电站设备球墨铸铁焊接修复技术导则.docx

T/CEC电力企业联合会标准T/CEC电站设备球墨铸铁焊接修复技术导则TechnicalguideforrepairweldingofnoduIarcastironpartsofpowerpIant20XXXXXX 实施20XXXXXX发布中国电力企业联合会发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14一般规定25焊接材料36焊前准备37焊接修复58质量检验69返修610技术文件6附录A（资料性附录）电站常用球墨铸铁部件7附录B（资料性附录）电站常用球墨铸铁部件补焊焊材成分8本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由中国电力企业联合会提出。本文件由XXXXXXX归口。本文件起草单位：西安热工研究院有限公司、中国电力科学研究院有限公司、国家能源集团新能源技术研究院有限公司、西安工程大学、蒙电华能热电股份有限公司、华能营口热电有限公司、海南核电有限公司、华能四川水电公司。本文件主要起草人：电站设备球墨铸铁焊接修复技术导则1范围本文件规定了电站设备用球墨铸铁件的焊接修复技术条件及验收要求。本文件适用于火电、核电、水电、风电机组球墨铸铁部件的焊接修复，其他类型球磨铸铁件可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBzTI348球墨铸铁件GB/T9441球墨铸铁金相检验GBfT9443铸钢铸铁件渗透检测GBZT9444铸钢铸铁件磁粉检测GBfr10044铸铁焊条及焊丝GB/T25390风力发电机组球墨铸铁件GB/T34904球墨铸铁件超声检测NBZT20008.17压水堆核电厂用其他材料第17部分：2、3级非合金及合金球墨铸铁件DL/T675电力行业无损检测人员资格考核规则DLTr679焊工技术考核规程DL/T753汽轮机铸钢件补焊技术导则DL.T819火力发电厂焊接热处理技术规程DLrr869火力发电厂焊接技术规程DLZT931电力行业理化检验人员资格考核规则JB/T9219球墨铸铁超声声速测定方法3术语和定义DL/T753界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3 .1热补焊thermaIrepairingwelding将球墨铸铁件整体加热到50(C70(C后使用成分相同的焊材进行焊接修复的工艺方法，焊接修复过程中保持预热温度不变。3.2异质冷补焊coldrepairingweldingusingthedifferentmaterial球墨铸铁件不预热或预热到oo°c2(xrc后使用与球墨铸铁母材成分不同的焊接材料进行焊接修匏的工艺方法，一般不进行焊后热处理O3.3同质气焊oxygenfuelgaswelding利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源，熔化母材和与母材成分相同的焊接材料使之达到原子间结合的焊接方法。3.4回火焊道工艺temperbeadwelding利用第二层焊道的热循环对第一层焊道在母材上形成的粗晶区进行回火，使第一层焊道的热影响区及焊缝金属的组织和力学性得到改善，从而避免使用焊后热处理的焊接工艺4 一般规定4.2 焊接工作人员的要求4.2.1 焊接技术人员4.2.1.1 应符合DL/T869的相关要求，具有一定专业技术水平和较丰富的实践经验；经专业技术培训，取得相应资格。4.2.1.2 补焊实施前应了解待修复设备运行工况和缺陷性质，结合实际情况编制补焊工艺方案和作业指导书；应在补焊前进行技术交底，补焊过程中实施技术指导和监督。4.2.1.3 负责确定检验部位和项目，填写相关检验委托书。4.2.1.4 负责记录、检查、整理补焊技术资料及竣工技术文件的移交、技术总结、验收评定。4.2.2 焊工4.1.2.1应通过DL/T679或国家相关等效标准考核，并取得相应材料等级I类焊工合格证。4.1.2.2应严格按照作业指导书施焊；补焊过程中如出现重大质量问题，应停止施焊并及时报告焊接技术人员。4.1.2.3应按照本标准要求对焊接质量自检。4.1.3焊接检验人员4.1.3.1焊接质量检查员应具备相应资格，监督补焊全过程；负责编制补焊质量验收方案；负责整理、移交补焊质量监督资料。4.1.3.2无损检验人员应按照DL/T675的要求取得II级及以上检验资格证或其他机构颁发的等效资格证书；应确定需消除缺陷的位置、尺寸和性质，补焊后及时检测；负责检测记录填写、整理及移交，并及时出具报告。4.1.3.3理化检验人员应按照DL/T931规定取得相应资格或其他机构颁发的等效资格证书；按照补焊工艺方案的要求进行检验和试验，并及时出具报告。4.2补焊工艺试验4.2.1补焊工艺种类及工艺评定4.2.1.1应按照设备是否承受载荷、缺陷大小、预热难度等实际情况确定补焊工艺。补焊工艺分热补焊、异质冷补焊、同质气焊等。4.2.1.2应按照DL/T868的规定，对拟采取的补焊工艺进行焊接工艺评定，形成焊接工艺评定报告。焊接工艺评定项目应包括拉伸、冲击、硬度、金相等，同时根据部件使用环境情况选择试验温度，对于火电、核电等高温服役部件，应进行高温拉伸试验，对于陆上风电机组部件应进行低温冲击试验。补焊工艺的合格标准由主持工作的焊接工程师或焊接技术人员根据相关标准确定。4.2.1.3补焊作业指导书应按照评定合格的焊接工艺评定报告或模拟补焊试验报告编制。4.3母材和焊接设备4.3.1母材4.3.1.1补焊前应核查母材牌号，对同牌号的母材，可对母材化学成分与金相进行抽检，结果应符合GB/T1348及GB/T25390的规定。常见电站球墨铸铁部件及其牌号见附录A。4.3.1.2补焊前应核查母材运行、焊接历史资料，对于运行时间较长、有补焊历史的部件，应对其母材老化情况进行检验，并将检验结果作为制定焊接工艺的考虑因素之一。4.3.2焊接设备、预热设备和检测器具4.3.2.1应具有出厂合格证和有效检定证明，并满足其承担的焊接工作的要求。4. 3.2.2在狭小空间施工时，焊接设备、预热设备及检测设备应满足狭小空间与安全要求。4 .3.2.3仪器设备有计量检定要求的，应计量合格，并在有效期内。5 .4安全要求和环境条件4.4.1在转动机械附近施工时，应停机并挂禁止启动标识牌。4.4.2焊接工作应执行国家标准和行业标准中有关的安全、防护、防火等规定。4.4.3焊接工作人员应穿戴必要的劳动防护用品。4.4.4气体保护焊的现场风速不应超过2ms,焊条电弧焊风速不应超过8ms,否则，应采取防风措施。4. 4.5焊接现场应具有防潮、防雨、防雪设施.5焊接材料4.1 应综合考虑母材化学成分、力学性能、老化损伤情况、结构尺寸、现场修更条件等情况选择焊接方法和材料。对于热补焊工艺，可使用TCFeC-GF、TCFeC-Gp2焊丝及ECFeC-GF、ECFeC-Gp2焊条；对于同质气焊，可使用RCFeC-GP1、RCFeC-GP3焊丝；对于异质冷焊，可使用TCNiFe-2、SCNiFe-2、SCNiFeMn-Cl焊丝和ECFe-2、ECFe-3>ECNiFe-2、ECNiFeMn-Cl焊条。各推荐焊材的化学成分表见附录B。4.2 选择的焊接材料应具有产品质量合格证书，必要时按相关规定复验。5. 3焊接材料质量管理应按照GB/T10044的相关规定执行。5.4伺极氨弧焊宜使用伺钵电极或鸨锄电极，伺钵电极应符合SJzTlO743的规定，使用的负气纯度应达到99.99%及以上。6焊前准备6.1 缺陷检测和分析6.1.1 焊接修复前应对缺陷位置、尺寸和性质进行检测评估，并详细记录。6.1.2 对需补焊的球墨铸铁部件，对于热补焊工作，可采用磁粉、渗透和超声波等无损检测方法，对于异质冷焊工艺，可采用渗透和超声波等无损检测方法，确定缺陷位置、尺寸和性质，并详细记录。6.1.3 修复前应分析缺陷产生的原因，明确具体的修复方案，并对焊接修复方案进行技术和经济性分析。6.2 缺陷的清除6.2.1对于裂纹缺陷，缺陷消除前应在裂纹前端加工8mmIOmm的止裂孔，止裂孔边缘距离裂纹尖端距离不小于5mm。6.2.2宜采用机械方式消除缺陷，也可采用氧乙焕火焰或碳弧气刨方式消除缺陷，使用氧乙块火焰或碳弧气刨方式消除缺陷时应在焊接前将热影响区域清除干净。6.2.3缺陷应完全消除，并按照NB/T47013进行磁粉检测及渗透检测。6. 2.4应在满足坡口要求的情况下尽量减少切削量。6.3坡口制备6.3.1坡口制备原则6.3.1.1坡口形式应在保证球墨铸铁部件焊接修复质量的前提下，按照填充金属量少、减少焊接应力和变形、改善劳动条件、避免缺陷产生并便于焊接操作等原则选取。6.3.1.2对于非穿透型裂纹或缺陷，推荐采用U形或梯形坡口，对于穿透型缺陷，推荐采用钝边V形、X形坡口或U形或双U形坡口，对于坡口间隙过大的穿透型缺陷，推荐采用带垫板钝边V形坡口。各类型坡口形式与尺寸参数见表1。表1常用焊接修复坡口形式缺陷坡口形式坡口示意图坡口尺寸非穿透型缺陷U形或梯形R>10oR>5mmP<A穿透型缺陷钝边V形或钝边X形公4a=10o-60oP=lmm5mm<70mmU形或双U形L必修a>10oP=3mm5mmR5mm70mm缺陷坡口形式坡口示意图坡口尺寸穿透性缺陷、坡口间隙过大带垫板钝边V形=10o-60oP=Imm5mm垫板材质为相同或相近的材料，厚度与间隙大小有关，最小不得小于5mmo6.3.1.3坡口应符合以下要求：6.3.1.3.1坡口最终形状应表面平整、底部平缓、转角处圆滑过渡。6.3.1.3.2对加工制备成形后的坡口表面应进行表面检测，检测结果符合相关质量标准要求。6.3.1.3.3焊接前将坡口表面及其周围30mm50mm范围进行打磨清理，并将水、油、漆、垢、锈等清理干净，直至见到金属光泽。6.4焊前预热6.4.1同质热焊在焊接前均应进行焊接预热，可选用整体预热或局部预热方式，并参考DIJT869中的相关规定执行。6.5预热方式预热宜采用柔性陶瓷电阻或电磁感应加热方法；当现场条件难以实现电加热时，冷焊局部预热可采用火焰加热。6.6预热范围及温度6. 6.1局部预热时的预热范围为球墨铸铁件壁厚3倍5倍且不小于坡口两侧各30Omm,保温宽度不小于坡口两侧各500mmo7. 6.2火焰加热时焰心至工件的距离应在IOmm以上；喷嘴的移动速度应稳定，不应在一个位置长期停留。当使用多个喷嘴进行加热时，宜对称布置，均匀加热。8. 6.3预热温度可采用远红外、激光或热电偶测量的方法进行，火焰局部预热时，宜采用便携式红外测温仪测温；电加热方式整体预热时，宜采用热电偶测温。其操作要求应按照DL/T819的规定执行。9. 6.4采用热补焊方式进行焊接修复时，焊前预热至550°C650°C,采用冷焊方式进行焊接修复时，焊接前可不进行预热，但若表面有水分或环境温度低于I(TC时，推荐进行预热，预热温度为100200；同质气焊在焊接中、小型部件时可不进行预热，在焊接厚大部件时应进行焊接预热，预热温度600oC-700C7焊接修复7.1母材与焊材的选择应综合考虑母材化学成分、铸造缺陷情况、力学性能、老化损伤情况、结构尺寸、现场修复条件等情况选择焊接方法和材料，常用电站球墨铸铁牌号及部件名称见附录A,各球墨铸铁件的推荐焊接材料见附录B。7.2焊接过程控制7. 2.1焊接时焊条直径不宜大于32mm,尽量使用小电流进行焊接。7. 2.2焊接两层以上时，每层应做对称间断焊法，单次焊接长度不宜超过8cm,以使母材受热均匀，达到应力平衡，并保持与预热温度相同的层间温度。采用铐极氮弧焊焊接打底层时，焊层厚度不应小于3mm,采用回火焊道时应对填充层焊层厚度及宽度进行控制。7. 2.3除打底层焊道和盖面层焊道外，每段焊道焊接完成后应立即使用手锤或风镐进行表面锤击，先锤击焊道中部，后锤击焊道两侧。应在焊道处于红热状态下进行均匀锤击。7. 2.4对于焊接应力较大的焊口，可采用回火焊道工艺减少焊接应力。回火焊道工艺执行前应进行工艺试验，确定焊道长度、焊层厚度、焊接速度等参数。7 .2.5焊接完成后应采取措施进行焊后缓冷，冷却速度控制在7(Ch100Ch范围。8质量检验7.1.1 焊接修复区域应进行100%外观检验、磁粉检测、渗透检测，并在条件允许时进行超声检测。8 .1.2磁粉检测、渗透检测及超声波检测的检测方法参照GBa9444、GB/T9443及GB/T34904执行。9 .1.3补焊焊缝及热影响区验收标准与母材验收标准相同。10 1.4可对球墨铸铁件焊缝及熔合线区域进行金相检验，金相检验按GB/T9441执行，焊接修复熔敷金属和热影响区的金相组织应无裂纹、过热组织和白口组织。9返修9.1 应对发现的补焊区缺陷进行分析，根据分析结果修改补焊技术方案。9.2 当补焊区出现裂纹类缺陷时，应重新进行焊接工艺评定或补焊工艺试验，合格后再进行补焊。9.3 补焊区返修前应将缺陷彻底清除，应按照本标准第6章的规定进行。9.4 同一位置返修不宜超过2次，如果超过2次，应当经过上级技术负责人批准。9.5 返修后应按初次补焊的质量检验方法进行质量检验，且返修区域和返修作业影响区域的质量要求，应不低于初次补焊。9.6 返修的部位、次数和返修情况应当存入技术档窠。10技术文件焊接技术文件应及时编制和存档，焊接修复技术文件包括但不限于以下文件：一焊接修复工作人员资格证书；一焊接修复工艺评定报告；一焊接修复作业指导书或技术方案； 预热记录； 焊接过程质量记录； 焊材证明书。附录A（资料性附录）电站常用球墨铸铁部件A.1电站常用球墨铸铁部件及其牌号电站常用球墨铸铁部件及其牌号见表A.lo表A.1电站常用球墨铸铁部件一览表序号机组类型球铁牌号应用部件I火电机组QT400-18适用于承受高冲击振动及扭转等动载荷和静载荷的零件。如底盘、阀门、泵体、转轮、缸体、联轴器等。QT500-7泵体、轴承体、齿轮、汽轮机中温隔板QT600-3主要用于各种动力曲轴、连杆、凸轮轴、主轴及齿轮等动载荷零件。2核电机组QT450-10输水埋地管道系统QT350-22RQT350-22ARQTANi20Cr23级承压泵壳QT350-22RQT350-22AR2、3级非承压泵壳QT4(X)-18RQT400-l8AR控制棒驱动机构磁匏3水电机组QT5OO-7水轮机阀体、支架、连杆等4风电机组QT350-22AL底座、轴承座、轴承盖、齿轮箱、扭力臂、轮毂QT35O-22L轴承盖QT400-18AL底座、轴承座、轴承盖、齿轮箱、扭力臂、轮毂QT400-18L轴承盖QT700-2A行星架附录B（资料性附录）电站常用球墨铸铁部件补焊焊材成分B.1电站常用球墨铸铁部件补焊焊材成分。电站常用球墨铸铁部件补焊焊材成分表见表BJo表B.1电站常用球墨铸铁部件补焊焊材成分表焊材型号化学成分（质量分数）CSiMnPSFeNiCuAl、Mo、MgCe其他元素总量TCFeC-GF3.04.02.03.70.60.050.015余景1.5Mg:0.02-0.10;Ce:0.201.0TCFeC-GP22.5-3.51.5-3.01.00.050.0152.51.0Mg:0.02-0.10;Ce:0.201.0RCFeC-GPl3.24.03.23.80.10-0.400.050.0150.50一Mg:0.04-0.10;Ce:0.201.0RCFeC-GP33.5-4.23.5-4.20.50-0.800.100.03一球化剂:0.040.10一TCNiFe-22.04.01.05.00.030.0345-602.5Al:1.0碳化物形成元素：3.01.0SCNiFe-22.04.01.05.00.030.0345602.5Al:1.0碳化物形成元素：3.01.0SCNiFeMn-CI0.501.01OI40.0335-452.5Al:1.01.0ECFeC-GF3.04.02.03.70.60.050.0151.5Mg:0.02-0.10;Ce:0.201.0ECFeC-GP22.53.51.53.01.00.050.0152.51.0Mg:0.02-0.10;Ce:0.201.0ECFe-20.21.50.31.50.040.04Nb+V5010.01.0ECFe-30.250.701.500.040.04一V:813一ECNiFe-22.04.01.05.00.030.0345602.5Al:1.0碳化物形成元素：3.01.0ECNiFeMn-CI2.01.010140.0335-452.5AkLO1.0