一种焊药、由该焊药制备的维修模具、使用焊药或模具对电厂二次风管现场维修的方法

摘要

本发明涉及一种用于电厂二次风管现场维修的焊药，所述焊药由以下重量百分数的组分组成：三氧化二铁粉末25％～40％、金属铝粉末20％～25％、金属镍粉末11.9％～25％、氟化钠粉末0.5％～1.5％、二氧化硅粉末1.7％～3.5％、金属铬粉末13％～32％、金属钼粉末0.1％～0.4％、其余为钛铁合金粉末。本发明的有益效果：本发明针对二次风管的破裂和脱落可以实现现场维修，能够降低维修的难度，减轻工作强度，缩短维修周期，同时还可以节约材料成本。

说明书

技术领域

本发明涉及无电焊接及设备维修领域，特别涉及一种用于电厂二次风管现场维修的焊药、由该焊药制备的用于电厂二次风管现场维修的模具、使用该焊药对电厂二次风管现场维修的方法和使用该模具对电厂二次风管现场维修的方法。

背景技术

二次风管是电厂机组运行过程中重要的部件之一，其材质多为2520耐热不锈钢。工作时，整根管道埋藏在炉膛内壁的耐热土层中，埋藏深度约160cm～200cm。由于工作时，风管受到高温烟气的侵蚀与冲刷，因此容易出现开裂、局部脱落等失效。当局部失效出现后，会加剧失效向深层次发展，使得炉膛内部的防火土受到侵蚀，而影响发电机组的总体效果，最终将导致机组停机大修。目前，二次风管的维修方式，主要就是更换。

无电焊接技术是基于自蔓延技术的一种新技术，其中又有自蔓延熔焊、自蔓延压焊和自蔓延钎焊等。此技术都需要专用的辅助设备和特定反应环境(主要指保护气体种类、温度、压强等)，无法在施工现场解决问题。

另外，手工自蔓延焊接也是自蔓延熔焊的一种新方法。该方法将传统焊接工艺与自蔓延高温合成技术相结合，可在无电源、无气源和无任何设备的条件下实现焊接，但是施焊对象以碳钢为主，且尺寸有限，无法解决二次风管的焊修问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于电厂二次风管现场维修的焊药、由该焊药制备的用于电厂二次风管现场维修的模具、使用该焊药对电厂二次风管现场维修的方法和使用该模具对电厂二次风管现场维修的方法。

本发明的技术方案是：

一种用于电厂二次风管现场维修的焊药，所述焊药由以下重量百分数的组分组成：

三氧化二铁粉末25％～40％、金属铝粉末20％～25％、金属镍粉末11.9％～25％、氟化钠粉末0.5％～1.5％、二氧化硅粉末1.7％～3.5％、金属铬粉末13％～32％、金属钼粉末0.1％～0.4％、其余为钛铁合金粉末。

在上述方案的基础上，所述焊药由以下重量百分数的组分组成：

三氧化二铁粉末35％、金属铝粉末22％、金属镍粉末20％、氟化钠粉末0.7％、二氧化硅粉末2.0％、金属铬粉末20％、金属钼粉末0.2％、钛铁合金粉末0.1％。

在上述方案的基础上，所述焊药由以下重量百分数的组分组成：

三氧化二铁粉末36％、金属铝粉末20％、金属镍粉末15％、氟化钠粉末1.0％、二氧化硅粉末2.5％、金属铬粉末25％、金属钼粉末0.25％、钛铁合金粉末0.25％。

在上述方案的基础上，所述焊药由以下重量百分数的组分组成：

三氧化二铁粉末25％、金属铝粉末25％、金属镍粉末13％、氟化钠粉末1.2％、二氧化硅粉末3.0％、金属铬粉末32％、金属钼粉末0.3％、钛铁合金粉末0.5％。

在上述方案的基础上，所述焊药适用于材料为2520耐热不锈钢的电厂二次风管。

一种用于电厂二次风管现场维修的模具，包括：引火线、焊药、自熔隔板、燃烧室和铸造腔；

所述燃烧室具有用于容纳焊药的燃烧腔；所述燃烧腔的底部设置第一浇注通道，所述燃烧腔与第一浇注通道的连接处设置有自熔隔板；

所述铸造腔内设置第二浇注通道；

所述燃烧室与所述铸造腔可脱卸连接；且在使用状态时，所述第一浇注通道与所述第二浇注通道相连通；

所述第二浇注通道的末端设置成型区。

在上述方案的基础上，所述燃烧腔的下部为倒锥形。

在上述方案的基础上，所述燃烧室和铸造腔的材质为高强度石墨，所述自熔隔板的材质为低碳钢。

一种使用上述焊药对电厂二次风管现场维修的方法，使用焊药燃烧后产生的熔融状态的合金与二次风管的损坏处形成冶金结合。

一种使用上述模具对电厂二次风管现场维修的方法，具体步骤如下：

将铸造腔安装在二次风管上，并完全包容损坏处，通过引火线引燃焊药，燃烧所生成的熔融态合金熔穿自熔隔板，熔融态合金通过第一浇注通道和第二浇注通道，最终进入成型区，熔融态合金在成型区与二次风管的损坏处形成冶金结合，当冶金结合处的温度自然降至150℃时，打开铸造腔。

本发明的有益效果：

本发明针对二次风管的破裂和脱落可以实现现场维修，能够降低维修的难度，减轻工作强度，缩短维修周期，同时还可以节约材料成本。

本发明焊药发生自蔓延反应后，生成的合金成份与2520耐热不锈钢二次风管的合金有良好的互溶性，因此可以对其进行焊接维修；由于焊药反应时伴随生成大量的热量，因此可以保证不需要外界能源与辅助设备即可现场实施焊接，这一特点就使得该项技术能够在炉膛内实现现场维修，缩短了维系周期；在维修现场，本发明提供的燃烧室、铸造腔，只需要简单的定位安装即可使用，全过程不需要人为干预，大大降低操作的难度；使用本发明焊药或维修模具，可以对已经开裂、脱落的风管进行维修，改变了以往一味更换的状态，既降低了工作难度，缩短了维修周期，同时由节约了成本。

焊药反应生成的合金成份与2520不锈钢形成可靠的冶金结合，具有良好的耐热性和耐磨性。合金与母材之间为熔焊连接，强度适于实际工作需要。

附图说明

图1是本发明实施例5中所述二次风管的结构示意图；

图2是本发明所述维修模具结构示意图；

图3是本发明所述燃烧室结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种用于材料为2520耐热不锈钢的电厂二次风管现场维修的焊药，所述焊药由以下重量百分数的组分组成：

三氧化二铁粉末35％、金属铝粉末22％、金属镍粉末20％、氟化钠粉末0.7％、二氧化硅粉末2.0％、金属铬粉末20％、金属钼粉末0.2％、钛铁合金粉末0.1％。

在某电厂炉膛内进行现场维修，对风管偏下部分开裂处现场实施焊接后发现，焊药生成合金填充在开裂处，并且与母材形成了可靠的冶金结合，达到了维修目的，能够有效控制裂纹进一步扩展。

维修后开始使用，两个检修期内(一个检修期时间为3个月)使用良好，维修处未发现异常。

实施例2

一种用于材料为2520耐热不锈钢的电厂二次风管现场维修的焊药，所述焊药由以下重量百分数的组分组成：

三氧化二铁粉末36％、金属铝粉末20％、金属镍粉末15％、氟化钠粉末1.0％、二氧化硅粉末2.5％、金属铬粉末25％、金属钼粉末0.25％、钛铁合金粉末0.25％。

在某电厂炉膛内进行现场维修，对风管偏上靠内侧部分的开裂处，现场实施焊接后发现，焊药生成合金填充在开裂处，并且与母材形成了可靠的冶金结合，达到了维修目的，能够有效控制裂纹进一步扩展。同时，由于此处位置距离操作面较高，且深入管道内侧，对一般手段的焊接而言较难实施，通过本次实例证实，本发明更适用于现场焊接维修外。

维修后开始使用，两个检修期内(一个检修期时间为3个月)使用良好，维修处未发现异常。

实施例3

一种用于材料为2520耐热不锈钢的电厂二次风管现场维修的焊药，所述焊药由以下重量百分数的组分组成：

三氧化二铁粉末25％、金属铝粉末25％、金属镍粉末13％、氟化钠粉末1.2％、二氧化硅粉末3.0％、金属铬粉末32％、金属钼粉末0.3％、钛铁合金粉末0.5％。

在某电厂炉膛内进行现场维修，对风管偏下，局部脱落处现场实施焊接后发现，焊药生成合金完全填充在缺口处，恢复了二次风管的原有形态，并且与母材形成了可靠的冶金结合，达到了维修目的。

维修后开始使用，两个检修期内(一个检修期时间为3个月)使用良好，维修处未发现异常。

实施例1-3所使用的材料的粒度为：

三氧化二铁粉末粒度在50-200目，纯度≥96％；

金属铝粉末粒度在50～200目，纯度≥96％；

金属镍粉末粒度在50～150目，纯度≥96％；

氟化钠粉末粒度在40～150目，纯度≥96％；

二氧化硅粉末粒度在40～100目，纯度≥96％；

金属铬粉末粒度在100～150目，铬含量≥76％；

金属钼粉末粒度在150～200目，纯度≥96％；

钛铁合金粉末粒度在100～150目，钛含量≥65％。

实施例4

一种使用实施例1-3的焊药对材料为2520耐热不锈钢的电厂二次风管现场维修的方法，使用焊药燃烧后产生的熔融状态的合金与二次风管的损坏处形成冶金结合。

使用时，将焊药引燃，引燃后的焊药发生自蔓延反应，焊药反应生产大量的热量，同时生成熔融状态的金属单质和氧化物，熔融金属发生冶金化学反应，形成能够与2520耐热不锈钢形成良好冶金结合的合金金属。与此同时，合金金属与氧化物有效分离，金属下沉，氧化物上浮，脱渣作用的同时，对合金熔体起到保温和保护作用。熔融状态的合金金属与2520耐热不锈钢形成良好冶金结合的合金金属，之后冷却、结晶、凝固，最后与风管形成可靠的冶金结合。

实施例5

如图2和图3所示，一种用于电厂二次风管现场维修的模具，包括：自熔隔板3、燃烧室4和铸造腔5；

所述燃烧室4具有用于容纳焊药2的燃烧腔8；所述燃烧腔8的底部设置第一浇注通道6，所述燃烧腔8与第一浇注通道6的连接处设置有自熔隔板3；

所述铸造腔5内设置第二浇注通道7；

所述燃烧室4与所述铸造腔5可脱卸连接；且在使用状态时，所述第一浇注通道6与所述第二浇注通道7相连通；

所述第二浇注通道7的末端设置成型区9；所述成型区9的形状是根据二次风管的开裂、脱落处结构决定的，即，成型区9的形状与二次风管的开裂、脱落处相互补；

当二次风管的脱落处如图1所示时，将成型区9制作成与脱落处相互补形状的空腔，

所述燃烧腔8的下部为倒锥形。目的是使焊药燃烧后形成的熔融态合金全部流到自熔隔板3上；

所述燃烧室4和铸造腔5的材质为高强度石墨，所述自熔隔板3的材质为低碳钢。

实施例6

如图2所示，一种使用实施例5的模具对材料为2520耐热不锈钢的电厂二次风管现场维修的方法，具体步骤如下：

根据二次风管开裂、脱落处结构制作铸造腔5，原则是：铸造腔5安装在二次风管上后，铸造腔5完全包容损坏处，同时，铸造腔5内的成型区9的形状与二次风管的开裂、脱落处相互补；

之后将将铸造腔5安装在二次风管10上，并完全包容损坏处(开裂、脱落处)，通过引火线1引燃焊药2，焊药在燃烧室4内发生自蔓延反应，焊药反应生产大量的热量，同时生成熔融状态的金属单质和氧化物，熔融金属在燃烧室4中发生冶金化学反应，形成能够与2520耐热不锈钢形成良好冶金结合的合金金属。与此同时，与合金金属与氧化物有效分离，金属下沉，氧化物上浮，脱渣作用的同时，对合金熔体起到保温和保护作用；

燃烧所生成的熔融态合金下沉到自熔隔板3后，金属流的热量熔穿自熔隔板3，然后，熔融态合金通过第一浇注通道6和第二浇注通道7向下流，最终进入成型区9，熔融态合金在成型区9内与二次风管的损坏处形成冶金结合，之后冷却、结晶、凝固，当冶金结合处的温度自然降至150℃时，打开铸造腔5，铸造完成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。