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减温器联箱裂纹焊接修复工艺改进 　　摘要：减温器在锅炉经济运行，额定温度蒸汽的稳定输出，汽轮机的安全运行方面起着举足轻重的作用。减温器联箱产生裂纹，严重危害锅炉及汽轮机的运行，对于发电厂来说，时间就是经济效益，所以采取严密的焊接修复工艺及措施进行现场修复处理，为发电厂争取时间，可以给厂带来非常可观的经济效益。 　　关键词：减温器联箱裂纹焊接 　　 　　1、引言 　　我厂现有东方锅炉厂生产35T/h锅炉两台，四川锅炉厂生产50T/h锅炉两台，这四台锅炉在运行中，通过调整锅炉减温器的水量对锅炉输出蒸汽温度进行调节，从而保证锅炉输送给汽轮机合适、稳定温度的蒸汽。然而，在锅炉运行中，12、13号锅炉减温器联箱出气侧管口，在联箱轴向的中央位置管桥产生一道通透的裂纹，使减温器立即失去功能。由于生产任务重，时间紧迫，在现场将裂纹进行清除后，对裂纹清除位置进行焊补，并经水压试验合格后投入运行，在极短时间内再次裂纹失效，严重困扰锅炉及汽轮机的运行，对完成全年的生产任务造成严重威胁。如在现场的炉顶进行更换减温器，必然产生较大的工作量，花费较多时间，给发电厂造成极大的经济损失。由于减温器联箱由20ｇ、Φ377×25×5720的无缝锅炉钢管制作，产生裂纹位置如图一所示，且20ｇ自身焊接性较好，所以考虑采用严格的焊接工艺进行现场修复。 　　 　　2、联箱产生裂纹的因素分析 　　2.1材质方面 　　由于减温器联箱所用材料材质为20ｇ，厚度为25mm，同时减温器工作时温度在400℃以上，虽然20ｇ自身具有焊接性，冷加工性能都较好，但是高温持久强度低，在焊缝及熔合区易出现热裂纹和液化裂纹。20ｇ属亚共析钢，应变时效引起局部脆化非常严重，特别对热应变时效的影响极为不利，同时20ｇ材质中，对C、S、P脆化钢的元素处理不好，也会增加钢的脆性，如果材质自身组织疏松，晶粒粗大，其脆性也相应增加，最终导致材料的机械性能大大的降低。 　　2.2结构方面 　　集气联箱出气管与集箱之间焊接时，如果采用原结构形式，即应力集中程度较大的插入式接头，如图二所示。因20ｇ抗拉强度为400-540N/mm?，屈服强度为235N/mm?。???锅炉运行中，减温器集箱压力为3.7Mpa以上，同时集箱在锅炉运行时出气管口侧呈拉伸应力状态，因集箱壁厚为25mm，使集箱在锅炉运行时呈现三轴拉应力趋势，特别是在焊接缺陷存在位置，如：微裂纹、夹渣等，或管壁内有小缺口处，更容易形成三轴拉应力状态，再有就是接头的严重应力集中，导致整个集箱在锅炉运行中应力集中位置的应力急剧增加，直至达到并超过20g材料的抗拉强度而产生一系列微小裂纹，并在均匀的循环应力作用下，使裂纹扩大而快速发展，直至集箱两管口之间管桥裂透而失效。 　　3、裂纹修复工艺及措施 　　3.1 20g的化学成分（如表一），力学性能（如表二） 　　表一 　　表二 　　 　　3.2焊接结构及处理措施 　　将联箱裂纹处管口进行扩大，由原来Φ42毫米变为Φ50mm，将管口处可能产生的脆化组织及微辉裂纹清除，将联箱管口位置进行清理后开如图三所示的坡口形式。考虑到本厂检修条件的局限性，将联箱与高温过热器管之间用一段材质为20g、Φ57×10×200mm的无缝锅炉钢管相联，联箱与短管相焊时，采用插入式坡口焊，由于极容易产生层状撕裂，因此联箱与短管相联焊接时应尽量避免简单的插入式坡口单面焊，采用开坡口留钝边的单面焊双面成形焊接接头形式，同时，短管与过热器管束相接对焊时，短管对接端由Φ57mm变为Φ42mm，在突变位置采用圆弧进行圆滑过渡，以降低此对接位置因外径突变而产生较大的应力集中，短接管两端采取如图四所示的结构形式。管口之间的孔桥处裂纹先用电弧进行彻底清除，然后将清理位置进行去应力退火，以消除集箱管口位置及裂纹周边位置的点、线缺陷，最后对裂纹清理位置进行机械打磨，并开如图五所示的坡口形式。焊接前，应将坡口边缘热影响区的油、锈、水分等杂质清理干净。焊接后，将管桥之间的焊缝余高进行砂磨，保证与母材表面齐平，同时，短接管与联箱焊接完后应采用圆弧过渡，从结构上最大限度降低应力集中。 　　 　　3.3焊接工艺方面 　　3.3.1焊接电源的选择 　　焊接时，N、H元素进入焊缝的含量受电源种类和极性的影响较大，其中以直流反接电源进行焊接时，进入焊缝中N、H气体的含量为最低（只针对手工电弧焊而言）。故选用直流反接电弧电源，在一定程度上降低由H元素引起氢脆、气孔、冷裂纹及N元素引起的高硬度，低韧性、塑性。 　　3.3.2焊接工艺参数（如表三） 　　表三 　　3.3.3焊接情形及过程 　　施焊时，施焊人员由厂取得压力容器焊工合格证，多年从事压力容器焊接的焊接工人技师进行施焊操作。首先，用Φ3.2mm焊条进行打底焊。焊接过程