[發(fā)明專利]一種基于自動(dòng)堆焊技術(shù)的水冷壁現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011255794.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN112475767A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵家林;魯立;石祥文;楊佳;丁永三;徐忠峰;呂一仕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家能源集團(tuán)諫壁發(fā)電廠;蘇州熱工研究院有限公司
• 主分類號(hào): B23P6/00
• 分類號(hào): B23P6/00;B23K9/04;B23K9/32
• 代理公司: 常州國(guó)洸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32467
• 代理人: 吳麗娜

本發(fā)明涉及一種基于自動(dòng)堆焊技術(shù)的水冷壁現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)方法，屬于電廠設(shè)備維修技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種基于自動(dòng)堆焊技術(shù)的水冷壁現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)方法，以及通過大量的工藝試驗(yàn)研究，提供了一套適用于T23水冷壁現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)的自動(dòng)GTAW堆焊工藝；本發(fā)明借助于遠(yuǎn)程可視化爬壁機(jī)器人，利用自動(dòng)GTAW堆焊鎳基材料技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)T23水冷壁遠(yuǎn)程可視化自動(dòng)GTAW堆焊修復(fù)。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)T23水冷壁管道修復(fù)中必須搭設(shè)腳手架或吊籃進(jìn)行換管修復(fù)的問題，同時(shí)避免了換管要求的焊前預(yù)熱和焊后熱處理工序，大大降低了T23水冷壁現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)的技術(shù)難度，縮短了工期、降低了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于自動(dòng)堆焊技術(shù)的水冷壁現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)方法，屬于電廠設(shè)備維修技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在火電站領(lǐng)域，鍋爐一般采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu)(高度方向共4個(gè)面，單面高度超過50米，單面寬度超過30米，由水冷壁管道和鰭片焊接而成)，利用煤粉的燃燒加熱水冷壁中的水，通過產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。在機(jī)組運(yùn)行過程中，水冷壁表面受到高溫?zé)煔飧g、表面結(jié)垢(結(jié)渣)等影響，導(dǎo)致水冷壁厚度減薄或表面產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生爆管，致使機(jī)組非正常停機(jī)，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行。目前，水冷壁管道的焊接維修，一般采用換管修復(fù)的方法，利用搭建的腳手架平臺(tái)或吊籃，首先進(jìn)行切管，然后采用手工焊的方式完成新管與舊管的焊接；不僅耗費(fèi)大量的人力、物力，而且換管焊接難度大、進(jìn)度緩慢。

膜式水冷壁管道一般采用T23鋼(07Cr2MoW2VNbB)，此鋼具有冷裂傾向和非常明顯的再熱裂紋傾向，如果要進(jìn)行對(duì)接焊，必須進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理。

堆焊修復(fù)是由美國(guó)EPRI提出用于管道內(nèi)壁缺陷修復(fù)的一種維修技術(shù)，其實(shí)施方法是在其內(nèi)壁存在缺陷或厚度減薄管道的外壁堆焊多層耐腐蝕材料，其優(yōu)點(diǎn)在于通過增加壁厚來對(duì)帶缺陷的管道進(jìn)行加強(qiáng)，并通過堆焊在管道內(nèi)側(cè)形成所預(yù)期需要的焊接殘余應(yīng)力場(chǎng)，從而防止原缺陷的擴(kuò)展和新缺陷的產(chǎn)生；在焊前不需要預(yù)熱，焊后也不需進(jìn)行熱處理。由于堆焊修復(fù)技術(shù)的多種優(yōu)點(diǎn)，特別適用于用于內(nèi)部存在缺陷或減薄管道、異種材料接頭和各種泄漏密封焊縫的維修過程中。

目前堆焊工藝已用于水冷壁制造階段，以提高其耐熱、耐腐蝕性能，增加使用壽命。但是材質(zhì)為T23的水冷壁現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)仍采用換管的方式。首先在鍋爐內(nèi)側(cè)，搭設(shè)腳手架平臺(tái)或吊籃，切掉受損的水冷壁管道，然后在鍋爐內(nèi)部和外部同時(shí)將新管與舊管對(duì)口、點(diǎn)焊，焊前預(yù)熱后鍋爐內(nèi)外同時(shí)進(jìn)行手工對(duì)口焊接，焊接完成后進(jìn)行焊后預(yù)熱。然后進(jìn)行焊口探傷，合格后，換管工作結(jié)束。

隨著爬壁機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，基于爬壁機(jī)器人的可遠(yuǎn)程操控的智能化檢修平臺(tái)應(yīng)用成為可能。焊接機(jī)頭搭載于爬壁機(jī)器人上，到達(dá)指定位置，通過自動(dòng) GTAW堆焊方式完成對(duì)缺陷部位的修復(fù)。

總體來說，現(xiàn)有的火電站膜式水冷壁的焊接維修方法存在以下的問題：

(1)、鍋爐內(nèi)部T23水冷壁換管修復(fù)需要搭建腳手架平臺(tái)或吊籃，工作量大，檢修時(shí)間長(zhǎng)；

(2)、材質(zhì)為T23鋼的水冷壁焊接時(shí)具有冷裂傾向和非常明顯的再熱裂紋傾向，如果要進(jìn)行對(duì)接焊，必須進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理；在鍋爐內(nèi)部實(shí)現(xiàn)起來較為困難；

(3)、目前堆焊工藝已用于水冷壁制造階段，但是材質(zhì)為T23的水冷壁現(xiàn)場(chǎng)堆焊修復(fù)工藝研究較少，尤其是適用于T23水冷壁現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)的自動(dòng)GTAW堆焊工藝。

有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種基于自動(dòng)堆焊技術(shù)的水冷壁現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容