[发明专利]筒体缺陷焊接修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接修复领域，尤其是一种具有较大壁厚的筒体在手动或自动焊接后的缺陷修复方法。

背景技术

目前，集箱是电站锅炉的重要部件之一，一般由筒体、端盖、过渡管、管座、耳板等组成。集箱筒体一般都是采用大口径无缝钢管来制造，由于集箱筒体较长，实际生产中免不了都要进行筒体长度拼接，也就要进行拼接焊缝的焊接。为了确保焊接质量，提高焊接效率，在选择集箱筒体焊接方法的时候主要以“埋弧焊”这种优质高效的焊接方法为主，尽管如此，实际生产中仍然难免会产生一些焊接缺陷，需要进行修复处理。随着锅炉等级和参数的不断提高，不仅集箱筒体逐渐呈现出直径变大、壁厚变厚的特点，而且，材料等级也不断提高。因此，集箱筒体拼缝的焊接难度不断加大，不仅产生焊接缺陷的几率有所增大，而且，产生缺陷的修复难度也不断增大。

筒体拼接环缝局部，在自动焊接后可能存在超标缺陷，需要进行局部修复处理。这些缺陷一般是经由无损检测发现的。由于缺陷有一定的长度和宽度，且深度不一，要彻底清除缺陷，厚度方向可能会挖穿，形成一个狭长形的销形孔，单面焊无法确保背面焊接质量，然而，集箱这样的部件，其内径较小，而且焊前预热温度一般要到200℃以上，内壁无法施焊，因此，修复难度很大。

对于这样的缺陷，现有的焊缝修复方法只能采用内加垫板、外壁补焊的方式。但是，在实际修复补焊过程中发现，补焊区域长度方向一侧坡口面焊趾处，即垫板与筒体结合处，容易产生裂纹，打磨消除裂纹后再次进行施焊，仍然发现裂纹。因此，需要分析裂纹产生的原因，并进而对其进行处理。

发明内容

为了克服现有的厚壁筒体焊缝缺陷反复补焊，反复出现焊缝缺陷的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高一次补焊成功率、尽力避免内壁反复补焊的筒体缺陷焊接修复方法。

发明人通过分析发现，厚壁筒体焊缝补焊仍产生裂纹的主要原因有：第一，筒体直径大，壁厚厚，补焊坡口深度深，往往贯穿整个壁厚，需要加装垫板，局部修复焊接拘束度很大；第二，垫板与筒体内壁切合不实，间隙较大，而且垫板与筒体壁厚相差很大，热应力差别较大；第三，补焊区域长度方向坡口面角度较小，焊趾处应力集中系数较大，容易产生应力集中；第四，采用常规的施焊顺序及焊道排布方式，焊接收缩应力较大，而且，裂纹主要产生在最后施焊一侧坡口面的焊趾处，与焊道的排布有一定的关系。因此，需要根据以上分析，制定有针对性的控制措施，才能保证焊接质量，提高修复一次合格率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：筒体缺陷焊接修复方法，依次包括以下步骤：无损检查确定缺陷区域，清除缺陷，加工筒体补焊区域坡口，对坡口进行探伤检查，预热补焊区域，实施补焊，补焊区域进行探伤检查，补焊时，先将筒体补焊区域调整到十点到十一点或一点到二点方位，再由靠近筒体内侧的焊根处开始施焊，使得未补焊区域在筒体横截面上的投影区域大致呈U形；然后保持“U”形状截面，沿筒体的径向由内到外逐层补焊完成，每一“U”形截面层施焊时，该层的各条焊道均由筒体的圆周方向壁厚处向中心对称周圈叠加，每一周圈焊道分两个半圈施焊完成。

在筒体壁厚方向，缺陷区域呈现贯穿状态，在筒体壁厚方向，缺陷区域呈现贯穿状态，则在补焊区域预热后，在筒体内壁装点可封闭贯穿孔的垫板，垫板采用与筒体内径匹配的弧面板，并使垫板与筒体内壁间预留3～5mm间隙，补焊开始时，先沿垫板与筒体内壁接合处施焊，使得未补焊区域在筒体横截面上的投影区域大致呈U形。

在加工筒体缺陷区域坡口时，将筒体贯穿孔内侧倒角成5×5mm。

所述弧面板采用与筒体相同的材质，而且，采用与缺陷补焊相同的焊材，对弧面板补焊一侧施焊堆焊层，堆焊层厚度不小于5mm，并对堆焊层进行探伤检查，确保无缺陷。

垫板与筒体壁厚接合处施焊时，先周圈封焊一层，并填充至少三层，每层按45度方向施焊，每一周圈焊道分两个半圈沿筒体圆周方向爬坡施焊完成。

预热时，采用电加热器对补焊区域筒体周圈加热，加热长度以补焊区域为中心并沿筒体轴向向两端各延伸不小于300mm，预热温度在筒体材质常规施焊预热温度的基础上提高50～100℃，预热到温后至少保温一小时。

每一圈焊道分为两个半圈爬坡施焊，大致沿其长度方向剖分，且相邻两圈焊道的剖分点之间相互错开。