[發明專利]一種燃氣輪機葉片微弧沉積涂層修復工藝方法

有效

• 申請號: 201010146245.7
• 申請日: 2010-04-14
• 公開（公告）號: CN102218638A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 王茂才;王東生
• 申請（專利權）人: 王茂才
• 主分類號: B23P6/00
• 分類號: B23P6/00;B23H9/10
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及燃氣輪機維修領域，具體為一種燃氣輪機葉片微弧沉積涂層修復工藝方法，尤其是重型燃氣輪機的壓氣機葉片、渦輪轉子葉片與導向器葉片/噴嘴件經服役使用過程所引起的幾何構形與表面涂層的局部損傷區，采用微弧沉積涂層修復之一種工藝方法。

背景技術

燃氣輪機是可將燃油、燃氣、沼氣、煤焦化氣等轉化為機械驅動力的透平渦輪發動機，具備熱-機轉化效率較高、較清潔的能量轉化裝置，廣泛地應用在航空、航天、飛行器、艦艇、機車、冶金、石油、化工等工業生產驅動裝置上，尤其是在地面電力裝置上燃氣輪機-發電機發電系統以及燃氣輪機-汽輪機-發電機聯合循環發電系統則更是廣泛采用。隨著節能與環保的不斷提高的需求，如重油和高爐煤氣、煤焦爐轉化氣、裂解爐煙氣、煉鐵爐尾氣、垃圾焚燒煙氣等等雜質含量高的、組分復雜的油與氣，目前也是通過燃氣輪機轉化為機械能以及電能而得以利用。為了有效地減少排放，提高能效，大功率的重型燃氣輪機目前在我國發展與應用日益廣泛。

葉片包括壓氣機轉子葉片、渦輪轉子葉片與導向器子葉片/噴嘴是燃氣輪機重要的關鍵部件。壓氣機轉子葉片與外機匣聯合將環境中氣體壓入并達到一定的高壓進入燃燒室，而渦輪導向器葉片將由燃燒室出來的高壓氣體整流導入給渦輪轉子葉片，轉子葉片帶動轉子運動作功。在此過程中，轉子葉片與外機匣相對密封式運動。由于轉子振動、葉片熱膨脹、離心力作用伸長、啟動與停機熱循環等過程會導致葉片葉尖的磨損與疲勞損傷，特別是渦輪轉子葉片還會受到高溫作用所引起的蠕變、冷熱循環疲勞，高溫氧化和含有S、Cl、C、Ca、P等雜質的燃氣沉積物的熔鹽熱腐蝕；此外在過載/過熱情況下，導向器葉片/噴嘴還會受到高溫燃氣的熱沖擊及燒蝕。隨著燃氣輪機輸出功率的增大，葉片的這種磨損、腐蝕及燒蝕損傷失效愈嚴重。目前，我國在運行的重載燃氣輪機多是進口的，且均相繼進入大修期以至多次大修狀態，葉片包括噴嘴的修復國產化尤為重要。這是因為葉片/噴嘴件昂貴，國外進口與修復更是費用高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種燃氣輪機葉片微弧沉積涂層修復工藝方法，解決現有技術中存在的修復工藝復雜、易變形、成本高，不能及時可靠修復等問題。

本發明的技術方案是：

一種燃氣輪機葉片微弧沉積涂層修復工藝方法，對燃氣輪機葉片進行微弧沉積涂層修復，微弧沉積涂層過程是指：以電極棒為正極、工件為負極，在電極棒與工件表面之間高頻率直流脈沖微弧放電，并發生電極棒材料自耗轉移到工件表面接觸區域的冶金過程，材料轉移沉積過程的環境為惰性氣體或真空或絕緣油；脈沖微弧放電頻率為70Hz～5000Hz，脈寬10^-3～10^-5S，微弧源輸出功率為50W～5000W；電極棒為圓柱形或塊狀，電極棒運動方式為旋轉或振動，電極棒操作為手持式機械。

本發明中，微弧沉積涂層過程可以為兩次，第一次為采用微弧沉積涂層的方式進行補焊，第二次為采用微弧沉積涂層的方式制備表面防護層。

所述的燃氣輪機葉片微弧沉積涂層修復工藝方法，燃氣輪機壓氣機葉片為鋼質葉片或高溫合金葉片或鈦合金葉片，燃氣輪機壓氣機葉片與外機匣磨擦葉尖部被減短后，采用微弧沉積涂層接長修復工藝方法，接長修復材料同葉片的本體材質或鎳基合金或鈷基合金，接長修復的高度為0.05mm～2.0mm，接長修復所形成葉尖硬度為HV250～HV550。

所述的燃氣輪機葉片微弧沉積涂層修復工藝方法，燃氣輪機渦輪轉子葉片的葉尖磨損，采用短微弧沉積涂層接長修復工藝方法，接長修復材料為MM′CrAlY合金，M為Ni或Co；或者，接長修復材料為鎳基合金或鈷基合金；接長修復高度為0.05mm～5.0mm，顯微硬度為HV450～HV600。

所述的燃氣輪機葉片微弧沉積涂層修復工藝方法，燃氣輪機壓氣機葉片的防蝕防氣流沖刷涂層的局部剝落、點蝕或擊坑，采用微弧沉積涂層修復的工藝方法，填補修復材料為不銹鋼或鎳基合金或鈷基合金，顯微硬度為HV350～HV450。

所述的燃氣輪機葉片微弧沉積涂層修復工藝方法，燃氣輪機渦輪導向器葉片噴嘴的表面腐蝕坑、熱裂紋或防護涂層剝落區，采用微弧沉積涂層修復工藝方法，修復材料為鎳基合金、鈷基合金或MM′CrAlY合金，M與M′為Ni或Co，顯微硬度為HV350～HV500。

所述的燃氣輪機葉片微弧沉積涂層修復工藝方法，對葉片葉尖接長修復，葉片表面裂紋、腐蝕坑的修復或葉片表面防護涂層剝落區補涂修復，其修復過程的工藝特征為：