一、背景概述

受某电厂委托，北京国电电科院检测科技有限公司在该厂4号炉A修期间对汽机及锅炉相关部件进行金属监督检验。

4号机组于1980年投产运行，为自然循环煤粉锅炉，旋风前置燃烧，液态排渣，额定蒸发量 220t/h，过热器出口温度540℃，过热器出口压力10 MPa.G，锅炉给水温度215℃，锅炉排烟温度135℃。

二、高压缸检验过程

依据DL/T 438-2016《火力发电厂金属监督技术规程》15.2.1大型铸件的金属监督规定：机组每次A级检修，应对受监的大型铸件进行表面检验。本次高压缸缸体检验采用了磁粉检测。检测标准选用JB/9630.1-1999《汽轮机铸钢件磁粉探伤及质量分级方法》，检验设备选用CCFS-Ⅱ型交流磁探仪。磁粉检验时发现6处裂纹缺陷，主要分布在缸体变截面部位，裂纹长度分别为：220mm、150mm、120mm、80mm、95mm、30mm。质量等级评定为不允许。

部分缺陷照片如下：

三、缺陷处理方案

1、缺陷清除

缺陷清除之前，使用φ7.5mm钻头在裂纹尖端前约5mm处打止裂孔，止裂孔深度为钻头直径的3–5倍。

使用角磨机、直磨机或风铲等机械方法消除缺陷，并用渗透探伤方法给予确认。较大缺陷打磨深度达到95mm后才彻底清除。

2、汽缸材料焊接性分析

汽缸壁厚大、导热系数小、刚度大，补焊区域残余应力大。焊接区域相对整个汽缸的体积较小，补焊时焊缝金属在焊接热循环的作用下，应力无法释放，在焊缝区域形成并聚集较大的焊接残余应力，当缺陷位于汽缸截面重心两侧时这种情况尤为严重。综上所述，补焊对应力影响较大，应着重考虑从焊接工艺方面减小应力。

3、制定缺陷修复工艺

补焊选用焊前不预热、锤击焊缝的工艺，以达到最大限度减少焊接残余应力的目的。对于较大裂纹缺陷，补焊区容积较大，为防止焊接温度分布不均和不对称引起的应力，采用焊前不预热，多层焊接，控制层间温度和焊层厚度，焊后锤击焊道的焊修工艺。

4、施焊

补焊采用同质焊条冷补工艺，即使用与母材化学成分及性能类似的不预热E-NiCrFe-3焊条在室温下补焊，先从坡口底部填充金属，接着由边缘施焊将坡口变窄，如此逐层从四周缩小补焊区域容积，以达到最大面积分散应力的目的，使用小规范焊接电流。

底层补焊完成后，缓冷至室温，清渣检查，确认无表面缺陷后进行填充焊接。填充补焊在室温下进行，采用φ3.2mm及φ2.5mm E-NiCrFe-3焊条多层多道焊，分段退焊，层间温度控制在100℃以下，收弧时应待弧坑填满后熄弧。

每道焊缝进行跟踪锤击，锤痕应紧凑，避免重复，焊接完成后，根据焊缝位置用砂轮机加工焊缝表面，与母材齐平或圆滑过渡。

严格按照焊接工艺作业指导书进行工作，不得私自进行。认真执行施工程序，上道工序不合格，不允许进行下道工序。

5、检验

焊接完成后进行渗透检验复检，未发现超标缺陷痕迹显示，合格。

四、缺陷修复总结

汽缸体结构复杂，壁厚不均匀，长期运行后，极易在变截面拐角等应力集中部位产生裂纹缺陷，此次高压缸裂纹缺陷均分布在缸体变截面部位。为了保证缸体的安全使用，机组A修停机检修期间均需对缸体内外表面进行检查，有疑问时进行无损探伤。

本次检修经电厂组织相关专家精心制定缸体裂纹修复方案，施工操作人员严格按修复作业指导书程序打磨、施焊，最终保证了修复质量，为机组的安全稳定运行打下良好基础。