CN100423885C - 一种燃气轮机过渡段修复工艺用的检测工装及修复工艺 - Google Patents

一种燃气轮机过渡段修复工艺用的检测工装及修复工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种燃气轮机过渡段修复工艺用的检测工装，包括安装板1、圆柱销2、立柱3、塞规主体4、四个塞规爪5和四个螺栓6，立柱3的一端固定在安装板1上，另一端为塞规主体4的定位基准，安装板1上设有圆柱销2，四个塞规爪5用六角螺栓6固定在塞规主体4上，其分布角度与过渡段进气口端的二个支座分布角度相同并对应。本发明还提供过渡段的修复工艺，工序是：激光熔铸：熔池直径2～5mm、深度0.1～0.2mm、加热时间0.001～0.1s、激光功率500～2000W、激光扫描速度2～20mm/s；用千斤顶校形；用专用工装检测；内壁喷涂热障涂层。该工艺优点是：适应性强、操作简便、规范性强、修复周期短、费用较低。

Description

一种燃气轮机过渡段修复工艺用的检测工装及修复工艺
技术领域
本发明涉及燃气轮机的修复与检测技术，特别是燃气轮机过渡段的修复工艺。
背景技术
燃汽轮机是用于发电的一种高温高速的回转机械，它是一种以空气和燃气为工质的旋转式热力发动机。其结构主要由压气机、燃烧室和透平三部分组成。燃烧室是把燃料中蕴含的化学能转化为工质内能的重要部件，它由火焰筒、过渡段、燃料喷嘴、旋流器、联焰管等零部件组成。通俗的说，燃烧室的作用就是通过化学反应，把燃料中蕴涵的化学能转化为工质的内能增加，具体表现为提高工质的温度，从而提高了工质在透平中膨胀做功的能力。过渡段的作用是将高温燃气导向第一级喷嘴进口。其前端即进气口端为圆形，后端即出气口端为扇环形。由于过渡段在1100℃左右的高温下工作，而燃气轮机通常又为一天或三四天启停一次，所以过渡段极易产生冷热疲劳裂纹和烧蚀现象，其中安装边还容易产生磨损损伤，产生上述现象都会导致自动停机，影响正常生产。因此，用方便快捷的方法修复燃气轮机的过渡段对使用厂家来说就显得至关重要。
目前，我国用于地面发电的燃气轮机大多是进口机组。由于过渡段是高温耐热材料，几何形状复杂、精度要求高、生产成本高、周期长，国产的一套(十个)过渡段价格为70～80万元人民币，进口的一套为120～160万元人民币。用传统方法修复难以达到质量标准，使用厂家一般从国外购买零部件进行更换或者送到国外进行修复，这不仅给用户带来了很大的经济负担，而且影响正常生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃气轮机过渡段修复工艺用的检测工装及高效实用的修复工艺。
本发明提供一种燃气轮机过渡段修复工艺用的检测工装，其特征在于：包括安装板1、圆柱销2、立柱3、塞规主体4、两个塞规爪5和两个六角螺栓6。立柱3的一端固定在安装板1上，另一端作为塞规主体4的定位基准，安装板1上设有圆柱销2，四个塞规爪5用六角螺栓6固定在塞规主体4上，其分布角度与过渡段进气口端的二个支座分布角度相同并对应；
测量时将燃气轮机过渡段以腰形口装在带立柱3的安装板1上，用圆柱销2定位，用螺钉固定，将塞规主体4顺立柱3进入燃气轮机过渡段的圆孔内，塞规主体4上的塞规爪5进入燃气轮机过渡段支座的孔里。。
本发明还提供一种燃气轮机过渡段的修复工艺，其特征在于工序如下：
1)激光熔铸，熔池尺寸直径约2～5mm、深度约0.1～0.2mm、加热时间为0.001～0.1s、激光功率为500～2000W、激光扫描速度为2～20mm/s、熔覆材料为与基体材料相适应的金属材料；
2)校形，用千斤顶压或支来进行局部校形，对于变形较大的部位，需要多次校并用不同部位的样板检测来逐步完成整体校形；
3)用专用工装检测：专用工装包括安装板1、圆柱销2、立柱3、塞规主体4、四个塞规爪5和四个六角螺栓6。立柱3的一端固定在安装板1上，另一端做为塞规主体4的定位基准，安装板1上设有圆柱销2，四个塞规爪5用六角螺栓6固定在塞规主体4上，其分布角度与过渡段进气口端的二个支座分布角度相同并对应；
4)内壁喷涂热障涂层。
本发明提供的燃气轮机过渡段的修复工艺，在激光熔铸之前，可以对发生变形的过渡段要作校形样板。
本发明提供的燃气轮机过渡段的修复工艺，在激光熔铸之前可以去除疲劳损伤层，包括磨损部位、裂纹部位和烧蚀部位。
本发明提供的燃气轮机过渡段的修复工艺，在激光熔铸之后进行无损探伤，检查激光熔铸质量，确保修复后无裂纹、气孔、夹杂等缺陷。
本发明提供的燃气轮机过渡段的修复工艺，其检测专用工装，其立柱3的倾斜角度与燃气轮机过渡段倾斜角度一致；安装板1的腰形台阶与燃气轮机过渡段的出气口外形相适应，用此台阶来保证检测进气口时的径向定位；圆柱销2与燃气轮机过渡段出气端的安装耳相适应，用于过渡段的完全定位；四个塞规爪5的分布角度与燃气轮机过渡段进气口端的两个支座分布角度相同并对应。
本发明提供的燃气轮机过渡段的修复工艺，其优点在于：实现了现有技术中其它技术不能实现的对燃气轮机过渡段的修复，而且本修复工艺适应性强、操作简便、规范性强、专用检测工装使用方便、检测精确、修复后能满足使用要求和安装要求，修复周期短、费用较低，具有巨大的实用价值。
附图说明
图1为检测专用工装的结构示意图；
具体实施方式
实施例1
工艺步骤如下：
1、吹砂。清理修复件内外表面的污垢。
2、无损探伤检测。检测过渡段的缺陷，包括裂纹、腐蚀等，并对变形和磨损等故障进行详细检查记录。
3、制作专用校形样板。对产生变形的过渡段，测量其它过渡段和变形部位形状一致的部位，并按该测量部位制作校形样板。
4、材质分析、确认材质，选择激光熔覆专用粉料(熔铸后的材料性能不低于基材性能要求)。
5、对过烧部位和裂纹处去除疲劳层，裂纹要清理干净。
6、激光熔铸。对筒体裂纹和烧蚀部位进行激光熔焊。其具体方法是：采用自动控制激光熔铸。具体操作过程的参数是：激光熔铸时熔池尺寸直径约1.5～3mm、深度约0.1～0.2mm、加热时间为0.001～0.1s、激光功率为600～1600W、激光扫描速度为12mm/s、熔覆材料为与基体材料相适应的金属材料。
7、采用专用工装对产生变形的过渡段进行校形处理：用千斤顶压或支来进行局部校形，对于变形较大的部位，需要多次校形，并配合不同部位的特制样板检测，来逐步完成整体校形。
7.1、出气口校形；
7.2、筒体校形；
7.3、进气口校形。
8、采用专用工装(见图1)用测具检查各部位尺寸：
8.1、进气口尺寸；
8.2、出气口尺寸及安装槽的几何尺寸；
8.3、支座的位置。
测量时将燃气轮机过渡段以腰形口装在带立柱3的安装板1上，用圆柱销2定位，用螺钉固定，将塞规主体4顺立柱3进入燃气轮机过渡段的圆孔内，塞规主体4上的塞规爪5进入燃气轮机过渡段支座的孔里。
专用工装的结构如图1所示，其立柱3的一端固定在安装板1上，为过盈配合，另一端作为塞规主体4的定位基准，为过渡配合，其倾斜角度与过渡段倾斜角度一致；安装板1的腰形台阶用来检测出气口的外形尺寸，要求间隙均匀，并用此台阶来保证检测出气口端的径向定位；圆柱销2与过渡段出气端的安装耳固定在一起，用于过渡段的完全定位；塞规主体4要正好放入过渡段的进气口端，要求间隙均匀并符合设计要求；两个塞规爪5用六角螺栓6固定在塞规主体4上，其分布角度与过渡段进气口端的两个支座分布角度相同并对应，检测时要求两个塞规爪5在塞规主体4放入过渡段的进气口端的同时正好伸入过渡段进气口端的二个支座里，这表明该修复后的过渡段已达到质量标准和设计要求。
9、等离子喷涂：
9.1、过渡段内壁喷涂热障涂层；
9.2、进气口喷涂耐磨涂层。
10、出厂检测，包装发运。
实施例2对某发生密封槽及圆孔周围磨损过渡段的修复
工艺步骤如下：
1、吹砂。清理修复件内外表面的污垢。
2、无损探伤检测。检测过渡段有无裂纹和腐蚀等其它缺陷，并对变形和磨损等故障进行详细检查记录。
3、制作专用校形样板。对产生变形的过渡段，测量其它过渡段和变形部位形状一致的部位，并按该测量部位制作校形样板。
4、材质分析、确认材质，选择激光熔铸专用粉料(熔铸后的材料性能不低于基材性能要求)。
5、测量并记录密封槽口宽度尺寸及圆孔部位尺寸。以每个未磨损部位测量的尺寸为基准。
6、对密封槽磨损处进行激光熔铸焊补，其具体方法是：采用自动控制激光熔铸。具体操作过程的参数是：根据损伤部位的尺寸选择激光熔铸时熔池尺寸，熔池的直径在1.5～3mm、深度约0.1～0.2mm、加热时间为0.001～0.1s、激光功率为1500～2000W、激光扫描速度为18mm/s、熔覆材料为与基体材料相适应的金属材料。
7、对激光熔铸后的部位打磨，打磨后的密封槽尺寸应符合要求，同时保证零件的尺寸精度和形位公差。
8、采用专用工装对产生变形的过渡段进行校形处理。用千斤顶压或支来进行局部校形，对于变形较大的部位，需要多次校形，并配合不同部位的特制样板检测，来逐步完成整体校形。
8.1、出气口校形；
8.2、筒体校形；
8.3、进气口校形。
9、采用专用工装(见图1)用测具检查各部位尺寸：
9.1、进气口尺寸；
9.2、出气口尺寸及安装槽的几何尺寸；
9.3、支座的位置。
专用工装的结构如图1所示，其立柱3的一端固定在安装板1上，为过盈配合，另一端作为塞规主体4的定位基准，为过渡配合，其倾斜角度与过渡段倾斜角度一致；安装板1的腰形台阶用来检测出气口的外形尺寸，要求间隙均匀，并用此台阶来保证检测出气口端的径向定位；圆柱销2与过渡段出气端的安装耳固定在一起，用于过渡段的完全定位；塞规主体4要正好放入过渡段的进气口端，要求间隙均匀并符合设计要求；四个塞规爪5用六角螺栓6固定在塞规主体4上，其分布角度与过渡段进气口端的二个支座分布角度相同并对应，检测时要求四个塞规爪5中的二个在塞规主体4放入过渡段的进气口端的同时正好伸入过渡段进气口端的二个支座里，这表明该修复后的过渡段已达到质量标准和设计要求。
测量时将燃气轮机过渡段以腰形口装在带立柱3的安装板1上，用圆柱销2定位，用螺钉固定，将塞规主体4顺立柱3进入燃气轮机过渡段的圆孔内，塞规主体4上的塞规爪5进入燃气轮机过渡段支座的孔里。
10、等离子喷涂：
10.1、过渡段内壁喷涂热障涂层；
10.2、进气口喷涂耐磨涂层。
11、出厂检测，包装发运。

Claims (1)

1. 一种燃气轮机过渡段修复工艺用的检测工装，其特征在于：包括安装板(1)、圆柱销(2)、立柱(3)、塞规主体(4)、两个塞规爪(5)和两个六角螺栓(6)，立柱(3)的一端固定在安装板(1)上，另一端作为塞规主体(4)的定位基准，安装板(1)上设有圆柱销(2)，两个塞规爪(5)用六角螺栓(6)固定在塞规主体(4)上，其分布角度与过渡段进气口端的两个支座分布角度相同并对应。
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