際編程過程中用采樣器進(jìn)行輸出端電壓采樣，同時將該信號作為輸入端與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，為了標(biāo)定基準(zhǔn)電壓，先對在標(biāo)準(zhǔn)弧長(弧長3 mm)位置的電壓進(jìn)行了標(biāo)定，由于弧長與電壓存在一定的關(guān)系，經(jīng)過多組參數(shù)標(biāo)定線性關(guān)系相關(guān)參數(shù)，如此可以通過弧壓跟蹤及時校準(zhǔn)Z向弧長，在整個焊接過程中只要確立偏移量就可以保證焊接按照預(yù)期的軌跡和速度進(jìn)行焊接。

此外，為了避免局部熱量過高，有時需要采用分段退焊的方法來完成堆焊。

3.3 閥門基材上堆焊耐磨層的材料及工藝問題

考慮修復(fù)結(jié)果要能完全達(dá)到設(shè)計制造初始要求，修復(fù)后的密封面硬度、耐磨性、高溫性要能均等效或高于原始設(shè)計，本試驗(yàn)對材料和加工工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

3.3.1優(yōu)化過渡層材料

結(jié)合試驗(yàn)室實(shí)際工況條件和質(zhì)量可靠性以及沖擊、腐蝕、磨損特性指標(biāo)比較，焊材選擇Stellite 6合金材料。過渡層焊接材料應(yīng)選擇能滿足高溫高壓蒸汽閥門的工況條件要求，同時必須考慮到與基體和焊材良好的結(jié)合性能。實(shí)踐表明，鎳基625合金系列的焊接材料ERNiCrMo-3在700℃以下能保持優(yōu)異的高溫性能，其高溫強(qiáng)度、高溫抗氧化性能、高溫抗腐蝕性能等各項(xiàng)指標(biāo)明顯優(yōu)于鎳基WE182系列中的焊接材料ERNiCr-3。

3.3.2焊接、熱處理協(xié)同工藝

綜合考慮閥體材質(zhì)(SA182-F91/92)和Stellite6堆焊工藝要求，預(yù)熱溫度和層間溫度均應(yīng)控制在300～350℃。為了避免因冷熱交變應(yīng)力造成堆焊層開裂，施焊處和未焊處的溫差應(yīng)小于30℃。通過施焊、熱處理的協(xié)同技術(shù)，采用如圖3所示的修復(fù)流程工藝，保證了熱加工過程中質(zhì)量和效率。

圖3 閥門密封面修復(fù)流程圖

3.3.3工藝優(yōu)化

考慮到閥體材質(zhì)(SA182-F91/92)的特殊性，為了避免局部熱輸入太大，焊接時通過焊接電流、速度、弧長等參數(shù)控制熔池大小均勻一致，根據(jù)實(shí)際工藝條件優(yōu)化焊接方向、電流、參數(shù)模式等，采用分段退焊法、分區(qū)域焊接來保證焊縫的一致性和均勻性，消除焊后的氣孔、裂紋等缺陷。

此外，考慮現(xiàn)場焊接過程中工件不能動，整個過程涉及各種焊接位置與姿態(tài)，綜合考慮了焊接的電流、電壓、焊接速度及熔滴過渡模式。

3.4 在線修復(fù)過程的實(shí)時監(jiān)控

(1)焊接過程實(shí)時監(jiān)控。考慮到現(xiàn)場修復(fù)石，堆焊工作面距離法蘭端面距離較遠(yuǎn)，超超臨界機(jī)組有時需要達(dá)到1 200 mm以上，在該狀態(tài)下，焊機(jī)的焊槍伸入閥腔內(nèi)進(jìn)行自由焊接作業(yè)時，基本無法通過肉眼監(jiān)測施焊過程。此外，由于焊接時閥門腔體內(nèi)一直處于高溫狀態(tài)(約250～300℃)，焊接區(qū)域此時的電弧光強(qiáng)度很亮，常規(guī)的視頻監(jiān)控設(shè)備無法在本試驗(yàn)中使用。為此，本試驗(yàn)設(shè)計了能夠耐受高溫作業(yè)環(huán)境并且添加了特殊濾波片的實(shí)時視覺監(jiān)控裝置，通過該裝置能夠在修復(fù)過程中實(shí)時觀測到焊接過程的熔池及熔滴過渡形態(tài)。

(2)熱處理過程實(shí)時監(jiān)控。堆焊過程中的熱處理參數(shù)及工藝控制將直接影響焊后堆焊層的性能，所以為了對熱處理過程進(jìn)行監(jiān)控，本試驗(yàn)配備了實(shí)時溫度曲線記錄儀，通過數(shù)據(jù)屏蔽線連接電腦，利用熱處理專用軟件實(shí)時觀測熱處理溫度和設(shè)備運(yùn)行狀況。

(3)機(jī)械加工過程實(shí)時監(jiān)控。為了了解密閉空間機(jī)加工的實(shí)時狀態(tài)，利用WIFI和攝像頭可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控整個加工狀態(tài)。

4 密封面堆焊層檢測技術(shù)

4.1 檢測設(shè)備要求

超聲探傷儀：A型脈沖反射式超聲探傷儀，其工作頻率按-3 dB測量應(yīng)至少包括0.5～10 MHz范圍。超聲儀器各性能的測試條件和指標(biāo)要求應(yīng)滿足相關(guān)要求。

探頭：圓形晶片直徑一般不應(yīng)大于40 mm，方形晶片任一邊長一般不大于40 mm?？紤]到堆焊層的厚度，宜選用5 MHz的雙晶直探頭，焦點(diǎn)為5～10 mm；

試塊：采用承壓設(shè)備無損檢測標(biāo)準(zhǔn)NB/T47013—2015《承壓設(shè)備無損檢測》上所推薦使用的T3型試塊。

對比試塊：采用與被檢工件材質(zhì)相同或聲學(xué)特性相近的材料，并采用相同的焊接工藝制成。其母材、熔合面和堆焊層中均不得有大于或等于φ2 mm平底孔單量直徑的缺陷存在。試塊的堆焊層表面狀態(tài)應(yīng)和工件堆焊層的表面狀態(tài)相同。

4.2 檢測對象要求

檢測面：應(yīng)保證工件被檢部分能得到充分檢測和現(xiàn)場堆焊層的實(shí)際情況，僅能選擇堆焊面?zhèn)取?/p>

4.3 檢測步驟

4.3.1超聲波檢測儀器校準(zhǔn)

采用承壓設(shè)備無損檢測標(biāo)準(zhǔn)NB/T47013—2015上所推薦的階梯試塊校準(zhǔn)超聲波檢測儀器線性。

4.3.2檢測靈敏度校準(zhǔn)

采用縱波雙晶直探頭從堆焊層檢測時，可利用T1型試塊來調(diào)整檢測靈敏度。將探頭放置(手指正常用力)在試塊的堆焊層表面上，移動探頭使其獲得最大φ3 mm平底孔當(dāng)量波幅，調(diào)整儀器表盤上的衰減器，使其回波幅度為滿刻度的80%，作為基準(zhǔn)靈敏度。現(xiàn)場掃查時，再提高6 dB。母材厚度至少為堆焊層厚度的兩倍。

從堆焊層側(cè)檢測堆焊層內(nèi)部缺陷或堆焊層層下再熱裂紋，應(yīng)正常移動探頭，使其獲得最大φ1.5 mm橫通孔當(dāng)量波幅，調(diào)節(jié)衰減器使回波幅度為滿刻度的80%，經(jīng)過反復(fù)測試，最大限度使探頭的焦點(diǎn)深度位于堆焊層和母材的結(jié)合部位，以保證在焦點(diǎn)區(qū)域有較高的靈敏度和信噪比。

4.3.3操作要點(diǎn)

掃查覆蓋率：按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，必須保證探頭每次掃查覆蓋區(qū)域大于探頭直徑的15%，同時應(yīng)確保檢測時超聲束能掃查到工件的整個被檢區(qū)域。

移動速度：移動速度不應(yīng)過快，須滿足不超過150 mm/s。

波形分析：發(fā)現(xiàn)缺陷波形時，應(yīng)與專用試塊缺陷檢測時顯示的類似波形進(jìn)行比對，進(jìn)一步確定缺陷的性質(zhì)。

4.3.4注意事項(xiàng)

采用雙晶直探頭檢測時應(yīng)垂直于堆焊方向進(jìn)行掃查，探頭的隔聲層應(yīng)平行于堆焊層方向。

掃查靈敏度應(yīng)在基準(zhǔn)靈敏度基礎(chǔ)上提高6 dB，缺陷當(dāng)量尺寸應(yīng)采用6 dB法確定。

4.4 司太立合金堆焊層缺陷評定方法

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NB/T47013—2015《承壓設(shè)備無損檢測》超聲篇附錄G中關(guān)于缺陷評定和質(zhì)量分級，對于堆焊層與基體的未結(jié)合缺陷，當(dāng)缺陷長徑小于等于25 mm的未結(jié)合區(qū)域評為Ⅰ級，缺陷長徑小于40 mm的未結(jié)合區(qū)域評為Ⅱ級，超過Ⅱ級的缺陷評為Ⅲ級。

4.5 現(xiàn)場檢測案例

某發(fā)電廠為1 000 MW超超臨界發(fā)電機(jī)組，機(jī)組正常發(fā)電時汽輪機(jī)未見異常反應(yīng)，在2015年度B級檢修時，拆除高壓主汽門時，發(fā)現(xiàn)密封面部分已經(jīng)脫落，采用上述在線修復(fù)技術(shù)進(jìn)行堆焊。堆焊完成后，為檢查高壓主汽門閥座堆焊層與閥門本體的結(jié)合狀況，對合金堆焊層焊接質(zhì)量進(jìn)行超聲檢驗(yàn)。閥體材料國外牌號為X12CrMoWVNbN1011，經(jīng)現(xiàn)場直讀式光譜儀器分析，斷裂的密封面堆焊層材料成分為司太立合金，與設(shè)計圖紙相符。

依據(jù)提出的檢測工藝對重新堆焊的高壓主汽門閥座進(jìn)行100%超聲檢測，檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩處堆焊層未熔合缺陷：1號缺陷的位置為堆焊層焊縫中間、缺陷深度約為4.3 mm、缺陷指示長度30 mm，檢測結(jié)果為不合格；2號缺陷位置為堆焊層焊縫邊緣(靠近內(nèi)側(cè))、缺陷深度約為4.0 mm、缺陷指示長度25 mm，檢測結(jié)果為不合格。由于受到探頭和儀器組合性能、檢測人員狀態(tài)、檢測表面條件及操作工藝手法等因素的影響，缺陷的當(dāng)量、起點(diǎn)、深度、指示長度等數(shù)據(jù)均與真實(shí)的缺陷存在一定的誤差。

針對該超標(biāo)缺陷，電廠組織相關(guān)專家進(jìn)行了安全隱患的專項(xiàng)討論，鑒于當(dāng)時發(fā)電形勢的需要，決定采取監(jiān)督運(yùn)行方式，著重加強(qiáng)日常運(yùn)行、檢修檢查，結(jié)合每次檢修隊(duì)超標(biāo)缺陷進(jìn)行跟蹤檢查，并做好與原有缺陷的比對工作，確保該設(shè)備隱患處于可控狀態(tài)。

5 密封面在線修復(fù)技術(shù)及超聲檢測

本試驗(yàn)通過研發(fā)在線修復(fù)設(shè)備，無需將密封面損壞的高溫高壓蒸汽閥門主體割離電站機(jī)組蒸汽管道，采用焊接機(jī)器人和現(xiàn)場數(shù)控切削裝備，完成蒸汽閥門密封面在線切削、預(yù)熱、焊接、檢測的修復(fù)工藝，不僅節(jié)約了發(fā)電企業(yè)的設(shè)備和檢修成本，縮短了檢修工期，也為類似設(shè)備的檢修提供了方法和途徑。

研發(fā)設(shè)備具備能在發(fā)電機(jī)組現(xiàn)場修復(fù)的功能，適用于閥門密封面現(xiàn)場360°全位置焊接要求，能夠滿足發(fā)電機(jī)組高中壓主汽門和調(diào)門、高旁、低旁等不同位置閥門密封面的修復(fù)要求。

研發(fā)設(shè)備做到了全自動化可在線監(jiān)測，具有離線編程、離線仿真，具備示教視覺檢測功能，具有鎢針燒損程度和焊接過程監(jiān)控功能。閥門密封面超聲波檢測工藝經(jīng)現(xiàn)場驗(yàn)證，完全符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時得到西門子公司專家的認(rèn)可。

6 結(jié)語及建議

(1)采用雙晶直探頭進(jìn)行現(xiàn)場超聲檢測時，由于其堆焊層表面光潔度及端面的不規(guī)則性，應(yīng)進(jìn)一步考慮綜合靈敏度的補(bǔ)償、指示長度和缺陷當(dāng)量精確測量。

(2)超聲檢測時采用專用的試塊，即在相同的材料基體上采用相同的工藝進(jìn)行堆焊，同時在該試塊上加工成不同深度的矩形槽或橫通孔，以便于采用相同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評判。

(3)堆焊層和基體的結(jié)合面邊緣出現(xiàn)類似未熔合缺陷，缺陷現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要是鎳基合金堆焊層的硬度值偏低。因此，如現(xiàn)場采用鎳基焊條堆焊時，為進(jìn)一步優(yōu)化焊接工藝，提高鎳基合金堆焊的硬度值，現(xiàn)場堆焊最后三層蓋面時，可采用ErNiCrMo-3鎳基材料，使其表面硬度達(dá)到HB220以上。但增加鉬元素后，堆焊層的可焊性較差，注意適當(dāng)提高預(yù)熱溫度或重新進(jìn)行預(yù)熱，并嚴(yán)格控制焊接時層間溫度。

(4)從最終機(jī)加工工藝和現(xiàn)場焊接設(shè)備上可采用同一個固定裝置，并且保證其同心度，盡可能較少更換裝置時預(yù)熱溫度對焊接質(zhì)量的影響，提高工作效率。

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