浅谈激光熔履技术在汽轮机上的应用

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1、浅谈激光熔履技术在2#机转子上的应用摘要：针对我厂2#汽伦机转了出现的腐蚀情况，采用激光熔履技术进行修复，介绍了激光熔履的原理及方法，并对其可行性进行分析，从目前运行情况看，收到较好效果。关键词：激光熔履腐蚀汽轮机转了隔板0前言我厂2#机为C25-35/3型汽轮机，1989年投入运行，在长时间的运行中，由于蒸汽质量、机组老化等原因，造成了汽轮机转子、隔板及汽封等严重的腐蚀，使2#机级间漏汽损失明显增大,汽耗达到5.65Kg/Kw-H,这些问题严重影响了汽轮机安全、高效、经济运行。因此,必须对2#机转子进行修复。经我厂有关技术人员共同研究，决定对2#机转子采用激光熔覆技术进

2、行修复。12#机转子、隔板损伤情况经技术人员对2#机转了及隔板进行外观检查及着色探伤检查，损伤情况如F：转了：一至六级叶片均有不同程度大面积的腐蚀：其中复速级第二列叶片（33片）、第二级所有叶片、第三级叶片（110片）、第四级叶片（73片）、第五级叶片（154片）、第六级所有叶片均有损伤，形成腐蚀坑，比较严重的复速级第二列叶片的腐蚀深坑有1.5mm左右。第八级围带开裂：外观检查有两处明显开裂，经着色探伤检查发现围带有22处开裂，其中13处裂纹较大。末三级所有叶片均有汽蚀现象，其中第十级叶片进汽侧汽蚀严重，开成汽蚀I员I坑。隔板：转向导叶环及第一至六级隔板静叶片均有损伤，其

3、中转向导叶环、第一、第二、第五级隔板腐蚀严重，已形成穿透型腐蚀孔洞；第六级隔板静叶片根部叶轮部分脱落。从上述统计结杲來看，2#机转了及隔板损伤面积较大，其中出现严重腐蚀的叶片受其影响，金属机械性能发生改变，叶片强度降低，如继续运行将加剧叶片腐蚀，造成腐蚀碎片飞脱影响机组安全、经济运行。2激光熔覆技术的可行性分析2.1激光熔覆技术的基本原理激光熔覆技术是利用大功率、高能量激光朿聚集能量极高的特点，瞬间将叶片表面微熔，同时使叶片表面预置成与激光束同步口动送置的合金粉末完全熔化，激光束扫描后快速凝固，获得与基体冶金结合的致密覆层，恢复儿何尺寸和表面强化等特点。2.2激光熔覆技术

4、的性能特点及主要技术指标2.2.1激光熔覆层与基体为冶金结合，结合强度不低于原基材的90%。2.2.2基体材料在激光加工过程中仅表面微熔，微熔层为0.05〜0.1mm,基体热影响区小,一般为0.1〜0.2mm,加工后无热变形。2.2.3熔覆层与基体均无粗大的铸造组织，熔覆层及其界面组织致密，晶粒细小，没有孔洞、夹渣、裂纹等缺陷。2.2.4激光加工过程中基体温度不超过80°C，激光作用时间短，加工后无热变形。2.2.5叶片粗糙度：静叶片内弧Ra12.5,外弧Ra3.2,动叶片叶形部份Rai.6。末级叶片频率分散度小于8%o2.2.6激光熔覆层组织由底层、中间层及面层组成的各

5、具特点的梯度功能材料，底层具有与基体浸润性好、结合强度高等特点；中间层具有一定强度、硬度，抗裂性好的优点；面层具有抗冲刷、耐磨损和耐腐蚀等性能。采用激光熔覆技术可有效解决2#机转了、隔板在运行中出现的汽水腐蚀现象，减小通流间隙,降低级间漏汽损失，为此类问题的解决提供了有效的处理途径；同时克服了传统电焊、氮弧焊等热加工过程中不可避免地热变形、热疲劳损伤等一系列技术难题；解决了传统电镀、喷涂等冷加工过程中覆层与基体结合强度并的矛盾。32#机转子修复方案的制定与实施后达到的要求3・1修复方案的制定3.1.1根据2#机转子的损伤情况，决定选用与叶片机械性能相近的粉末材料对损伤部位

6、进行激光熔覆。对第一至第六级叶片进行拆卸修复，对第十至第十二级叶片在不拆卸条件下修复，对转子进行宏观检测、尺寸检测。3.1.2转子按标准工艺要求对需拆卸部件的拆卸、分解，清理拆卸修复叶片的疲劳层。并按照修型样板对熔覆后的叶片进行复型并进行抛光处理。3.1.3对没有拆卸的叶片围带表面的腐蚀坑进行激光熔覆，对熔覆后的围带表面按弧形样板进行手工钳修，达到使用要求，并按标准装配工艺装配叶片。3.1.4对修型后的叶片进行X光、荧光探伤检测，对修复后的转子进行动平衡校验以及修复后的部位做着色无损探伤检测3.2达到要求按照以上方案对2#机转子损伤部位进行了激光熔覆修复，对修复后的转子进

7、行质量验收，达到如下要求：2.2.1叶片修后的粗糙度：静叶片内弧Ra12.5,外弧Ra3.2,动叶片叶形部份Rai.6。2.2.2按照HB/Z61—1998标准对末级叶片进行荧光渗透检测，按QB/DL.js.02—2004标准I级验收，最终检测全部符合标准要求。2.2.3按照HB/Z60—96标准对末级叶片进行X射线检测,并按QB/DL.js.01—2004标准I级验收，最终检测全部符合标准要求。3.2.4末级叶片频率分散度小于8%。3.2.5转了动平衡精度不低于G2.5级。3.2.6叶片熔覆材料的抗冲蚀性能优于原基材。4效益