[發(fā)明專利]一種水輪機組活動導葉軸頸激光防腐耐磨工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910304634.5
• 申請日: 2009-07-22
• 公開（公告）號: CN101629289A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設計）人: 羅云;周武軍;倪勇仁;王彥林
• 申請（專利權）人: 岳陽大陸激光技術有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 岳陽市科明專利事務所
• 代理人: 彭乃恩;陳慶元

技術領域

本發(fā)明涉及激光熔覆技術，特別提供了一種利用激光熔覆技術對水力發(fā)電站水輪機組活動導葉軸頸激光復合防腐耐磨層新工藝方法。

背景技術

我國大部分大型水力發(fā)電站在上世紀七、八十年代投入使用的水輪機組還占相當大的比例，水輪機組作為電站核心設備之一，活動導葉作為水輪機組的核心關鍵部件，它的運行好壞直接給機組運行帶來嚴重的后果，由于各大江流河水含沙量都相對較高，給水輪機各個部件造成了嚴重損壞，特別是活動導葉各軸頸帶來腐蝕和沖刷，直接影響機組活動導葉開閉不到位，造成機組停機備用時大量漏水，并且在機組備用時不能退出風閘，否則機組就會自動轉起來?；顒訉~嚴重漏水，在備用時既造成浪費大量寶貴水資源，又危及設備安全。檢修恢復時，又增加許多不必要的工作負擔，這些不利影響因素是阻礙各電站的安全生產(chǎn)的一大難題，江河流域的水電機組都普遍存在此類問題。而這部分投入使用水輪機組，均為八十年代左右的產(chǎn)品，根據(jù)電站的裝機容量，配有幾臺到幾十臺水輪機組，每臺水輪機組由活動導葉24-32根數(shù)量組成，每根活動導葉重量在6.5噸、7米長不等，限于結構、強度、加工實現(xiàn)及制造成本考慮，不可能整體部件選用抗磨蝕、汽蝕性能好的、價格昂貴的不銹鋼制成，而選用ZG20MnSi，20MnSi本體材質(zhì)不具備耐腐蝕性能，原制造設計采用在軸頸表面鍍厚度為0.2-0.3mm硬鉻的方式進行防腐抗磨。鍍鉻層受工藝所限氣孔率較高與母體非冶金結合，鍍層極易受水中硬質(zhì)砂粒擠裂劃傷脫落，介質(zhì)易浸入到鍍層與母體界面處形成腐蝕，腐蝕又造成鍍鉻層大面積的脫落，脫落下來的鍍鉻層又會造成導葉在運動的過程中發(fā)生磨損。如此反復最終造成機組活動導葉支撐軸頸出現(xiàn)嚴重的腐蝕磨損。在國內(nèi)目前各電站解決水輪機組活動導葉軸頸腐蝕沖刷的問題，每年只能投入大量人力物力對導葉進行處理，按7臺機組每年要安排兩臺機組檢修，吊出導葉，返廠修復。但往往檢修還未循環(huán)一遍時，開始修復的機組又出現(xiàn)上述情況。該方法占用大量的人力物力，檢修時間延長，安全性差，成本極高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對背景技術中存在的缺點和問題加以改進，提供一種水輪機組活動導葉軸頸激光防腐耐磨工藝。

本發(fā)明提供解決水輪機組活動導葉軸頸激光防腐耐磨新工藝方法，包括以下工藝步驟：

1)首先對活動導葉修復軸頸段進行尺寸檢測和無損探傷檢測，并根據(jù)檢測結果確定修復范圍；

2)對損傷部位進行清理和對疲勞層處理，并對不做修復部位進行防護保護工作，防止造成新的損傷；

3)根據(jù)導葉形狀及偏重量制作配重塊；

4)對活動導葉的損傷部位進行粗加工處理，將疲勞層或原電鍍層單邊車去0.8-1mm，局部銹蝕點采用打磨；

5)粗加工后再次進行無損探傷檢測和硬度檢測；

6)對清理后待加工部位進行至少二遍丙酮溶劑的潔凈清洗處理；

7)進行激光熔覆加工，首先對活動導葉損傷軸頸的局部深坑分區(qū)熔覆，然后進行整圈熔覆；

8)首次熔覆完后進行手工打磨清理，并進行著色無損探傷檢查，無缺陷后再進行后續(xù)熔覆；

9)激光熔覆完成后經(jīng)機械粗加工、精加工并進行拋光處理加工成型；

10)最后進行尺寸公差、形位公差、粗糙度、表面硬度、金相抽樣、表面缺陷和無損探傷檢驗。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果：與部件表面未做任何處理相比，激光熔覆后熔覆層與基體均無粗大組織，熔覆層及基界面組織致密，晶粒細小，熔覆組織無裂紋、夾雜等缺陷；熔覆層與基體形成冶金結合，不脫落；對基體稀釋率低，熔覆層尺寸大小和位置可以精確控制，熔覆后機械加工余量?。辉诨謴统叽绲耐瑫r還提升該軸頸部位的抗腐蝕性與耐磨損性，比原設計制造方案運行可靠性得到極大提高，使用壽命可提高3倍以上；現(xiàn)場快速對沖刷磨損的活動導葉修復處理，極大縮短檢修周期，極大的降低檢修時間，提高設備的安全系數(shù)，極大的降低檢修成本，和報廢換新的購置成本，同時從本質(zhì)上解決了該部件制造工藝的技術瓶頸問題。本發(fā)明方法可推廣為新件制造、報廢件激光再造、火力發(fā)電廠的汽輪機組大軸、冶金和化工等行業(yè)中大型不可移動機械設備產(chǎn)品的現(xiàn)場快速搶修，為廠家快速恢復生產(chǎn)，同時極大的延長設備的使用壽命。

具體實施方式

實施例：

一、所有活動導葉腐蝕沖刷的軸頸表面修復均在現(xiàn)場或離線實現(xiàn)激光熔覆和機械加工成型處理。

二、項目實施主要設備及所需條件：

1、現(xiàn)場作業(yè)主要設備：5KW?CO2激光發(fā)生器；變頻恒溫冷水機組；數(shù)控控制柜；五軸四聯(lián)動的數(shù)控機床；激光加工專用送粉器；CW61180×8000車床；最大支撐負載30T的工件支撐輪；空氣壓縮機以及一些其它輔助設備。