【正文】 脹接質(zhì)量與管子擴(kuò)脹程度（脹管率大?。?、管子與管板材料之間的關(guān)系、管子與管孔間隙大小、接觸面情況、。對于平面管板若脹接順序不當(dāng)就會產(chǎn)生變形，同時，生產(chǎn)中為了防止管板變形，采用分區(qū)脹接脹接順序必須在施工工藝中給予規(guī)定。而適宜的脹管率與管子的材料、直徑、壁厚等因素有關(guān)。脹管率的計算公式如下：內(nèi)徑增大率H， H＝｛［（d1－d2）－(D－d3) ］/D｝100%管壁減薄率ε，ε＝｛［（d1－d2）－(D－d3) ］/2t｝100%式中 d1：脹接后管子實測內(nèi)徑㎜d2：脹接前管子實測內(nèi)徑㎜D：脹接前管孔實測直徑㎜d3：脹接前管子實測外徑㎜t：脹接前管子的壁厚㎜在工藝文件中脹接率也按下式計算：W=[2t－(D－d)]100%/2tD：脹前管板孔徑d：脹后管內(nèi)徑t：脹前管壁厚經(jīng)驗證明，在脹接時，當(dāng)脹管率起初增加時，接頭的強(qiáng)度和密封性都隨著它的增加而增加，但達(dá)到一定的極限后，隨著脹管率的增加而下降，得到相反的效果，只有一個最佳的脹管率才能夠保證所要求的脹接強(qiáng)度和密封性。它有兩種表示方法，一是內(nèi)徑增大率H，是管子在管孔中，在空隙已消除的情況下，擴(kuò)脹的量（純擠壓量）與管孔直徑的比值；另一表示方法是管壁減薄率ε，是擴(kuò)脹量與兩倍管子壁厚的比值。當(dāng)擴(kuò)脹量不足（欠脹）時，就不能保證接頭的脹接強(qiáng)度和密封性；若擴(kuò)脹量過量（過脹）管孔的四周充分地脹大而失去彈性，不能對管子產(chǎn)生足夠的徑向壓力，因此密封性和脹接強(qiáng)度反而降低，所以欠脹和過脹都不能保證質(zhì)量。若管端需扳邊的可采用前進(jìn)式扳邊脹管器進(jìn)行，這樣使脹接和扳邊工作同時完成，將管端擴(kuò)成需要的喇叭形。 管子經(jīng)初脹后各處尺寸基本固定，然后進(jìn)行復(fù)脹。3）清除管孔和管子脹接處的污物與鐵銹，保證脹接和密封焊的質(zhì)量。2）檢查和清理管孔及管端 對管子及管孔進(jìn)行尺寸測量，檢查管端內(nèi)外表面有無凹陷、較深的劃痕、銹斑、裂縫等缺陷。1）選擇脹管器和其他工具 根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)條件要求，確定脹管方法，并選擇相應(yīng)的脹管器以及其他工具。脹接承受強(qiáng)度，焊接保證密封，同時脹接不存在間隙，對焊縫起到保護(hù)作用。爆炸脹接操作技術(shù)簡單、成本低、勞動強(qiáng)度低、效率高；對管子直徑大小，脹接長度，脹接位置不受限制；質(zhì)量穩(wěn)定，管子軸向伸長少，管板變形?。贿m合多種金屬的脹接，尤其是雙金屬管子，更適用于補(bǔ)脹運(yùn)行中的設(shè)備等優(yōu)點，但此方法使用中的炸藥用量計算必須準(zhǔn)確，而且安全性要求高，因此爆炸脹接的使用受到一定條件的限制。爆炸脹接是繼爆炸焊接、爆炸成型采用同一原理用于脹接的一種新工藝，它不如機(jī)械、液壓脹管使用那么廣泛。液壓脹管依靠液壓控制一種新型式的液壓脹管器—脹頭，進(jìn)行脹接工作。液壓脹接是目前采用的一種先進(jìn)的脹接方法，子在汽輪機(jī)、鍋爐、化工……等行業(yè)已推廣應(yīng)用并取得好的效果。一般多采用機(jī)械輪子脹接。脹接是汽輪機(jī)輔機(jī)設(shè)備中管子和管板主要連接型式。脹接可以采用機(jī)械、爆炸和液壓等方法擴(kuò)脹管子直徑，使管子產(chǎn)生塑性變形，管板孔壁產(chǎn)生彈性變形，利用管板孔的回彈對管子施加徑向壓力，使管子和管板的連接接頭具有足夠的脹接強(qiáng)度（拉脫力），保證工作受力后管子不會與管孔脫開松動，同時還具有較好的密封性（耐壓力），在工作壓力下保證設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)不會從接頭上泄漏出來。此種形式在加熱器已多有采用。（2）翻邊脹接 管端扳邊成喇叭口或者管端翻邊后進(jìn)行管子脹接。 焊接 滾子脹接 爆炸脹接 液壓脹接圖84如管子材料為銅和銅合金，基本上使用機(jī)械輪子脹接；而對于碳鋼，低合金鋼，不銹鋼和鎳基合金管子則采用焊接或者對于要求高質(zhì)量的管子—管板接頭，應(yīng)采用脹接—焊接的連接方法，以確保接頭的密封性和結(jié)合強(qiáng)度。其中無間隙式又分為內(nèi)孔對接和內(nèi)孔角接，見圖83。 管子與管板的接頭形式：對于管—板接頭按其工況條件，不但具有承受內(nèi)壓和熱應(yīng)力的結(jié)合強(qiáng)度，而且具有密封性和耐蝕性。這是由于運(yùn)行過程中受腐蝕，熱應(yīng)力和機(jī)械力的同時作用而引起的連接接頭質(zhì)量的逐漸惡化，產(chǎn)生滲漏，從而導(dǎo)致功率降低。運(yùn)行經(jīng)驗證實，管子和管板之間的連接質(zhì)量是保證裝置持久耐用和可靠性的關(guān)鍵。 管子和管板的連接汽輪機(jī)配套的輔機(jī)有大量熱交換器，包括加熱器、凝汽器、冷油器、抽汽器等裝置，這種管殼式熱交換器采用直管、U型管，Π型管或蛇形管管束，而管子材料則根據(jù)機(jī)組工作要求選用碳鋼、不銹鋼、銅合金或鈦材。高壓加熱器是管子與管板用爆炸脹接后，在管子的脹口處在管板上加工出坡口，用氬弧焊封底，再用手工焊接加以密封。加熱器制造技術(shù)條件對管子—管板接頭的質(zhì)量要求較高，質(zhì)量檢驗中水壓試驗，因此采用手工氬弧焊和焊條電弧焊很難保證接頭長期運(yùn)行要求，可靠的方法是應(yīng)用全自動控制的管子—管板接頭自動氬弧焊。盡管低壓加熱器的使用壓力較低，為安全起見，應(yīng)設(shè)計成全焊透結(jié)構(gòu)，對于直徑較大的接管，還應(yīng)設(shè)計補(bǔ)強(qiáng)圈。殼體上的開孔，不但會造成殼體強(qiáng)度削弱，而且會在開孔的邊緣引起應(yīng)力集中。D類焊縫的受力條件比A、B類復(fù)雜的多。對于低壓加熱器可采用不開坡口的角焊縫接頭或局部開坡口的接頭型式，但對受力情況較復(fù)雜的焊縫應(yīng)采用全焊透的T形接頭型式。焊接可使用焊條電弧焊和埋弧焊，先焊內(nèi)側(cè)焊縫，然后在外層清根并修磨、檢查無缺陷后再焊外側(cè)焊縫，直至焊滿。A、B類接頭均應(yīng)采用雙面全焊透對接接頭形式，當(dāng)只能從單面焊接時，也必須保證能形成相當(dāng)于雙面焊的全焊透對接接頭，保證根部焊道雙面成形并與坡口兩側(cè)完全熔合。 焊接技術(shù)要求作好焊前準(zhǔn)備，焊接材料符合技術(shù)和使用要求，焊接坡口符合圖樣要求并進(jìn)行清理，焊接按經(jīng)過焊接工藝評定而制定的工藝規(guī)程或焊接裝配工藝卡進(jìn)行。將管板的殼體前部裝配、裝配疏水冷卻管、裝配各分隔板、傳入工藝銅管，找正各分隔板的管孔與管板的管孔同心，并保證各分隔板與管板平行，以管板為基礎(chǔ)效驗各隔板的管孔位置的正確性以保證各分隔板與管板平行，以管板為基礎(chǔ)效驗各隔板的管孔位置的正確性以保證穿管的順利。加熱器的管系主要由換熱器、抽氣管、隔板、折流板、端管板及管板組等零件組成。其中筒體采用多段筒節(jié)由環(huán)縫連接而成，對于各個筒節(jié)的縱縫和環(huán)縫的裝配間隙必須根據(jù)焊接工藝要求確定，同時，筒節(jié)縱縫按工藝簡圖裝配焊接試板和引狐板。定位焊，裝配定位焊是正式焊縫的組成部分，定位焊的位置和尺寸應(yīng)以不影響焊接接頭和結(jié)構(gòu)質(zhì)量及工作能力為原則，因此，點固焊縫的位置，長度和數(shù)量要根據(jù)具體情況決定，所用焊材與正式焊接相同并按正式焊縫的工藝條件施焊，焊接電流比正式焊接時高10—15%，點固焊縫和發(fā)現(xiàn)焊接缺陷應(yīng)鏟除修磨干凈并移位重焊。預(yù)留間隙，對于焊接坡口的預(yù)留間隙通過裝配給予保證，必須根據(jù)接頭坡口準(zhǔn)備實際情況和焊接工藝，在工藝規(guī)程中規(guī)定裝配間隙的具體要求。另外，管筒(管節(jié))組裝后直線度≤8mm，同一筒節(jié)橢圓度≤8mm，同一管節(jié)橢圓度≤7mm。為保證產(chǎn)品質(zhì)量和外形尺寸，防止焊接變形，裝配中必須控制對口錯變量，控制裝配件的相互位置偏差。將加熱器主要受壓部分的焊接接頭分為A、B、C、D四類、按各自技術(shù)要求進(jìn)行裝配。同時，采用分部件組裝法，分別為殼體、管系和水室的裝配焊接并經(jīng)檢驗合格后，在總裝成加熱器整體結(jié)構(gòu)。加熱器制作過程中的裝配、焊接、檢驗和驗收應(yīng)符合GB/T150《鋼制壓力容器》、GB151《管殼式換熱器》和GB4730《壓力容器無損檢驗規(guī)程》相關(guān)規(guī)定。高、低壓加熱器由于工作壓力和工作溫度的不同，所用的材料和焊接技術(shù)要求有所不同。加熱器主要由水室、殼體、管系和其他附屬配件組成。概括加熱器在系統(tǒng)中的位置和壓力不同分為高壓加熱器和低壓加熱器。實際上對于隔板的裝配焊接，圍帶孔型采用激光切割、葉柵焊接采用機(jī)械手，隔板焊接采用電子束是最理想的隔板制造柔性系統(tǒng)，這一工藝流程使隔板制造更為先進(jìn)更為合理。對于300MW以上機(jī)組的隔板是將自帶圍帶和葉根的單只導(dǎo)葉裝配成圓盤而焊接成一體組成隔板，采用電子束焊接則要簡單和方便許多，顯示出很大的優(yōu)越性。對于200MW以下的隔板，首先把噴嘴葉片嵌入圍帶進(jìn)行固定焊接組成葉柵，然后把葉柵分別與外環(huán)和隔板體焊接成一體組成隔板。目前生產(chǎn)中，采用不銹鋼焊條和鎳基焊絲分別按技術(shù)要求進(jìn)行焊條電弧焊和鎢極氬弧焊。焊接順序、焊角尺寸按技術(shù)條件要求進(jìn)行。對稱輪流分組施焊。對稱裝配，每裝一片點焊一片，全部葉片裝配、緊固后轉(zhuǎn)入焊接變位器進(jìn)行焊接。葉片可從首葉起按順序連續(xù)180176。按圖樣要求的角度，劃水平中心線，確定半塊隔板中首末葉片的裝配位置線，然后劃葉片出汽邊上葉根距內(nèi)環(huán)，葉頂距外環(huán)表面的距離圖線，再把圓分4個象限區(qū)，按葉片節(jié)距在象限區(qū)內(nèi)劃線，并把公差均勻分布在各節(jié)距中。見圖72圖 72 低壓環(huán)式隔板的裝配—焊接在裝配平臺上放好本級外環(huán)所用的墊鐵、將外環(huán)出汽邊向上吊放在平臺墊鐵上，兩半外環(huán)中分面接合處用1～5mm鋼板作墊片塞緊，檢查外環(huán)內(nèi)徑尺寸后，在外環(huán)外側(cè)接合面焊上連接板。把間隙分成四等份，分別均布在4個象限區(qū)內(nèi)，用不銹鋼墊片把本象限區(qū)內(nèi)的間隙均勻分解在各葉片之間。按照葉片順序號將自帶冠導(dǎo)葉片按圖樣要求裝配在焊接夾具上，檢查尺寸，滿足圖樣要求，定位點焊，并裝焊拉筋，逐次在相鄰葉片坡口進(jìn)行點焊后焊接，打磨清理后裝入隔板體和外環(huán)之間，定位點焊后裝焊拉筋，轉(zhuǎn)入焊接轉(zhuǎn)胎，預(yù)熱后進(jìn)行主焊縫焊接，焊后去應(yīng)力熱處理。隔板主焊縫的焊接（包括點焊）必須按規(guī)程中的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接，嚴(yán)格遵循焊接參數(shù)和焊接順序的規(guī)定。按工藝要求的位置和順序分別點焊隔板出汽邊和隔板進(jìn)汽邊。、90176。在葉柵180176。圖71 隔板的裝配焊接 將隔板體、葉柵、外環(huán)出汽邊向上按圖樣中裝配圖的尺寸在隔板裝配夾具上進(jìn)行組裝、要注意坡口與葉柵相對應(yīng)的裝配位置，保證精加工余量及坡口深度。葉柵的焊接質(zhì)量存在隱患，將影響機(jī)組安全、可靠的運(yùn)行。焊縫不允許存在裂紋、燒穿、未融合等缺陷，焊腳高度必須與圍帶齊平，并且保證圍帶與導(dǎo)葉熔化良好，結(jié)合牢固。 葉柵裝配點固后，裝在焊接及回火夾具上，進(jìn)行焊前預(yù)熱，根據(jù)導(dǎo)葉與圍帶型孔的尺寸情況分別進(jìn)行氬弧焊和焊條電弧焊，嚴(yán)格按照其工藝要求選擇焊接材料和焊接工藝參數(shù)進(jìn)行焊接，焊接時隨時保持焊縫處于水平位置，按所要求的焊接順序，由中間向兩側(cè)對稱施焊。葉柵的點焊應(yīng)與葉柵裝配同時進(jìn)行，一邊點焊一邊用徑向尺檢查喉部尺寸及校平，并同時進(jìn)行修正，整個葉柵點焊后按技術(shù)要求的各種尺寸進(jìn)行檢查，對于超差的導(dǎo)葉必須進(jìn)行重新裝配與點焊。 圍帶式隔板的裝配焊接高、中壓隔板的隔板體和外環(huán)的材料為珠光體耐熱鋼，低壓隔板為碳素鋼，其厚度均在50mm以上，而與之相焊的圍帶為馬氏體不銹鋼，厚度一般為4～16mm，由它們組成的坡口深而窄，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)充分考慮坡口的結(jié)構(gòu)、尺寸對焊接方法的適用性、可達(dá)性及脫渣性。無論是焊條電弧焊還是氣體保護(hù)焊，都要按工藝要求進(jìn)行預(yù)熱和保持層間溫度、選擇焊接材料及相應(yīng)的焊接電流等工藝參數(shù)，同時為了防止和減少變形，一定按規(guī)定的焊接順序進(jìn)行焊接，與此同時除第一層和最后一層外，其余各層進(jìn)行錘擊以消除應(yīng)力和去除熔渣。CO2氣體保護(hù)焊主焊縫時，如導(dǎo)葉低于圍帶、應(yīng)根據(jù)工藝要求將導(dǎo)葉堆焊至與圍帶齊平。因此，在焊接隔板焊接中必須按工藝規(guī)定焊接順序，經(jīng)焊接工藝評定后的適宜的焊接電流、焊接速度、預(yù)熱溫度以及及時先進(jìn)分層翻身焊接等技術(shù)措施來防止和減少焊接變形。在焊前預(yù)熱和保持層間溫度可以使焊接溫度梯度減少，冷卻速度減慢，同樣有利于減小變形。將隔板的主焊縫采取對稱分層焊接，按著工藝規(guī)程制定的焊接順序進(jìn)行執(zhí)行，同時，焊道由中間向兩側(cè)排布，先焊近中性軸側(cè)焊縫，對主焊縫分兩面進(jìn)行翻身對稱焊接等對防止變形有利的，先焊進(jìn)汽側(cè)。為了把焊接引起的變形控制在最小范圍，從工藝上采取多項技術(shù)措施來減少和控制變形。這就促使隔板的批量生產(chǎn)逐步走向半自動、自動化生產(chǎn)。多用在低壓末級。 自帶冠式隔板與圍帶式隔板基本類似，不同之處是導(dǎo)葉自帶冠代替圍帶組成葉柵。隨著大功率機(jī)組的制造，后兩種結(jié)構(gòu)形式的隔板逐漸增多。根據(jù)結(jié)構(gòu)型式焊接隔板可分為圍帶式隔板、自帶冠式隔板和低壓環(huán)式隔板。國內(nèi)外汽輪機(jī)廠都對隔板作為突破口進(jìn)行技術(shù)改造，體現(xiàn)在焊接方法由手工焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊直到電子束焊的改變，使焊接方法逐步先進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提高，勞動條件得到改善，成本大幅度降低，生產(chǎn)率顯著提高。因此隔板焊接一直是汽輪機(jī)制造中的關(guān)鍵部件。由于隔板制造精度對汽輪機(jī)效率影響大，所以對焊接性能和制造精度要求高。隨著制造要求的不斷提高和制造工藝技術(shù)的發(fā)展，鑄造式隔板已經(jīng)逐漸被焊接隔板取代，并有全部采用焊接隔板的趨勢。盡管各種機(jī)組的隔板結(jié)構(gòu)不盡一致，但其基本結(jié)構(gòu)有兩種，焊接隔板和鑄造式隔板。根據(jù)隔板所處的蒸汽溫度區(qū)，選用了不同的材料和結(jié)構(gòu)。隔板作為汽輪機(jī)的重要部件之一，它支撐在汽缸或隔板套內(nèi)，汽輪機(jī)各級之間用隔板分開，并把汽缸分成若干個氣室，主要起到蒸汽的導(dǎo)流作用。圖圖表61 裝配間隙板厚δ(mm)裝配間隙mm最大錯變量mm＜102—＜δ/410—202—＜21—513—4＜＞513—4＜δ/6且＜表62 焊條電弧焊焊接工藝參數(shù)板厚δ(mm)焊條直徑φ(mm)焊接電流(A)焊接速度(cm/min)極性＜670～90直流反極性、交流6—12920～130直流反極性、交流13—20160～210直流反極性、交流＞20220～270直流反極性、交流表6—3 熔化極氣體保護(hù)焊焊接工藝焊絲牌號焊絲直徑mm焊接電流A電弧電壓V焊接速度cm/min氣體流量L/min極性焊接位置ER50S6(H08Mn2SiA)260340243630502025直、反平焊210290223030402025直、反立焊第7章 汽輪機(jī)隔板裝配焊接汽輪機(jī)的隔板用以固定導(dǎo)葉，不同級別的隔板沿圓周固定著數(shù)量不同的導(dǎo)葉，并把汽缸分成若干個汽室，使蒸汽的壓力、溫度逐漸下降，其熱能在導(dǎo)葉組成的汽道中被轉(zhuǎn)變成動能。兩端均有拘束時，收縮量大的焊縫先焊接然后在焊收縮量小的焊縫，橫焊和縱焊的交叉處不得造