CN102127763A - 煤气透平膨胀机承缸磨损后的激光修复方法 - Google Patents
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Abstract
一种煤气透平膨胀机承缸磨损后的激光修复方法，修复前检测煤气透平膨胀机承缸母体各部尺寸，确定磨损部位及其尺寸；将工件表面打磨平整，然后进行清洗，去除承缸损伤部位的疲劳层；检测承缸母材材质的硬度及成分；根据检测结果调配镍基合金粉末，将承缸预热到80-150℃固定在激光器机床上；调整激光器运转数据，设定激光熔覆技术参数，预置粉末层厚度为2mm，对承缸损伤部位进行激光熔覆；修复后检测整理。本发明具有修复层具有裂纹少、与原材料熔合率高，修复后性能加大提高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及高炉煤气膨胀透平机承缸的修复方法，特别是一种TRT煤气透平膨胀机承缸磨损后的激光修复方法。
背景技术
高炉煤气膨胀透平机(简称TRT)的煤气粉尘量超标对转子叶片及承缸冲刷严重，常常造成承缸内径被冲刷侵蚀。采用传统堆焊的修复方法，承缸存在大量的夹渣、气孔、裂痕，严重影响了承缸再使用的寿命，所以企业一般会更换新的设备。随着资源的匮乏，寻找新的技术来发展TRT承缸表面修复技术成为众多企业和科研机构的目标。
发明内容
本专利要解决的问题是针对现有技术传统堆焊的修复方法，承缸存在大量的夹渣、气孔、裂痕，严重影响承缸再使用寿命的缺陷，提供一种耐磨性好，硬度强、修复层具有裂纹少、熔覆层与母材熔合率高、既经济，又行之有效的煤气透平膨胀机承缸磨损后的激光修复方法。
实现上述目的采用以下技术方案：
一种煤气透平膨胀机承缸磨损后的激光修复方法，包括检测煤气透平膨胀机承缸母体各部尺寸，确定磨损部位及其尺寸；其修复方法步骤包括：
A.修复前的准备
a.表面除锈处理：将工件表面打磨平整，然后进行清洗，去除承缸损伤部位的疲劳层0.5-1mm；
b.检测承缸母材材质的硬度及成分；
c.完成定位夹紧工装，承缸内径用两个支撑顶杆固定，外径用三个固定套，通过螺栓紧固；
B.修复过程中
a.根据b步骤的检测结果调配镍基合金粉末，该粉末的原料组分及重量百分比含量为：碳2％-7％，铬20％-35％，镍40％-45％、铁20％-28％，熔覆后主要耐磨硬质相为Cr7C3；
b.将承缸预热到80-150℃；
c.将承缸固定在激光器机床上；调整激光器运转数据，设定激光熔覆技术参数为激光功率1500-1800W，扫描速度500-1500mm/min，光斑直径3mm，预置粉末层厚度为2mm，对承缸损伤部位进行激光熔覆；
C.修复后检测整理
a.采用着色粉探伤，检测焊接是否存在焊接缺陷；
b.对承缸做热处理以去除焊接应力，使承缸定形，其中热处理温度为520-550℃，保温6小时，当温度下降到150℃以下后出炉；
c.拆卸夹紧工装，采用立式车床加工熔覆后的承缸，使其达到图纸要求。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明利用激光熔覆的原理对承缸的损伤部位进行修复。首先将需要修复的煤气透平膨胀机承缸装卡在激光机床上，由激光发生器产生激光，采用预置合金粉末的方法，激光光斑在数控系统的控制下在承缸损伤区域内做往复运动，将合金粉末和承缸母材损伤区域熔化。此过程是迅速熔化和凝固的过程，承缸与合金粉末会熔为一体，达到了修复的目的。由于用来修复承缸的合金粉末的机械性能较原件的机械性能要好，同时激光熔覆工艺方法也会提高材料的性能，所以修复后承缸的机械性能较原件要好。本发明用于激光修复TRT煤气透平膨胀机承缸的损伤，既经济又有效地解决了用传统工艺修复后机械性能达不到使用要求的问题。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步的描述。
本实施例是一种TRT煤气透平膨胀机承缸磨损后的激光修复方法，该方法按照下述步骤进行操作：首先对需要修复的承缸进行拆卸；测量承缸各部的尺寸，整体清理灰尘、油垢、锈蚀等，工件表面经过除锈处理，并且用金相砂纸打磨平整，然后采用丙酮和高纯酒精进行清洗。去除磨损部分的疲劳层，去除厚度一般为0.5-1mm。接着完成对承缸定位夹紧工装：其方法是，内径用两个支撑顶杆固定，外径用三个固定套，直径为30mm的螺栓36个紧固；将承缸预热到80-150℃。在上述工作准备好后，根据所检测的结果配置激光修复所需要的金属合金粉末，所述熔覆粉末的含碳量2％-7％，含铬量20％-35％，40％-45％的镍，20％-28％的铁，熔覆层中主要耐磨硬质相Cr7C3；调试激光器，调整激光器的运转数据，设定激光熔覆的技术参数为激光功1500-1800W，扫描速度500-1200mm/s，光斑直径3mm，预置粉末层厚度为2mm。对承缸损伤部位进行激光熔覆。修复后采用着色粉探伤，检测是否存在气孔、夹渣、裂痕等焊接缺陷。对承缸做热处理以去除残余应力，使承缸定形，其中热处理温度为520-550℃，然后保温6小时，当温度下降到150℃以下后出炉。最后拆卸定位工装，采用立式车床加工承缸达到尺寸、表面光洁度均满足工艺要求的图纸要求。
具体实施例
实例1：修复前的准备：首先对需要修复的承缸进行拆卸；测量承缸各部的尺寸，整体清理灰尘、油垢、锈蚀等，工件表面经过除锈处理，并且用金相砂纸打磨平整，然后采用丙酮和高纯酒精进行清洗。去除磨损部分的疲劳层，去除0.5-1mm。接着对承缸进行工装固定：内径用两个支撑顶杆固定，外径用三个固定套，直径为30mm的螺栓36个紧固；将承缸预热到80-150℃。修复过程中：在上述工作准备好后，根据所检测的结果配置激光修复所需要的金属合金粉末，所述熔覆粉末的含碳量4％，含铬量27％，45％的镍，24％的铁，熔覆层中主要耐磨硬质相Cr7C3；调试激光器，调整激光器的运转数据，设定激光熔覆的技术参数为激光功率1100W，扫描速度650mm/min，光斑直径3mm，预置粉末层厚度为2mm。对承缸损伤部位进行激光熔覆。修复后进行检测：采用着色粉探伤，检测是否存在气孔、夹渣、裂痕等焊接缺陷。对承缸做热处理以去除残余应力，使承缸定形，其中热处理温度为520-550℃，然后保温6小时，当温度下降到150℃以下后出炉。最后拆卸定位工装，采用立式车床加工承缸达到尺寸、表面光洁度均满足图纸的工艺要求。
实例2：修复前的准备：首先对需要修复的承缸进行拆卸；测量承缸各部的尺寸，整体清理灰尘、油垢、锈蚀等，工件表面经过除锈处理，并且用金相砂纸打磨平整，然后采用丙酮和高纯酒精进行清洗。去除磨损部分的疲劳层0.5-1mm。接着对承缸进行工装固定：内径用两个支撑顶杆固定，外径用三个固定套，直径为30mm的螺栓36个紧固；将承缸预热到80-150℃。修复过程中：在上述工作准备好后，根据所检测的结果配置激光修复所需要的金属合金粉末，所述熔覆粉末的含碳量2.5％，含铬量24.5％，45％的镍，28％的铁，熔覆层中主要耐磨硬质相Cr7C3；调试激光器，调整激光器的运转数据，设定激光熔覆的技术参数为激光功率1400W，扫描速度700mm/min，光斑直径3mm，预置粉末层厚度为2.0mm。对承缸损伤部位进行激光熔覆。修复后进行检测：修复后采用着色粉探伤，检测是否存在气孔、夹渣、裂痕等焊接缺陷。对承缸做热处理以去除残余应力，使承缸定形，其中热处理温度为520-550℃，然后保温6小时，当温度下降到150℃以下后出炉。最后拆卸定位工装，采用立式车床加工承缸达到尺寸、表面光洁度均满足图纸的工艺要求。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，虽然本发明以较佳的实施例揭示如上，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，在不脱离本发明的设计思想和范围内，对本发明进行各种改动和润饰，都应落在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种煤气透平膨胀机承缸磨损后的激光修复方法，包括检测煤气透平膨胀机承缸母体各部尺寸，确定磨损部位及其尺寸；其特征在于，其修复方法步骤包括：
A.修复前的准备
a.表面除锈处理：将工件表面打磨平整，然后进行清洗，去除承缸损伤部位的疲劳层0.5-1mm；
b.检测承缸母材材质的硬度及成分；
c.完成定位夹紧工装，承缸内径用两个支撑顶杆固定，外径用三个固定套，通过螺栓紧固；
B.修复过程
a.根据b步骤的检测结果调配镍基合金粉末，该粉末的原料组分及重量百分比含量为：碳2％-7％，铬20％-35％，镍40％-45％、铁20％-28％，熔覆后主要耐磨硬质相为Cr7C3；
b.将承缸预热到80-150℃；
c.将承缸固定在激光器机床上；调整激光器运转数据，设定激光熔覆技术参数为激光功率1500-1800W，扫描速度500-1500mm/min，光斑直径3mm，预置粉末层厚度为2mm，对承缸损伤部位进行激光熔覆；
C.修复后检测整理
a.采用着色粉探伤，检测焊接是否存在焊接缺陷；
b.对承缸做热处理以去除焊接应力，使承缸定形，其中热处理温度为520-550℃，保温6小时，当温度下降到150℃以下后出炉；
c.拆卸夹紧工装，采用立式车床加工熔覆后的承缸，使其达到图纸要求。
2.根据权利要求1所述的煤气透平膨胀机承缸磨损后的激光修复方法，其特征在于，所述的清洗，是采用丙酮或高纯酒精对承缸上的灰尘、油污、锈蚀进行清理、清洗。
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| PB01 | Publication | ||
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Owner name: HEBEI RUIZHAO LASER REMANUFACTURING TECHNOLOGY CO. Free format text: FORMER NAME: TANGSHAN RUI ZHAO LASER TECHNOLOGY MACHINE REPAIR CO., LTD. |
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