[发明专利]一种Cr13型蓄能电站顶盖抗磨板焊接修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗磨板焊接修复方法，尤其是涉及一种Cr13型蓄能电站顶盖抗磨板的焊接修复方法。

背景技术

抽水蓄能电站将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能，适于调频、调相，稳定电力系统的周波和电压，提高系统中火电站和核电站的效率。抽水蓄能是目前电力系统最经济可靠、寿命周期最长、容量最大的储能装置。为保障电源端大型火电或核电机组长期稳定的在最优状态运行提供保障。抽水蓄能电站建设是南方电网近年来大力发展的方向之一。

水轮机是抽水蓄能电站的核心部件。在水轮机结构设计中，导水机构底环和顶盖过流表面需要采用特殊的覆面层保护，即抗磨板。水轮机在运行中，导水机构过流表面受到高速水流的冲刷作用，均出现活动导叶与上下抗磨板之间表面磨损严重问题，且在摩擦以及空蚀的影响下不断加剧，调速系统负荷逐渐增加，严重时甚至超过调速器接力器的承受力，导致导叶无法转动，进行影响机组的正常运行。

现南网系统内已投运的广蓄电厂、惠蓄电厂抗磨板均是1Cr13马氏体不锈钢材质，由四块圆周组成整圈，并用多个螺栓固定在顶盖及底环上，不锈钢覆层与基层间隙要求为零，且表面平整度、粗糙度有严格要求，需严格控制变形。在机组检修时一旦发现顶盖抗磨板磨损严重，必须经过整体更换或者修复处理才能继续使用。由于抗磨板体积大、拆卸困难、安装要求高，如将整个顶盖运回制造厂重新加工制造并安装新抗磨板，因抗磨板与顶盖间由螺栓固定，必须返厂加工确定螺栓固定部位，施工维修工期长，会严重影响检修进度。因此，有必要在现场采用焊接工艺对抗磨板进行原位修理，并达到表面平整度和粗糙度要求。尤其应该防止修复后出现导叶轴孔壁处抗磨板与顶盖间的较大间隙，即抗磨板受热影响产生一定程度的变形，对机组正常运行造成影响。

马氏体不锈钢是各种不锈钢中焊接性最差的，焊接最常见问题是热影响区脆化及焊接冷裂纹甚至延迟裂纹，一般要求预热及焊后热处理来保证焊接质量。而抗磨板尺寸大且薄，如广蓄II期抗磨板由4块外径4875mm，内径3929mm，厚30mm板组成，且由多个螺栓固定在顶盖基体上，拘束度大补焊过程中控制不当极易产生变形，且大型构件预热困难(散热快)也不可能整体做热处理，因此抗磨板马氏体不锈钢补焊工艺有以下关键问题需解决：

1、严格控制变形，需制订合理的焊接顺序并采取适当的焊接工艺控制热输入变形；

2、因表面平整度要求高，可能出现多次补焊-打磨-补焊，应力叠加造成钢板变形，有必要研究反复多次补焊-打磨对变形及补焊后焊接区域组织、性能的变化影响；

3、为确保检修工期，大面积补焊后应尽可能考虑采用自动焊或半自动焊工艺；

4、需保证补焊区性能与母材接近，特别是热影响区性能及耐蚀性能，重点关注抗磨性。

基于上述技术难点及现有技术缺陷，本专利提供了一种Cr13型蓄能电站顶盖抗磨板的焊接修复方法，焊接修复后抗磨板表面粗糙度低于6.4μm，抗磨板的平整度不超过0.05mm，与顶盖把合面无间隙。该焊接修复技术工期短费用低，修复后该部件可恢复原功能状态，提高机组运行的安全性，确保电网安全可靠地运行，具有显著的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问在于提供一种修复成本较低，修复效果良好的Cr13型蓄能电站顶盖抗磨板焊接修复方法。通过该方法，焊接修复后抗磨板表面粗糙度低于6.4μm，抗磨板的平整度不超过0.05mm，与顶盖把合面无间隙，耐磨性与母材接近。

为达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种Cr13型蓄能电站顶盖抗磨板焊接修复方法，包括以下步骤：

1)、对抗磨板表面进行清洗，去除表面油污及锈迹；

2)、用手提砂轮机将抗磨板表面磨损处及其周围10～20mm范围打磨至有金属光泽；

3)、焊接前用圆形木板遮挡导叶孔，避免焊接时电弧损伤及飞溅物粘着；

4)、对抗磨板20个孔洞进行编号，制订合理的焊接顺序，原则是中心对称的两个孔洞同时焊接，同时下次焊接的两个孔洞尽量远离上次焊接的两个孔洞；

5)、对焊接处采用远红外温度计监测，控制在80℃以下，同时在焊接部位附近装设2个百分表进行垂直变形量监测，变形量大于0.03mm时应适当调整焊接位置，大于0.10mm时应停工检查；