CN105154873A - 一种核电站上充泵转子激光修复工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站上充泵转子激光修复工艺，其包括以下步骤：S1、确定上充泵转子的修复内容；S2、用激光器将熔覆材料熔覆在待修复部位并且超出尺寸；S3、将多余的熔覆材料车到距离要求尺寸0.05mm时，使用着色探伤剂确认待修复部位是否存在缺陷，如有缺陷并处理掉，继续将修复面精车到要求尺寸；S4、使用着色探伤剂将整个修复面进行确认缺陷。本发明使用机械手控制激光器熔覆比人工堆焊更加的方便，效率高，激光能量集中可以彻底清除着色探伤剂残留，并且为后续的使用增加保障系数。本发明提供的工艺，其工艺简单易于操作，对上充泵转子的修复全面彻底，节约了生产的成本。

Description

一种核电站上充泵转子激光修复工艺

技术领域

本发明涉及一种核电站上充泵转子激光修复工艺。

背景技术

核电站上充泵的设计要求非常的精密，在实际使用中设计转速需要达到4500r/min以上，叶轮在10级以上，两端为对称分布，上充泵在运行时，转子、轴承处震动幅度可能会超过允许值，造成转动部件和支撑系统较大动应力，甚至会发生定、转子间碰撞和摩擦，导致磨损和破坏，从而给上充泵系统的安全可靠运行带来很大危害。

国内的核电站早期使用的发电反应堆都是国外技术，所以很多配件都是国外进口，包括上充泵，并且上充泵转子在长期使用中，再小的动平衡出色的轴都会受到共振影响，而带来很大程度上的磨损，以及叶轮受应力长期拉伸，逐渐导致固定口环的变形。

设计上充泵时所考虑转子轴系存在3种共振形态，分别为弯振、横振和扭振，转子轴系弯振包括X向和Y向弯振，各弯振分别存在1个和多个极值点，分别叫一弯振动和多弯振动。2种支撑结构的转子轴系第1阶模态振型都为扭转振动，两支撑的转子轴系第2阶模振型为1阶X向弯振，而且弯曲只有1个极值点，是弯振动，三支撑的转子轴系第2阶模态振型为另端1阶X向弯振。

转子轴虽然包括扭转、弯曲以及横向等多种形式的模态振型，但由于上充泵设计转速远远偏离转子系统的各阶弯曲固有频率所对应的临界转速，因此，上充泵不具备弯曲共振的条件，在上充泵正常运行过程中认为不会弯振，又由于上充泵转子轴系上叶轮为两端均匀分布结构，横向载荷平衡较好，不足以引起转子的横向共振，但是转子轴系的转轴上存在驱动电动机传动的驱动力矩，以及各级叶轮部分叶片上所受到的输送流体的压力作用将会产生切向力，形成扭转力矩。

在使用过程中，多级泵轴的事故发生在卡环槽等处的变截面应力集中位置，其诱因一般是液体腐蚀、加工质量、应力疲劳和质量缺陷等导致该处疲劳强度降低，如果此时再加上轴系的扭振过大，动态应力达到或大到削弱以后的材料疲劳强度极限，就会发生断轴事故，对于上充泵转子轴系，旋转的转子轴系工作时处于高速旋转和浸液状态，由于受液体对叶片的压力、升力、阻力和摩擦阻力矩等作用，因此需要定期的维护、更换。

当然这样的配件都是很长一段时间前的定制产品，不会有量产的备件，所以在很短的停机时间内在向国外订购，包括设计，制作，发货，成本上，是非常花时间和金钱的，而且核电站要在停机的时期，每天损失的发电收益也是一笔不小的费用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种核电站上充泵转子激光修复工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种核电站上充泵转子激光修复工艺，其包括以下步骤：

S1、确定上充泵转子的修复内容；

S2、用激光器将熔覆材料熔覆在待修复部位并且超出尺寸；

S3、将多余的熔覆材料车到距离要求尺寸0.05mm时，使用着色探伤剂确认待修复部位是否存在缺陷，如有缺陷并处理掉，继续将修复面精车到要求尺寸；

S4、使用着色探伤剂将整个修复面进行确认缺陷；如果不存在缺陷，即用激光器低功率模式将修复面再次扫描清除着色探伤剂残留，以防止将着色探伤剂带入到反应堆的硼酸溶液中。

进一步地，在步骤S1中，将上充泵轴架于车床上，确定修复内容，将疲劳部位清除掉，重点为轴承位和卡环位。

进一步地，使用着色探伤剂对轴承位和卡环位进行重点探伤，卡环位的尺寸会有间隙，卡环是围在轴上的，所以也需要把这部分变小的轴处理，将磨损的部分用车床将疲劳层车除，然后使用着色探伤剂确定车除疲劳层没有缺陷(气孔、裂纹)，然后将残留的着色探伤剂擦拭掉，并且使用激光器的低功率模式将待修复表面的着色探伤剂用激光灼烧掉，灼烧完之后将机器人重新编程运行，用激光器将熔覆材料熔覆在修复区域并且超出尺寸。

熔覆材料的成分需要跟上充泵轴基材的成分接近，包括金属腐蚀电位差需要接近，因为上充泵轴是在硼酸溶液中运行，本身基材就是不锈钢材质，考虑到耐磨性，激光熔覆时一般会选用镍基熔覆材料，镍基的腐蚀电位差跟不锈钢相近，增加其在使用中的耐腐蚀性。

使用车床将多余的熔覆材料车到离要求尺寸0.05mm，使用着色探伤机确认修复部位是否存在缺陷(气孔、裂纹)，如有缺陷并处理掉，继续将修复面精车到要求尺寸。再次使用着色探伤剂将整个修复面进行确认缺陷。如果不存在缺陷，即用激光器低功率模式将修复面再次扫描清除着色探伤剂残留，以防止将着色探伤剂带入到反应堆的硼酸溶液中。

本发明所达到的有益效果是：

本发明使用机械手控制激光器熔覆比人工堆焊更加的方便，效率高，激光能量集中可以彻底清除着色探伤剂残留，并且为后续的使用增加保障系数。本发明提供的工艺，其工艺简单易于操作，对上充泵转子的修复全面彻底，节约了生产的成本。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一种核电站上充泵转子激光修复工艺，其包括以下步骤：

S1、确定上充泵转子的修复内容；

S2、用激光器将熔覆材料熔覆在待修复部位并且超出尺寸；

S3、将多余的熔覆材料车到距离要求尺寸0.05mm时，使用着色探伤剂确认待修复部位是否存在缺陷，如有缺陷并处理掉，继续将修复面精车到要求尺寸；

S4、使用着色探伤剂将整个修复面进行确认缺陷；如果不存在缺陷，即用激光器低功率模式将修复面再次扫描清除着色探伤剂残留，以防止将着色探伤剂带入到反应堆的硼酸溶液中。

本实施例中，在步骤S1中，将上充泵轴架于车床上，确定修复内容，将疲劳部位清除掉，重点为轴承位和卡环位。

本实施例中，使用着色探伤剂对轴承位和卡环位进行重点探伤，卡环位的尺寸会有间隙，卡环是围在轴上的，所以也需要把这部分变小的轴处理，将磨损的部分用车床将疲劳层车除，然后使用着色探伤剂确定车除疲劳层没有缺陷(气孔、裂纹)，然后将残留的着色探伤剂擦拭掉，并且使用激光器的低功率模式将待修复表面的着色探伤剂用激光灼烧掉，灼烧完之后将机器人重新编程运行，用激光器将熔覆材料熔覆在修复区域并且超出尺寸。

熔覆材料的成分需要跟上充泵轴基材的成分接近，包括金属腐蚀电位差需要接近，因为上充泵轴是在硼酸溶液中运行，本身基材就是不锈钢材质，考虑到耐磨性，激光熔覆时一般会选用镍基熔覆材料，镍基的腐蚀电位差跟不锈钢相近，增加其在使用中的耐腐蚀性。

使用车床将多余的熔覆材料车到离要求尺寸0.05mm，使用着色探伤机确认修复部位是否存在缺陷(气孔、裂纹)，如有缺陷并处理掉，继续将修复面精车到要求尺寸。再次使用着色探伤剂将整个修复面进行确认缺陷。如果不存在缺陷，即用激光器低功率模式将修复面再次扫描清除着色探伤剂残留，以防止将着色探伤剂带入到反应堆的硼酸溶液中。

本发明使用机械手控制激光器熔覆比人工堆焊更加的方便，效率高，激光能量集中可以彻底清除着色探伤剂残留，并且为后续的使用增加保障系数。本发明提供的工艺，其工艺简单易于操作，对上充泵转子的修复全面彻底，节约了生产的成本。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种核电站上充泵转子激光修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定上充泵转子的修复内容；

S2、用激光器将熔覆材料熔覆在待修复部位并且超出尺寸；

S3、将多余的熔覆材料车到距离要求尺寸0.05mm时，使用着色探伤剂确认待修复部位是否存在缺陷，如有缺陷并处理掉，继续将修复面精车到要求尺寸；

S4、使用着色探伤剂将整个修复面进行确认缺陷；如果不存在缺陷，即用激光器低功率模式将修复面再次扫描清除着色探伤剂残留，以防止将着色探伤剂带入到反应堆的硼酸溶液中。

2.根据权利要求1所述的一种核电站上充泵转子激光修复工艺，其特征在于，在步骤S1中，确定修复内容后，将疲劳部位清除掉，清除的重点为轴承位和卡环位。

3.根据权利要求1所述的一种核电站上充泵转子激光修复工艺，其特征在于，在步骤S1中，使用着色探伤剂对轴承位和卡环位进行重点探伤，将磨损的部分用车床将疲劳层车除，然后使用着色探伤剂确定车除疲劳层没有缺陷，然后将残留的着色探伤剂擦拭掉，并且使用激光器的低功率模式将待修复表面的着色探伤剂用激光灼烧掉，灼烧完之后将机器人重新编程运行。