Усовершенствование технологии сварки высокотемпературных диафрагм проточной части паровых турбин

Abstract

Рассмотрены особенности и причины эксплуатационных повреждений в сварных узлах высокотемпературных диафрагм. Проведены сравнительные испытания сварочно-технологических свойств некоторых доступных на рынке марок покрытых электродов для сварки теплоустойчивых сталей композиций Cr–Mo и Cr–Mo–V. С помощью методики Implant и сварки технологических проб Tekken оценена склонность сварных соедиений сталей 15Х12ВНМФ+15Х1М1ФЛ к замедленному разрушению при использовании выбранных электродов. Установлено, что для обеспечения высокой стойкости сварных соединений данных сталей против образования холодных трещин необходимо использовать предварительный подогрев 200...250 °С. Ориентируясь на показания измерений твердости металла швов и ЗТВ сварных соединений и ударной вязкости металла швов, определен оптимальный режим термообработки сварных соединений сталей 15Х12ВНМФ+15Х1М1ФЛ. Показано, что в структуре металла ЗТВ стали 15Х12ВНМФ образовывается зона разупрочнения с более низкой твердостью, по которой происходит разрушение образцов при испытаниях на статическое растяжение при рабочей температуре 570 °С.

Special features and causes for operational damage in welded components of high-temperature diaphragms are considered. Comparative testing was performed of welding-technological properties of some commercially available coated electrode grades for welding heat-resistant steels of Cr–Mo and Cr–Mo–V compositions. Implant procedure and welding of Tekken technological samples were used to assess the delayed fracture susceptibility of 15Kh12VNMF + 15Kh1M1FL steel welded joints at application of selected electrodes. It is established that to ensure a high cold cracking resistance of these steel welded joints, it is necessary to apply preheating at 200–250 °C. Proceeding from the data of measurement of metal hardness in welds and HAZ of welded joints and weld metal impact toughness, an optimum mode of heat treatment of 15Kh12VNMF + 15Kh1M1FL steel welded joints was determined. It is shown that a softening zone of lower hardness forms in the HAZ metal structure of 15Kh12VNMF steel, in which the samples fail at testing for static tension at working temperature of 570 °C.