CN106636754B - 一种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层工艺方法 - Google Patents

一种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层工艺方法 Download PDF

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Abstract

一种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层工艺方法，其特点是：对燃气轮机透平缸体进行激光熔覆前的检测和准备工作；激光熔覆：激光熔覆时采用全固态1KW激光器，对燃机透平缸中分面进行激光熔覆，共熔覆三条互相平行的密封线，每条密封线的宽度为2±0.2mm，高度为1±0.2mm，形成多级平行的软金属密封带，使激光熔覆层在安装挤压变形后形成气囊式密封腔，从而起到逐级密封的作用；对激光熔覆后封严密封条进行检测并记录；对封严密封条进行钳修，确保每条各点的高度尺寸和接触面积；探伤检测，着色探伤检测，确保表面和内部无缺陷。本发明采用激光封严涂层，在不损伤基体性能的情况下能够有效解决气缸中分面漏气问题。

Description

一种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层工艺方法
技术领域
本发明涉及一种燃气轮机透平缸中分面漏气的修复方法,特别是涉及一种采用激光封严涂层的方式修复燃气轮机透平缸中分面的方法。
背景技术
燃气轮机缸体中分面由于长周期使用，导致缸体变形，中分面结合不严，其间隙值最大可达到1mm，最小0.2mm。解决此问题的常规方法为涂胶密封，但经常密封不住，造成漏气。经初步测量，会造成燃气轮机功率下降1%-2%左右，同时带来燃气轮机轮机间温度过高，轮机间风机负担荷过重，也大大增加了能源消耗。
激光熔覆修复技术作为一种先进的再制造技术，近年来得到了迅速推广和广泛应用。
激光熔覆是在金属表面获得与基体牢固冶金结合，且无气孔、裂纹等缺陷的高性能表面覆层的先进再制造技术，它可以将高熔点的合金材料熔覆在低熔点的基材表面，也可以在低成本基材上制备出高性能的表面涂层，以取代大量高级、高性能的整体材料，节约贵重金属，降低零部件成本。
激光熔覆技术解决了振动焊、氩弧焊、喷涂、镀层等传统修理方法无法解决的材料选用局限性、工艺过程热应力、热变形、材料晶粒粗大、基体材料结合强度难以保证的矛盾，为产品再制造和失效零部件的修复提供了一种新的途径。
在像燃气轮机透平缸中分面这种铸铁部件上，能否采用激光封严涂层的方法进行修复。经本申请人检索查证：国内外尚无这方面的相关报道。寻找出适当的采用激光熔覆封严涂层的方式修复燃气轮机透平缸中分面的方法仍需所属领域的技术人员进一步作出创造性的研究工作。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的上述问题，通过反复研究改进，给出了一种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层工艺方法。
本发明实现了燃机透平缸中分面的修复，将传统的机械密封转变为冶金结合密封，是方法上的创新，而且修复工艺操作简单、适应性强、热变形小、规范性强，修复后的封严涂层满足气缸中分面的使用要求，对提高燃气轮机的效率节约成本具有巨大价值。
本发明给出的技术方案是：这种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层工艺方法，其特点是：由于缸体中分面由于长周期使用，导致缸体变形，中分面结合不严，采用封严涂层在下缸表面进行激光熔敷，使多级平行的软金属密封带，在安装挤压变形后形成气囊式密封腔，从而起到逐级密封的作用，其修复步骤如下。
1）对燃气轮机透平缸体进行激光熔覆前的检测和准备工作。
2）激光熔覆：激光熔覆时采用全固态1KW激光器，对燃机透平缸中分面进行激光熔覆，共熔覆三条互相平行的密封线，每条密封线的宽度为2±0.2mm，高度为1±0.2mm，形成多级平行的软金属密封带，使激光熔覆层在安装挤压变形后形成气囊式密封腔，从而起到逐级密封的作用。
其熔覆工艺参数是：功率：1000～1200W，光斑直径：1～2mm，扫描速度：50～100mm/min，置粉厚度：0.3～1.0mm。
优选的工艺参数为：功率： 1200W，光斑直径： 2mm，扫描速度：75mm/min，置粉厚度：0.8mm。
激光熔覆材料的组成为：C: 0.3%； Cr: 18%；Cu:26%；Mo：4%；Fe：1.1%； B：0.5%；Si：0.4%；Ni:余量。
3）对激光熔覆后封严密封条进行检测并记录。
4）对封严密封条进行钳修，确保每条各点的高度尺寸和接触面积。
5）探伤检测，着色探伤检测，确保表面和内部无缺陷。
与现有技术相比，本发明的有益效果是。
1. 打破了传统的密封方式，将机械密封转变为冶金结合密封，是方法上的创新，而且修复工艺操作简单、适应性强、热变形小，修复后的封严涂层满足气缸中分面的使用要求，对提高燃气轮机的效率节约成本具有巨大价值。
2. 激光封严涂层对缸体的热影响区极小，可以保证缸体经激光封严涂层加工不变形，在同一部位可以多次维修。
具体实施方式
实例1。
某燃气轮机透平缸中分面漏气修复过程。缸体中分面由于长周期使用，导致缸体变形，中分面结合不严，其间隙值最大可达到1mm，最小0.2mm。
修复步骤如下。
1）对燃气轮机透平缸体进行激光熔覆前的检测和准备工作。
2）激光熔覆：共熔覆三条互相平行的密封线，每条密封线的宽度为2mm，高度为1mm，形成多级平行的软金属密封带，使激光熔覆层在安装挤压变形后形成气囊式密封腔，从而起到逐级密封的作用。
其工艺参数为：功率： 1200W，光斑直径： 2mm，扫描速度：75mm/min，置粉厚度：0.8mm。
激光熔覆材料的组成为：C: 0.3%； Cr: 18%；Cu:26%；Mo：4%；Fe：1.1%； B：0.5%；Si：0.4%；Ni:余量。
3）对激光熔覆后封严密封条进行检测并记录。
4）对封严密封条进行钳修，确保每条各点的高度尺寸和接触面积。
5）探伤检测，着色探伤检测，确保表面和内部无缺陷。
本发明采用激光封严涂层，在不损伤基体性能的情况下，能够有效解决气缸中分面漏气问题。一方面能够提高燃气轮机机组功率1%-2%左右，同时也解决了燃气轮机工作室温度过高的问题。

Claims (1)

1.一种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层工艺方法，其特征在于：由于缸体中分面由于长周期使用，导致缸体变形，中分面结合不严，采用封严涂层在下缸表面进行激光熔敷，使多级平行的软金属密封带，在安装挤压变形后形成气囊式密封腔，从而起到逐级密封的作用，其修复步骤如下：
1）对燃气轮机透平缸体进行激光熔覆前的检测和准备工作；
2）激光熔覆：激光熔覆时采用全固态1kW激光器，对燃机透平缸中分面进行激光熔覆，共熔覆三条互相平行的密封线，每条密封线的宽度为2±0.2mm，高度为1±0.2mm，形成多级平行的软金属密封带，使激光熔覆层在安装挤压变形后形成气囊式密封腔，从而起到逐级密封的作用，
其熔覆工艺参数是：功率：1000～1200W，光斑直径：1～2mm，扫描速度：50～100mm/min，置粉厚度：0.3～1.0mm；
激光熔覆材料的组成为：C: 0.3%； Cr: 18%；Cu:26%；Mo：4%；Fe：1.1%； B：0.5%；Si：0.4%；Ni:余量；
3）对激光熔覆后封严密封条进行检测并记录；
4）对封严密封条进行钳修，确保每条各点的高度尺寸和接触面积；
5）探伤检测，着色探伤检测，确保表面和内部无缺陷。
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