CN104018892B

CN104018892B - 汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法

Info

Publication number: CN104018892B
Application number: CN201410229936.1A
Authority: CN
Inventors: 胡平生; 周向昭; 蔡勇军; 罗林; 屈宗涛; 贺卫; 赵博
Original assignee: China General Nuclear Power Corp; CGN Power Co Ltd
Current assignee: China General Nuclear Power Corp; CGN Power Co Ltd
Priority date: 2014-05-28
Filing date: 2014-05-28
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2034-05-28
Also published as: CN104018892A

Abstract

一种汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法包括：B.对阀盖密封面上的凹坑表面进行清理、打磨；C.检查所述凹坑表面及周围是否有缺陷，如有,返回步骤B，如无，进入步骤D；D.在所述凹坑内投入金属粉，采用激光熔覆法熔化所述金属粉，使其与阀盖本体结合，直至熔覆部位熔化的金属粉高出所述阀盖密封面表面；F.加工所述阀盖密封面，直至所述熔覆部位与所述阀盖密封面平齐。本发明采用上述方法修复汽轮机高压汽阀阀盖，由于在采用激光熔覆技术的基础上增加了凹坑表面打磨工序，提高打磨标准，保证打磨质量，采用分步熔覆的技术，充分保证了熔覆的质量，经过本方法修复的阀盖，不但可以达到使用的要求，而且，还可以达到原部件出厂时的技术要求，大大延长了部件的使用寿命，还降低了修复成本和工期。

Description

汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法

技术领域

本发明涉及部件修复方法，特别是针对核电设备中汽轮机高压汽阀阀盖的修复方法。

背景技术

汽轮机高压汽阀阀盖是一整装组件，由阀盖、滤网、阀芯密封套，阀芯导向组件、阀杆密封组件组合而成，在阀芯导向组件与阀盖之间有金属调整垫用于调整两者之间的间隙并兼密封作用。这种刚性密封效果差，长期运行还会导致阀盖本体密封面严重冲蚀而产生凹坑，阀杆漏气严重。目前采用修复方法有两种类型：一是使用金属类修补剂进行填充修复，结合强度和耐高温特性受限，对于高温高压蒸汽刚性密封，修复后存在使用周期短，反复修复和拆装阀盖成本高的不足；一种是传统的铸钢焊接修复，必须返制造厂拆除相关组件，方可进行人工施焊，修复工期长，工艺复杂、成本高。

发明内容

本发明提供一种适合高压汽阀阀盖密封面修复的方法，采用激光熔覆技术，根据汽阀阀盖具体情况相应调整熔覆工艺，解决现有技术中修复工期长、使用周期短、工艺复杂以及成本高的技术问题。

本发明为解决上述技术问题而设计一种汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法，所述修复方法包括以下步骤：

B.对阀盖密封面上的凹坑表面进行清理、打磨；

C.检查所述凹坑表面及周围是否有缺陷，如有,返回步骤B，如无，进入步骤D；

D.在所述凹坑内投入金属粉，采用激光熔覆法熔化所述金属粉，使其与阀盖本体结合，直至熔覆部位熔化的金属粉高出所述阀盖密封面表面；

F.加工所述阀盖密封面，直至所述熔覆部位与所述阀盖密封面平齐。

进一步地，所述修复方法在所述步骤B之前还包括有以下步骤： A.检测汽轮机高压汽阀阀盖的相关尺寸、物理性能参数以及其材质组成，选择适合所述部件修复的金属粉作为熔覆原料。

进一步地，所述步骤B中打磨处理需要打磨到表面圆滑以及见到阀盖本体金属的本色为止。

进一步地，所述步骤C中采用渗透探伤法检查所述凹坑表面及周围的缺陷。

进一步地，所述步骤D具体为以下分步骤： D1.投入金属粉； D2.进行激光熔覆； D3.打磨熔覆部位，将焊料残渣去除，直至见到金属表面；重复步骤D1至步骤D3，直至所述熔覆部位熔化的金属粉高出所述阀盖密封面表面。

进一步地，所述修复方法在步骤D之后还包括以下步骤： E.再次采用渗透法对修复部位进行探伤，检查是否有缺陷。

进一步地，步骤F包括以下分步骤： F1.将所述阀盖放在加工设备平台上，并在底部用四个千斤顶支撑所述阀盖；

F3. 当所述阀盖密封面未变形时，执行F4，当所述阀盖密封面变形时，执行F5；

F4. 以阀盖密封面为水平基准，以阀盖上衬套组件安装定位孔中心线为垂直基准，采用精铣的加工方法至少对熔覆部位进行加工，直至所述熔覆部位与所述阀盖密封面平齐；

F5. 以所述阀盖上衬套组件安装定位孔中心线为垂直基准，加工整个所述阀盖密封面，直至所述阀盖密封面与所述阀盖上衬套组件安装定位孔中心线垂直。

进一步地，所述步骤F1与F3之间还包括步骤F2：通过调整所述千斤顶，调整所述阀盖上衬套组件安装定位孔中心线相对于所述加工设备转轴的垂直度和/或调整阀盖密封面相对于所述加工设备平台的水平度；

进一步地，所述修复方法在步骤F之后，还包括以下步骤： G.计算所述阀盖密封面的加工量，再根据所述加工量加工调整垫的厚度。

进一步地，所述修复方法在步骤G之后还包括以下步骤： H.对修复部位采用渗透探伤法进行检查。

本发明采用上述方法修复汽轮机高压汽阀阀盖，由于在使用熔覆技术的基础上增加了凹坑表面打磨工序，并且对打磨标准进一步提高，保证打磨质量，同时，采用分步熔覆的技术，充分保证了熔覆的质量，因此，经过本方法修复的阀盖，不但可以达到使用的要求，而且，还可以达到原部件出厂时的技术要求，大大延长了部件的使用寿命，还降低了修复成本和工期。

附图说明

图1为本发明汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法一实施例的流程图。

具体实施方式

下面详细说明本发明的具体实施例。

参照图1，图1为本发明汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法一实施例的流程图，本发明提供的汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑修复方法包括以下步骤：

B.为了提高激光熔覆的结合强度，需对阀盖密封面上的凹坑表面进行清理、打磨；

C.检查所述凹坑表面及周围是否有缺陷，例如裂纹等，如有,将会影响熔覆质量，需返回步骤B，如无，进入步骤D；

本发明将熔覆技术应用到核电设备的汽轮机高压汽阀阀盖密封面上，汽轮机高压汽阀阀盖具有其特殊性，其部件体积庞大，且为多部件装配而成，结构非常复杂，采用其他焊接技术焊枪难以够到创伤面，如果采用其他焊接技术，势必将拆解部件，造成人力物力的浪费，由于对于核电设备安全性的考虑以及现有熔覆工艺难以达到修复的要求，所以，传统修复方式中基本都是采用拆解的方式进行，因此，造成工期长和成本高的问题，该问题在核电行业中一直存在，并且形成了不计成本的习惯，本发明采用上述技术，改变行业内的惯性思维，并且，通过调整工艺，增加打磨工艺和提高打磨效果等，使得这种技术可以完全适用于现有设备的修复中，降低了修复成本，更重要的是缩短了修复的工期，可以提高核电企业的经济效益。

进一步地，在本实施例中，所述凹坑为冲蚀造成的凹坑，凹坑形状不规则，毛刺及异形孔洞较多。所以，在步骤B的打磨过程中，要求必须将创伤面打磨圆滑以及见到阀盖本体金属的本色为止，防止毛刺或其他局部异形孔洞造成虚焊等问题出现。

当然，在本领域技术人员可以理解的情况下，本发明中的凹坑不限于冲蚀造成的凹坑，也可以是其他方式所造成的凹坑，例如腐蚀、撞击等。

本发明中为保证修复后的阀盖能够满足使用的要求，在打磨之前还对阀盖的相关尺寸、物理性能参数以及其材质组成进行检测，选择适合该阀盖修复的金属粉作为熔覆原料，该步骤中主要是要测量部件现有的尺寸和物理参数，仅仅依靠设备图纸或技术文件中提供的数据难以体现现有部件的状态，修复的配件要在该部件现有状态下运行，因此，现有的部件参数对于修复的部件具有非常大的作用，也是决定该部件是否能够适应于现有的设备运行环境，这里所述的相关尺寸包括阀盖导套密封面、密封垫基础尺寸以及阀盖导套的定位尺寸，所述物理性能参数为阀盖导套密封面的硬度参数等等。

进一步地，本发明为了体现修复的价值以及在修复过程中尽量消除部件可能存在的缺陷，在步骤C中，采用渗透探伤法检查凹坑表面及周围的缺陷。

本发明针对高压汽阀阀盖密封面修复标准比较高的特点，特别设计了分步投料和分步熔覆的方式，该步骤具体为以下分步骤： D1.投入金属粉； D2.进行激光熔覆； D3.打磨熔覆的部分，将焊料残渣去除，直至见到金属表面；

重复步骤D1至步骤D3，直至所述熔覆部位熔化的金属粉高出所述阀盖密封面表面。

进一步地，本发明中所述熔覆部位熔化的金属粉高出所述阀盖密封面表面，其目的是为了便于加工即可，即将高出所述阀盖密封面表面的高度去除，从而使所述熔覆部位与所述阀盖密封面平齐，所以，高度范围为1～2㎜。

本发明中由于高压汽阀阀盖密封面长时间承受高压蒸汽的冲击，对于修复后的创伤部位要求耐长时间的持续冲击，因此，为保证熔覆过程中不出现虚焊和气泡等缺陷存在，特别设计了分步施工的方式，而在金属粉的投放上也要求每次为不超过2mm厚度的金属粉，并且要求均匀投放。

根据申请人多年的摸索和实践，在修复上述部件时，对于激光束以及激光功率也必须提出严格的要求，本发明在熔覆过程中采用光斑直径3mm和功率为2.2-2.5KW的激光进行熔覆，这种低功率的熔覆过程，可以使得金属粉与阀盖本体结合的更好，避免以后产生脱落的现象。

本发明在熔覆工序后还增加了再次采用渗透法对修复部位进行探伤，检查是否有缺陷的工序，避免熔覆过程中产生裂纹等。

进一步地，熔覆过程虽然是修复工作的关键工序，但是熔覆后的加工过程同样重要，本发明步骤F包括以下分步骤： F1.将所述阀盖放在加工设备平台上，并在底部用四个千斤顶支撑所述阀盖；

F2：通过调整所述千斤顶，从而调整所述阀盖上衬套组件安装定位孔中心线相对于所述加工设备转轴的垂直度和/或调整阀盖密封面相对于所述加工设备平台的水平度； F3. 当所述阀盖密封面未变形时，即所述阀盖密封面和所述阀盖上衬套组件安装定位孔中心线仍然垂直，执行F4，当所述阀盖密封面变形时，即所述阀盖密封面和所述阀盖上衬套组件安装定位孔中心线不垂直，执行F5；

F5. 此时，需要加工整个所述阀盖密封面，从而将所述阀盖密封面和所述阀盖上衬套组件安装定位孔中心线加工垂直。以所述阀盖上衬套组件安装定位孔中心线为垂直基准，加工整个所述阀盖密封面，直至所述阀盖密封面与所述阀盖上衬套组件安装定位孔中心线垂直。

具体地，在步骤F2中调整水平度的方法为：将百分表垂直固定在加工设备转轴上，转动转轴，测量阀盖密封面各部分与转轴的距离，计算各部位的距离差，调整相应位置千斤顶的高度，直至阀盖密封面达到水平为止；在步骤F2中调整垂直度的方法为：将加工设备转轴中心线与阀盖衬套组件安装定位孔中心线调整重合，具体为：在加工设备转轴上水平安装百分表，分别在阀盖安装空的上下两点取中心点，当两点的连线与加工设备转轴中心线重合时，垂直度调整完毕。

进一步地，在实际工艺条件下，各种工艺都有一定误差，为了保证阀盖密封面的密封功能，加工后的阀盖密封面平面度要求为小于等于0.02mm，表面粗糙度要求为小于等于1.6，阀盖密封面与阀盖衬套组件安装定位孔中心线垂直度的要求为小于等于0.02mm。

进一步地，在阀盖长期使用过程中，所述阀盖密封面径向会有一定的变形，在步骤F中对整个密封面进行加工后，会使阀盖密封面处的轴向长度减少，从而增加阀门行程。为了保持阀门行程不变，所述步骤F之后，还包括：G.计算密封面的加工量，再根据该加工量加工调整垫的厚度，使调整垫对密封面的加工量进行补偿，从而保持原有阀门行程不变。

进一步地，为了最终检验修复的可靠性，所述步骤G之后，还包括：H.对修复部位采用渗透探伤法进行检查。

本发明在后期的机加工环节中采用百分表作为测量工具，通过将百分表固定在铣刀转轴上进行测量，保证与加工同基准，同时，也保证加工精度，而当阀盖密封面变形比较大时，本专利采用对密封面整体进行磨削加工，以保证密封面的水平度，也就保证了密封的性能，当对密封面进行加工后，由于加工密封面而造成阀门行程的变化，则采用调整调整垫厚度的方法解决，从而保证阀门行程不变。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法，其特征在于：所述修复方法包括以下步骤：

B.对阀盖密封面上的凹坑表面进行清理、打磨；

F.加工所述阀盖密封面，直至所述熔覆部位与所述阀盖密封面平齐，该步骤包括以下分步骤：F1.将所述阀盖放在加工设备平台上，并在底部用四个千斤顶支撑所述阀盖；

2.根据权利要求1所述汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法，其特征在于：所述修复方法在所述步骤B之前还包括有以下步骤： A.检测汽轮机高压汽阀阀盖的相关尺寸、物理性能参数以及其材质组成，选择适合所述阀盖修复的金属粉作为熔覆原料。

3.根据权利要求1所述汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法，其特征在于：所述步骤B中打磨处理需要打磨到表面圆滑以及见到所述阀盖本体金属的本色为止。

4.根据权利要求1所述汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法，其特征在于：所述步骤C中采用渗透探伤法检查所述凹坑表面及周围的缺陷。

5.根据权利要求1所述汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法，其特征在于：所述步骤D具体为以下分步骤： D1.投入金属粉； D2.进行激光熔覆； D3.打磨熔覆部位，将焊料残渣去除，直至见到金属表面；

6.根据权利要求4所述汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法，其特征在于：所述修复方法在步骤D之后还包括以下步骤： E.再次采用渗透法对修复部位进行探伤，检查是否有缺陷。

7.根据权利要求1所述汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法，其特征在于：所述步骤F1与F3之间还包括步骤F2： F2：通过调整所述千斤顶，调整所述阀盖上衬套组件安装定位孔中心线相对于所述加工设备转轴的垂直度和/或调整阀盖密封面相对于所述加工设备平台的水平度。

8.根据权利要求1所述汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法，其特征在于：所述修复方法在步骤F之后，还包括以下步骤： G.计算所述阀盖密封面的加工量，再根据所述加工量加工调整垫的厚度。

9.根据权利要求8所述汽轮机高压汽阀阀盖密封面凹坑的修复方法，其特征在于：所述修复方法在步骤G之后还包括以下步骤： H.对修复部位采用渗透探伤法进行检查。