[發明專利]一種軸流風機轉子動葉片快速修復工藝

無效

• 申請號: 200810052211.4
• 申請日: 2008-01-30
• 公開（公告）號: CN101224494A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 魏振華;田師梅
• 申請（專利權）人: 天津燁嶠激光技術有限公司
• 主分類號: B22D19/10
• 分類號: B22D19/10;B23K26/34
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明屬于一種風機動葉片修復工藝，特別是涉及一種可以在短時間內快速修復損傷的軸流風機轉子上的動葉片的一種軸流風機轉子動葉片快速修復工藝。

背景技術

軸流風機是鋼鐵、石油、化工等行業廣泛使用的動力供風裝備，也是企業的重點管理設備。在軸流風機長期運行中，由于工作環境條件中存在著各種粉塵，腐蝕介質，例如鋼鐵企業的重粒子金屬粉塵和砂塵，石化企業中含氯、硫等氣體的腐蝕，軸流風機轉子上的動葉片被沖刷和腐蝕，在動葉片的進氣側根部和排氣側的上頂部被減薄成刀刃口狀，嚴重的形成缺口。當缺口擴展到一定程度，動葉片的強度極限無法承受轉子高速轉動過程中施加在葉片上超過10噸以上的剪切力，葉片是三元流氣動造型，其振動頻率的疊加，會發生突發性葉片疲勞斷裂，結果造成整個機組的報廢停產。原有的解決辦法只有更換新轉子和動葉片，修復成本昂貴，維修周期長達數月之久，影響企業正常生產。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種可以在短時間內快速修復損傷的軸流風機轉子上的動葉片的一種軸流風機轉子動葉片快速修復工藝。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種軸流風機轉子動葉片快速修復工藝，包括有如下工藝步驟：

1)采用激光熔鑄技術修復軸流風機轉子的動葉片，具體是采用CO2?1000W橫流激光加工裝置，由計算機數字程序控制對動葉片進行模擬仿形熔鑄快速加工；2)采用三維有限元法，對修復的動葉片進行應力分析，材料強度計算和使用壽命分析；3)測定修復的動葉片固有振動頻率。

所修復的動葉片是2Cr13鋼制造的三元流氣動造型葉片，在第1步所述的熔鑄快速加工中所使用的熔鑄材料是：在動葉片原2Cr13鋼中添加Ni、Mo、Nb合金元素。

所述的熔鑄材料由氣動自動送料機按葉片表面形態自動送給。

第1步所述的熔鑄快速加工的激光熔鑄參數是：使用連續光自動模擬掃描，光斑直徑Φ5mm，采用氮氣保護熔池，多道熔鑄的搭接率為40％。

第2步所述的采用三維有限元法對修復的動葉片進行分析，包括有：建立計算模型，選擇風機轉子軸為坐標原點，X軸為轉子軸線，順氣流方向為正，Z軸為轉子徑向，向外為正，Y軸由Y＝Z×X確定；建立有限元網絡，將葉片劃分為770個結點，850個20節點三維實體單元；施加外載荷，考慮離心力載荷作用，在模型上施加幾＝3700r/min的離心負載。

第3步所述的測定修復的動葉片固有振動頻率，是在葉片裝機固持狀態下進行測定，使用傳感器，信號放大器，FFT頻譜分析儀，力錘進行檢測；采用頻率細化方法，分辨精度0.025，讀數取0.1HZ，按葉片級別測量。

本發明的一種軸流風機轉子動葉片快速修復工藝，具有的優點和積極效果是：可以在短時間內快速修復損傷的軸流風機轉子上的動葉片。修復的軸流風機轉子的動葉片使用壽命均達到或超過原廠新葉片水平，最高使用壽命超過原廠新葉片70％以上?？蔀槠髽I節省更換新葉片的費用，減少產值損失。

附圖說明

圖1是本發明的第5級轉子葉片頻率示意圖。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，詳細說明本發明的一種軸流風機轉子動葉片快速修復工藝如下：

本發明的一種軸流風機轉子動葉片快速修復工藝，包括有如下工藝步驟：

第1步：采用激光熔鑄技術修復軸流風機轉子的動葉片，具體是采用CO2?1000W橫流激光加工裝置，由五軸四聯動的數控激光加工機床控制對動葉片進行模擬仿形熔鑄快速加工，激光熔鑄技術是一種無損傷、無接觸、光效應的新型成形技術。

本發明所修復的動葉片是2Cr13鋼制造，是三元流氣動造型葉片。動葉片在服役中，每片葉片承受10噸以上剪切應力作用，存在葉片自身固有振動頻率和轉動過程中振動頻率的疊加振動，要求葉片材料既抗沖刷磨損，又耐應力腐蝕，葉片必須儲備很高的強度指標。

本發明在熔鑄快速加工中所使用的熔鑄材料是：在動葉片原2Cr13鋼中添加Ni、Mo、Nb合金元素。其熔鑄材料是由氣動自動送料機按葉片表面形態自動送給。

所述的熔鑄快速加工的激光熔鑄參數是：使用連續光自動模擬掃描，光斑直徑Φ5mm，采用氮氣保護熔池，多道熔鑄的搭接率為40％。

第二步：采用三維有限元法，對修復的動葉片進行應力分析，材料強度計算和使用壽命分析；