РД 108.021.112-88 стр.1 РД 108.021.112—88

 

РД 108.021.112—88

 

ИСПРАВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ

В ЛИТЫХ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЯХ

ПАРОВЫХ ТУРБИН И АРМАТУРЫ

МЕТОДОМ ЗАВАРКИ

БЕЗ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Дата введения 01.07.88

 

 

 

 

Настоящий руководящий технический документ (РД) устанавливает основные положения по исправлению дефектов методом заварки без последующей термической обработки в литых корпусных деталях паровых турбин, корпусах и крышках энергетической арматуры, изготовленных литьем из конструкционных и теплоустойчивых сталей1. Исправлению подлежат дефекты, выявленные в процессе монтажа и эксплуатации на тепловых электростанциях, работающих на органическом топливе.

РД рекомендуется в качестве руководства для исправления дефектов на указанных деталях, где сварка перлитными электродами с подогревом и последующей термической обработкой по штатной технологии невозможна.

РД не распространяется на исправление дефектов методом заварки в конструктивных сварных швах. Допустимость применения РД для заварки дефектов в оборудовании, изготовленном иностранными фирмами. В каждом конкретном случае определяется организацией — разработчиком РД.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Марки сталей, из которых изготовлены детали, ремонтируемые методом заварки без последующей термической обработки, и величина твердости по Бринеллю на поверхности деталей должны соответствовать приведенным в табл. 1.

 

Таблица 1.

Марка стали

Обозначение НТД, по которым поставляется сталь

Твердость НВ, не более

12МХЛ

2OХМЛ 2ОХМФЛ

15ММ1ФЛ

25Л

20ГСЛ

15ХНМФБЛ

ОСТ 108. 961.02 79

ОСТ 108 .961.02 79

ОСТ 108 961 03 79

ОСТ 108 961.02 79

ОСТ 108 961.02 79  

ОСТ 108.961.02 79

ТУ 0304035 (МТУ 39—68) 2

180

180

225

225

180

180

250

 

1 РД разработан НПО ЦКТИ с участием ПО Л.МЗ. НПО ЦНИИТМАШ, ВТИ. УралВТИ и Иркутскэнерго.

2 ТУ 0304035 (МТУ 39-68) распространяется на отливки, находящиеся в эксплуатации

1.2. На деталях, подлежащих ремонту заваркой, твердость основного металла должна измеряться в местах, удаленных от зоны дефекта не более чем на 100 мм. Твердость измеряется на трех площадках (по три отпечатка на каждой). Если среднее значение твёрдости превосходит указанное в табл. 1, ремонт без термической обработки должен проводиться по согласованию с организацией — разработчиком РД.

Примечание.

Измерение твердости должно производиться приборами и методами, принятыми для наблюдения за металлом деталей на электростанциях.

1.3. Удаление дефектов и производство ремонтных заварок глубиной не более 70% толщины стенки в районе выборок может осуществляться без согласования с предприятием — изготовителем детали. При глубине выборки деталей более 70% от фактической толщины стенки в месте залегания дефектов возможность проведения заварки, ее способ и технология должны согласовываться электростанцией с предприятием-изготовителем или организацией — разработчиком РД.

1.4. Если глубина выборок не превышает 15% от толщины стенки в месте залегания дефектов, допускается дальнейшая эксплуатация деталей без выполнения ремонтных заварок и без согласования с предприятием — изготовителем деталей.

1.5. Заварка дефектов в деталях после наработки ими назначенного ресурса (170 тыс. ч для деталей на давление 13—25 МПа и 220 тыс. ч для деталей на давление 9 МПа) проводится при заключении созываемой районным энергетическим управлением (РЭУ) или производственным энергетическим управлением (ПЭУ) комиссии о пригодности металла для дальнейшей эксплуатации и о возможности выполнения ремонтных заварок.

1.6. Руководство работой по исправлению дефектов методом заварки без последующей термическом обработки на литых корпусных деталях паровых турбин, корпусах и крышках паровой арматуры, а также контроль за соблюдением установленной тех пологий заварки должны осуществляться специалистами по сварке, работниками лабораторий металлов энергосистем, электростанций и ремонтных предприятий.

 

2. ПОДГОТОВКА ДЕТАЛЕЙ К ЗАВАРКЕ ДЕФЕКТОВ

2.1. Определение расположения и величины дефектов литья осуществляется одним из следующих методов: травлением, магнитно-порошковой (МПД) пли цветной дефектоскопией.

Примечаиия:

1.  Применение засверловки для определения глубины залегания дефекта не рекомендуется из-за недостаточной точности этого метода.

2.  При применении МПД перед сваркой следует тщательно зачистить следы от электродов (прожоги).

3.  Параметр шероховатости поверхности Ra. подлежащей проверке на наличие дефектов, должен быть

                        не более 1,25 мкм при применении метода травления;

не более 5.00 мкм при применении метода цветной дефектоскопии;

не более 2,00 мкм при применении МПД.

4. Травление производится 10%-ным водным раствором азотной кислоты. После окончания контроля протравленный слой удаляется шлифовальной мaшинкой до металлического блеска.

2.2. Выборка дефектов должна осуществляться механическим способом при помощи пневматического зубила, шлифовальной машинки и т. п.

Разрешается применять воздушно-электродуговую строжку и строжку специализированными электродами с последующей зачисткой поверхности выборки шлифовальной машинкой до металлического блеска.

2.3. Контроль полноты удаления дефектов производится методами, изложенными в п. 2.1.

Контролю подлежат поверхность выборки и прилегающая зона шириной не менее 50мм.

2.4. При выявлении дефектов методами, МПД и цветной дефектоскопии уточнение их размеров производится последующим травлением.

Допускается оставлять в выборках под сварку незначительные литейные дефекты типа единичных пор, шлаковых и газовых раковин, если линейный размер каждого дефекта менее 4 мм, расстояние между ними составляет более 25 мм и общее количество дефектов на 100 мм протяженности выборки менее 3.

2.5. Выборки, оставленные без заварки, должны иметь форму, близкую к сферической или эллиптической, с радиусами закругления не менее глубины выборки. Кромки выборок, выходящие на поверхность детали, должны скругляться радиусом не менее 10 мм (черт. 1 а).

2.6. Выборки в местах переходов от корпусов к фланцам должны иметь радиус скругления, равный конструктивному радиусу на этом участке, но не менее 30 мм (черт. 1,6).

Форма выборок, оставленных без заварки

а — на поверхности детали; б— в местах переходов

Черт. 1.

 

3. ВЫБОР МЕТОДА ЗАВАРКИ

3.1. Для выполнения ремонтных работ могут применяться два метода заварки дефектов без последующей термической обработки:

– метод заварки без подогрева электродами на никелевой основе (аустенитный вариант);

– метод заварки с подогревом перлитными электродами (перлитный вариант).

3.2. Аустенитный вариант является основным методом заварки дефектов в корпусах из теплоустойчивых хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей марок 12МХЛ, 20ХМЛ, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ и из высокохромистой стали 15Х11МФБЛ.

Для исправления дефектов в корпусах из теплоустойчивых сталей марок 15Х1М1ФЛ, 20ХМФЛ, 20ХМЛ и 12МХЛ перлитный вариант допускается использовать по согласованию с предприятием-изготовителем или организацией — разработчиком РД независимо от глубины выборки.

3.3. Перлитный вариант является основным методом заварки дефектов в корпусах из конструкционных сталей марок 25Л и 20ГСЛ.

3.4. При использовании перлитного варианта для каждой ремонтируемой детали составляется карта технологического процесса или инструкция на основе положений данного РД.

4. ОСНОВНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТНЫХ ЗАВАРОК

4.1. Аустенитный вариант.

4.1.1. Сварка должна производиться электросварщиками не ниже пятого разряда, аттестованными в соответствии с «Правилами аттестации сварщиков» Госгортехнадзора СССР (1971 г.) и допущенными к сварке аустенитными электродами.

4.1.2. Для выполнения ремонтных работ должны применяться электроды в соответствии с табл. 2

Таблица 2.

Легирование электродов

Тип электрода по ГОСТ 10052—75

Марка электрода

Паспорт на марку электрода

На никелевой основе

Э-08Х14Н65М15В4Г2

Э-08Х14Н65М15Г2

Э-08Х25Н60М12Г2

Э-08Н60Г7М7Т

ЦТ-28

ЦТ-48 АНЖР-1

ЦТ-36

ЦЭ418-84
ЦЭ429-84

ТУ 14-4-508-74

ЦЭ416-79

На железной основе

Э-НХ15Н25М6АГ2

ЭА-395/9 ЦТ-10

ЦЭ407-81

ЦЭ4О7—81

4.1.3. При больших по объему выборках (более 500 cm3) электродами на никелевой основе рекомендуется производить только облицовку стенок и дна выборки (не менее чем в два слоя) с дальнейшим заполнением выборки электродами на железной основе.

4.1.4. Перед сваркой (не более чем за 4—6 ч до начала сварочных работ) электроды должны быть прокалены в соответствии с требованием паспорта на электроды.

После прокаливания следует проверить технологические свойства электродов в соответствии с требованиями ГОСТ 9466—75.

4.1.5. Сварка должна выполняться электродами диаметрами 3 и 4 мм на постоянном токе обратной полярности в соответствии с общими правилами сварки аустенитными электродами. Рекомендуемые режимы сварки приведены в табл. 3.

Таблица 3.

Диаметр электрода, мм

Сила тока при положении шва в пространстве, А

нижнем

вертикальном

потолочном

3

4

От 80 до 100

От 110 до 140

От 70 до 90

От 100 до 120

От 60 до 80

От 90 до 110

 

4.1.6. Сварка должна производиться при температуре окружающего воздуха не ниже плюс 10°С без предварительного подогрева деталей. Не допускается разогрев деталей в процессе сварки свыше 300°С.

Примечания:

1    Измерение температуры нагрева деталей производится с помощью зачеканенных термоэлектрических преобразователей градуировки ХК и автоматического самопишущего потенциометра КСП-4 или KCП-2 на расстоянии не более50 мм от границ выборки

2    Применение проковки при сварке не рекомендуется

4.1.7. Сварку следует вести валиками шириной не более 2,5 диаметра применяемого электрода. Необходимо тщательно удалять шлак после наложения каждого валика. Заполнение разделки осуществляется путем постепенного уменьшения ее размеров послойной наплавкой металла на дно и боковые стенки (черт. 2, а). Для первого слоя облицовки рекомендуется применение электродов диаметром 3 мм.

Порядок заполнения разделок электродами

a — широкая разделка: б — узкая разделка

Черт. 2

Если глубина выборки превосходит ее ширину, рекомендуется наплавка (черт. 2,б).

4.2. Перлитный вариант

4.2.1.  Сварка должна производиться электросварщиками не ниже пятого разряда, аттестованными и имеющими допуск на сварку паропроводов из теплоустойчивых сталей.

4.2.2.  Для выполнения ремонтных работ должны применяться электроды, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 9467—75 и табл. 4. Марку электродов следует выбирать в зависимости от марки стали, ремонтируемой детали.

4.2.3.  Не более чем за 4—6 ч до начала сварочных работ электроды должны быть прокалены в соответствии с требованием паспорта на электроды. После прокалки необходимо проверить технологические свойства электродов в соответствии с требованиями
ГОСТ 9466—75.

Таблица 4.

Назначение

Тип электрода по ГОСТ 9467—75

Марка электрода.

Область применения

Для сварки теплоустойчивых сталей

Э-09Х1М

ЦУ-2ХМ

ТМЛ-1

ТМЛ-4В

Для ремонта деталей из сталей марок 12МХЛ, 20ХМЛ. 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ

 

Для сварки углеродистых сталей

Э-50А

УОНИ 13/55

ЦУ-5

УОНИ 13/45

ЦУ 6

ТМУ-21

Для ремонта деталей из сталей марок

20ГСЛ м 25Л

4.2.4. Если перлитный вариант применяется для заварки дефектов в ранее выполненных аустенитных заварках, последние должны быть предварительно полностью удалены. Полнота удаления дефектов должна быть проконтролирована в соответствии с п. 2.1.

4.2.5. Заварка мест выборок производится при температуре окружающего воздуха выше плюс 10°С с предварительным и сопутствующим местным подогревом до 150—200°С для деталей из сталей 25Л и 20ГСЛ, до 200—250°С из хромомолибденовых сталей и до 300—350°С из хромомолибденованадиевых и хромистых сталей. Контроль за температурой подогрева должен проводиться с помощью термопар, установленных на расстоянии не более 50 мм от края разделки (черт. 3). Для выборок объемом более 300 см3 температура подогрева должна регистрироваться. Для деталей из конструкционных сталей при выборках глубиной не более 30 мм и объемом выборки не более 300 см3 допускается ремонтная заварка без подогрева.

После окончания сварочных работ участок заварки должен выдерживаться при температуре подогрева в течение 3—5 ч с последующим замедленным охлаждением под слоем изоляции.

4.2.6. Для деталей, на которых многократно имели место повторные подварки и ресурс которых превышает 150 тыс. ч, а также для деталей с крупными выборками (объемом более 1500 см3) рекомендуется в процессе сварки производить прочеканку средней зоны каждого наплавленного валика (начиная с третьего слоя) с помощью зубила r = 4÷5 мм. Непосредственно после сварки следует осуществить дополнительный подогрев и выполнить (по согласованию с предприятием-изготовителем) разгружающие канавки, окаймляющие зону выборки с внешней стороны.

Дополнительный подогрев детали после сварки производится-(по возможности) по периметру заварки на расстоянии 100—150 мм (см. черт. 3) от линии сплавления шириной 200—250 мм при температуре 150—200°С в течение 1,0—1,5 ч. Температура подогрева измеряется с помощью зачеканенных термоэлектрических преобразователей градуировки ХК и автоматического самопишущего потенциометра КСП-4 или КСП-2; по окончании подогрева осуществить охлаждение под слоем изоляции

Схема (а) и график (б) местного нагрева изделия

П1 — зона подогрева до сварки и в процессе ее; П2 —зона дополнительного подогрева после сварки. ТП — постоянная термопара: ТВ — временная термопара. Н — ремонтная наплавка. А — глубина выборки

Черт. 3

 

4.2.7. Подогрев допускается производить радиационными (электрическими печами сопротивления и газопламенными горелками)и индукционными (нагрев токами промышленной и повышенной частоты) способами нагрева.

 

4.2.8. Технология заварки выборки дефекта включает два этапа: предварительную двухслойную облицовку поверхности выборки с прилегающей зоной и последующее заполнение выборки

Режимы сварки должны соответствовать требованиям табл. 5 и паспортным данным на электроды.


Tаблица 5.

Зона сварки

Диаметр

электрода, мм

Сила тока при положении шва в пространстве, А

нижнем

вертикальном

потолочном

Первый слой облицовки Второй слой облицовки

Заполнение основной разделки (выборки)

2,5;3

4

4

100—120

150—170

150—170

90—110

130—150

130—150

90—110

130—140

130—140

4.2.9. Двухслойная облицовка мест выборок может выполняться по двум технологическим вариантам.

Схема наплавки облицовочного слоя

Черт. 4.

4.2.9.1. Первый вариант. Первый слой облицовки на поверхности выборки производится электродами диаметром 2,5 и 3.0 мм при ширине валика не более трех его диаметров. Каждый валик перекрывает предыдущий на 40—50%, что достигается направлением оси электрода на край соседнего валика (черт. 4).

Второй слой выполняется электродами диаметром 4 мм. Длину валиков, укладываемых при расплавлении одного электрода диаметром 3 и 4 мм, необходимо сохранить одинаковой. При наложении второго слоя каждый валик выполняется с перекрытием соседнего на 40—50%.

4.2.9.2. Второй вариант. Первый слой облицовки выполняется электродами диаметром 2,5—3 мм в две стадии (черт. 5): на первой стадии — двойными валиками шириной 10—14 мм через каждые 12—15 мм с механической обработкой их поверхности до высоты 2—3 мм (черт. 5. а); на второй стадии — последующей облицовкой пропущенных участков двойными валиками с их механической обработкой до высоты 2—3 мм (черт. 5, б, в) Каждый валик должен перекрывать предыдущий на 30—40% его ширины.

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *