喷丸处理在汽轮机组检修的应用

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1、喷丸清理技术在汽轮机组检修中的应用张新生（华电新疆发电有限公司苇湖梁电厂，乌鲁木齐邮编830017）摘 要 :随着我国改革开放和经济体制改革的深入，电力企业节能降耗，提高设备运行质量，以及汽轮机通流部分对热效率的影响，成了各级领导高度重视的问题，发电厂汽轮机设备做为电力设备的心脏，在机组大修时加以维护处理更显得尤为重要。近几年来,喷丸清理技术的发展和应用在汽轮机检修中得到了广泛的重视和关注,是有别于传统喷砂、高压水除锈的新兴除锈工艺。苇湖梁电厂2号机组在2011年#2机组检修时，对高中压转子、隔板除锈既采用喷丸处理，大大降低了人员的劳动强度、缩短了检修工期，保证了汽轮机大

2、修转子及叶片的除锈效果。关键词：汽轮机、喷丸除锈强化表面覆盖率0概述喷丸作为一种表面处理工艺曾被广泛的应用于国防、航空航天领域的制造业，喷丸技术在发动机修理和制造过程中以其独到的工艺方法和效果占有特殊的位置，随着发动机制造和修理技术的不断发展和更新，喷丸的工艺效果越来越得到认可近年在更多的领域得到了更为广泛的应用。特别是在汽轮机制造工作中引进了国外的设计和制造技术，也大量的采用了这种工艺方法，主要用于叶片、焊接隔板的制造，用以汽轮机部件的抗疲劳工作性能和消除残余应力。近年来，喷丸清理技术除了被广泛地应用于钢结构件涂复涂层前的表面预处理以外，还广泛地应用于机械零件的强化、精

3、饰、蚀刻等领域。在汽轮机检修过程中，利用喷丸清理技术进行汽轮机组部件的除锈，即可除去对汽轮机转子、隔板上的残留盐垢和铁锈，又可强化、改善隔板的抗疲劳工作性能和消除残余应力，已逐步取代传统的喷砂、高压水清洗等落后的除锈工艺。1喷丸的除锈和强化机理1.1除锈机理是以压缩空气带动玻璃丸通过专门工具,高速喷射于金属表面,利用玻璃丸的冲击和摩擦作用,清除金属表面的铁锈及其他污染,并得到有一定粗糙度的,显露金属本色的表面。1.2喷丸强化过程最初适用于是在机械加工、制造领域，是使材料表面层发生循环塑性变形的过程，由于金属材料的力学性能和喷丸工艺条件的不同，喷丸后材料表层将发生组织结构变

4、化（如亚晶粒尺寸，位错密度及组态，相转变等）、表层内形成残余压应力场、表面粗糙度发生变化。转子是汽轮机的动力部件，转子叶片4在交变载荷下工作,其特点是叶片剖面是翼型，产生轴向力，其受力最大处是叶根榫槽的压力边，其上应力集中区还受微动磨蚀等影响，故每种叶片的叶根压力边在加工过程中必须喷丸以释放残余拉应力，用喷丸强化方法增加表面残余压应力，恢复其抗疲劳和抗应力腐蚀性能。表面未经强化的零件，其疲劳源大部都萌生于材料表面，在这种情况下获得的疲劳极限称为表面疲劳极限。疲劳破坏的产生主要是零件表面产生交变拉应力。喷丸后的零件在其表面能够形成残余压应力场，表面残余压应力可以抵抗外施拉应

5、力的作用，使表面实际承受的交变拉应力水平降低，从而提高喷丸件的疲劳强度。在这种情况下，残余压应力起着直接强化的作用，称之为应力强化。对于光滑表面的材料，最佳的喷丸强化工艺可使材料的疲劳强度提高1.34倍.　　这些变化对材料的力学性能（主要是疲劳性能和应力腐蚀开裂性能）产生不同的影响，主要为强化因素，使喷丸后的力学性能改善。也会有一些不利因素，使喷丸后的力学性能下降。在一定条件下，塑变层内的微细亚晶粒、高密度位错、钢中的相变马氏体以及残余压应力等都表现为强化因素。而喷丸后引起的表面粗糙度增高（即应力集中效应增高），喷丸强度过高导致的表面微裂纹等均为不利因素。而喷丸工艺用于汽

6、轮机检修中，喷丸的材质选用有别于机械加工和制造中使用的喷丸，采用珠粒度为Ø0.05-0.15mm的玻璃珠，材质为二氧化硅、硬度35MOH、成圆率99%；是喷丸专用玻璃珠,不会出现喷丸强度过高导致的表面微裂纹等均为不利因素　.2喷丸清理工艺与传统除锈工艺比较2.1手工除锈法:以往最常见的一种除锈方式，作业者通过砂纸、磨片、钢丝轮等工具进行除锈，在除锈过程中会产生有害粉尘，劳作者所处的劳动条件恶劣，由于高压转子各级叶片之间间距较小，手工除锈很难将叶片根部及背弧处的锈迹和盐垢清理彻底，而且工作强度大、周期长，除锈效果差，现已逐渐淡出工业除锈的舞台。2.2喷砂除锈法:其原理与喷丸

7、除锈法基本相同，喷料一般采用铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海砂等，需大量人工操作，操作过程中会产生大量矽尘，影响除锈工人的健康。且由于喷料的硬度差异较大，喷砂处理后出现转子叶片的表面微裂纹等均为不利因素。2.3高压水清洗配备的高压水清洗机的压力也就在1500公斤以下，在这种压力下的水，只能除掉叶片上的蒸汽盐垢，对叶片上的硬锈、氧化皮则无能为力，而喷丸除锈工艺则能有效去除叶片上的硬锈、氧化皮。高压水清洗的水会造成清洗后的叶片表面二次生锈.高压水清洗要想真正除掉硬锈和氧化皮，压力必须达到2500公斤以上，在这么高的压力下，操作不当