[發明專利]一種用于水電站轉輪室激光熔覆修復的材料及修復工藝

在審

• 申請號: 201810019870.1
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108220955A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 徐進;胡成學;陽義;齊歡
• 申請（專利權）人: 中國長江電力股份有限公司;杭州輝銳激光技術有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C19/07
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發明公開了一種用于水電站轉輪室激光熔覆修復的材料及修復工藝，該材料包括按重量百分比計的以下組分：鈷：55%～75%；鉻：15%～35%；鎢：1%～10%；碳：0.3%～5%；剩余為硅和硼。通過采用激光熔覆工藝，替代傳統的焊接工藝和噴涂技術，得到性能更好的熔覆層，并提高了工作效率，適用于水電站轉輪室內環鋼板的修復，可使熔覆層具有更好的空蝕性能、沖蝕性能，同時可提高熔覆層和基材的結合強度，形成更細密的組織結構。

技術領域

本發明屬于激光熔覆修復領域，具體涉及一種用于水電站轉輪室激光熔覆修復的材料及修復工藝。

背景技術

軸流轉漿水輪發電機組在長期運行過程中，過流部件轉輪室內環鋼板受氣蝕、磨蝕、沖蝕的聯合作用，出現氣蝕坑，鋼板厚度方向尺寸減薄，局部出現空鼓、穿孔現象，甚至出現撕裂脫落。這些損壞將導致水輪機葉片與轉輪室鋼板間隙增加，水能利用率下降，機組發電效率下降，嚴重時將導致結構性破壞，影響機組的安全運行。

目前，轉輪室鋼板為鑄造不銹鋼，出現局部損壞常采用馬氏體不銹鋼焊條堆焊修復，修復變形大、易存在大量焊接裂紋、氣孔等缺陷，焊接部位使用壽命短，反復檢修堆焊。對于大面積的嚴重損壞，目前國內外還沒有很好的修復方法，只能采用整體更換，拆除原轉輪室內環，挖除原混凝土并填回，安裝新內環。整體更換的方法周期長，工程量大，一般需要200天以上。國內一些發電廠企業嘗試采用熱噴涂WC硬質合金，以提高耐磨性，但涂層與基體結合強度不高，涂層厚度薄，內環鋼板使用壽命低。因此，在未出現大面積空鼓和撕裂脫前，采用現場修復的方法有效提高轉輪室鋼板的耐氣蝕、耐磨蝕、耐沖蝕性能，從而提高轉輪室內環鋼板的使用壽命，是目前國內外水力發電企業有待解決的問題。

發明內容

本發明的目的提供一種用于水電站轉輪室激光熔覆修復的材料及修復工藝，能夠解決現有的堆焊或噴涂技術存在的大面積堆焊變形大、易產生裂紋、耐蝕和和耐磨性差、噴涂結合強度低、厚度薄的問題。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種用于水電站轉輪室激光熔覆修復的材料，其特征在于，包括按重量百分比計的以下組分：鈷：55～75份；鉻：15～35份；鎢：1～10份；碳：0.3～5份；該配方具有良好的耐磨耐蝕性，激光熔覆性能好。

優選地方案中，還包括硅0～2份和硼0～2份。

進一步地，各組分均為球形粉末狀，粒度在50～100微米。流動性好。

本發明還涉及采用所述材料進行水電站轉輪室激光熔覆修復的工藝，包括以下步驟：

1)對待修復區域進行探傷，對缺陷和待修復表面區域進行打磨去除表面氧化層，然后清洗上述區域的污質；熔覆修復材料進行混合攪拌并預熱后備用；

2)采用激光熔覆設備對待修復區域進行現場水平送粉激光熔覆修復；

3)對熔覆層表面進行打磨拋光處理；

4)對熔覆層進行探傷檢測、變形量測試、硬度測試和厚度檢測，符合要求后即可完成水電站轉輪室激光熔覆修復。

進一步地，探傷時為PT探傷，清洗污質時采用丙酮和無水乙醇進行清洗，清洗范圍包括缺陷和待修復表面區域及其周圍2mm的區域。

進一步地，步驟1)中熔覆修復材料混合后，加熱至80～120℃保溫1小時。除去粉末中的水份，提高粉末流動性，防止水份進入熔覆組織。

進一步地，步驟2)中熔覆修復過程中，激光功率為1000～8000W，送粉量為10～250g/min；采用分區對稱熔覆，以減小熱積累從而減小變形，分區大小300mm*300mm。

進一步地，步驟3)中打磨后熔覆層表面粗糙度小于Ra0.6。