CN113714607A - 燃气轮机主燃料管的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气轮机配件技术领域，尤其涉及一种燃气轮机主燃料管的加工方法，包括圆环状集流管的加工步骤、进油弯管的加工步骤、燃料管的焊接装配步骤，在步骤中采用铣加工和氩弧焊的方式进行加工，保证集流管的强度，且不易变形和拉裂；本发明的集流管与法兰先进行点焊，点焊后校型，保证集流管的圆度，其他管路均按照本发明设置参数，通过氩弧焊焊接在集流管上，保证满足了图纸要求的位置和角度及整个燃料管的强度。按照本发明提供工艺制造的气轮机燃料管能够准确的确定各个管路的安装位置和角度，符合加工图纸要求。

Description

燃气轮机主燃料管的加工方法
技术领域
本发明涉及燃气轮机配件技术领域，尤其涉及一种燃料管的制造方法。
背景技术
燃气轮机燃料供给系统连接密封装置用于连接燃气轮机外部燃料管与燃气轮机内部燃料管,并保证连接处密封使管路内部高压燃油或者辅助起动燃气不泄露。
现目前同类的燃气轮机燃料管连接密封装置是在燃气轮机内部燃料管路端口上焊接一个类似通体螺栓的接嘴，接嘴的螺栓穿过扩压器及扩压器前端盖，螺栓头大从而使燃气轮机内部燃料管卡住在扩压器内部，穿过扩压器及扩压器前端盖的螺栓与燃气轮机外部的内孔螺柱螺纹连接，在燃气轮机实际装配工程中经常出现由于加工燃料管长度尺寸难精确保证，要么燃料管过长使得接嘴螺栓顶住扩压器导致燃料管受压及存着燃料管固定位置变动，要么燃料管过短,使得接嘴螺栓头不能伸到的扩压器处，而在扩压器前端盖外部的内孔螺柱与燃料管螺栓拧紧连接时，会将燃料管往外拉，严重时会导致燃料管损坏,给燃气轮机正常工作带来隐患。
其他同类的燃气轮机燃料管连接密封装置的技术缺陷主要是在燃料管的设计工程中忽略了燃料管过定位安装的要求，尤其在燃气轮机狭小的空间内让各个燃料管路与燃烧室蒸发管、滑油孔的精确安装又要保证燃料管进口与外部燃料管接口连接密封的要求，实际上在燃料管加工过程中有很难精确保证燃料管通体螺栓接头的空间位置尺寸,燃料管长时间受压或者受拉最终导致燃料管损坏影响燃气轮机正常工作。
除此之外，在燃气轮机燃料管的制造工艺中还有以下几处难点，包括弯管的折弯半径与弯管直径比值较小，弯管子时易变形和拉裂，其次是集流管与法兰氩弧焊时，由于法兰与集流管形成密封腔，无法通气冷却，氩弧焊后容易变形；以及，在打压时，需与油管和燃料接头一同打压，而燃料接头为偏心结构，打压难度大。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种有效克服现有燃气轮机燃料管加工缺陷，能够满足图纸要求的位置和角度及密封度的燃气轮机主燃料管的加工方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种燃气轮机主燃料管的加工方法，包括以下步骤：
加工两个半圆状集流管，在两个所述半圆状集流管首尾点焊第一法兰，连接首尾第一法兰，得到圆环状集流管；
根据设计要求，在圆环状集流管的周面上间隔开钻出若干个出油管通孔和两个进油镗孔；
将所述第一法兰和所述半圆状集流管进行氩弧焊焊接，且氩弧焊焊接过程中进行气体降温；
在每个所述出油管通孔上依次安装出油管接头；
在每个所述进油镗孔上安装进油管的套管，得到燃气轮机燃料管的总管路；
对所述总管路进行去应力步骤；
在每个所述出油管接头上依次安装出油管和燃料接头，得到燃气轮机燃料管。
进一步的，所述进油管的加工方法为：
在基板上铣加工弯管半体；
将所述弯管半体两两相对拼合并氩弧焊焊接，得到拼合弯管；
在所述拼合弯管的一端端部氩弧焊焊接套管，另一端端部氩弧焊焊接第二法兰，得到所述进油管。
进一步的，所述拼合弯管的加工具体包括：
粗铣所述基板的表面；
在所述基板上选择所述弯管半体所在的单元；
在每个所述单元上铣加工所述弯管半体的内侧扇形面和外侧扇形面；
在每个所述弯管半体的拼合端面上加工焊接坡口；
线切割所述基板，得到所述弯管半体；
将两个所述弯管半体的拼合端面对齐，并通过所述焊接坡口进行氩弧焊焊接，得到所述拼合弯管。
进一步的，在所述拼合弯管的一端端部氩弧焊焊接套管、另一端端部氩弧焊焊接第二法兰之前包括：
在所述拼合弯管的两端部均加工氩弧焊焊角，所述氩弧焊焊角高度为3～5mm，坡口角度为50～70°。
进一步的，所述氩弧焊焊接的电压为220V，焊接电流为80～120A，焊丝为ER308，氩气流量为5L/min。
进一步的，在所述出油管接头与出油管通孔连接处的出油管接头上加工氩弧焊焊角，焊角高度为5～6mm。
进一步的，在所述套管与进油镗孔连接处的套管上加工氩弧焊焊角，焊角高度为5～6mm。
进一步的，对所述总管路进行去应力步骤包括：
1)装炉去应力步骤：将零件置于去应力炉均温区，冷态抽真空，使炉内真空度达到2～6×10Pa，工作真空度5～8×10Pa；然后以120～130℃/h的速率加热到650～750℃，开始；在650～750℃±5℃去应力，并保持4～6h；
2)冷却出炉步骤：去应力完成后，向炉内填充高纯氩气，Ar≥99.999％，使炉内压力达到8～10×10Pa后，启动风扇冷却至65～75℃出炉。
进一步的，还包括，将所述去应力后的燃气轮机燃料管进行打压的步骤：
分别对两个所述的半圆状集流管进行打压，使用偏心堵盖和密封圈将所述的出油管出口进行密封，并由进油弯管进水打压，同时使用进水盖密封进油弯管的入口，进行保压，其中，是以3～4MPa水压试验，保压5～10min，保证氩弧焊焊接处没有泄漏和渗漏，完成打压步骤。
进一步的，所述气体降温包括：
以一个所述出油管通孔作为进气孔，其余所述出油管通孔为出气孔，通入冷却气体，进行气体降温。
本发明的有益效果是：本发明采用铣加工和氩弧焊的方式进行加工，保证集流管的强度，且不易变形和拉裂；本发明的集流管与法兰先进行点焊，点焊后校型，保证集流管的圆度，其他管路均按照本发明设置参数，通过氩弧焊焊接在集流管上，保证满足了图纸要求的位置和角度及整个燃料管的强度。按照本发明提供工艺制造的燃气轮机燃料管能够准确的确定各个管路的安装位置和角度，符合加工图纸要求；在打压堵盖设计为偏心结构，把O型密封圈设计在偏心轴上进行密封，3～4MPa水压试验，保压5～10min，保证氩弧焊焊接处没有泄漏和渗漏。
附图说明
图1是本发明圆环状集流管及出油管通孔的结构示意图；
图2是本发明圆环状集流管及进油镗孔的结构示意图；
图3是本发明圆环状集流管的侧视结构示意图；
图4是本发明进油弯管的剖视结构示意图；
图5是本发明出油管接头氩弧焊焊角处的结构示意图；
图6是本发明套管氩弧焊焊角处的结构示意图；
图7是本发明拼合弯管线切割结构示意图；
图8是本发明燃气轮机燃料管的整体结构示意图；
图中所示：1、集流管；2、进水盖；11、出油管通孔；12、进油镗孔；3、第一法兰；4、出油管接头；5、堵盖；6、进油弯管；61、拼合弯管；62、套管；63、第二法兰；64、焊接坡口；65、弯管半体；71、出油管；72、燃料接头；8、基板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在燃气轮机狭小的空间内让各个燃料管路与燃烧室蒸发管、滑油孔的精确安装又要保证燃料管进口与外部燃料管接口连接密封的要求，燃料管长时间受压或者受拉，最终导致燃料管损坏影响燃气轮机正常工作，但在燃料管加工过程中，很难精确保证燃料管通体螺栓接头的空间位置尺寸，还由于进油弯管的折弯半径与管子直径比值较小，弯管子时易变形和拉裂，集流管与法兰氩弧焊时，法兰与集流管形成密封腔，无法通气冷却，氩弧焊后容易变形等多种加工问题，故本发明提供了一种燃气轮机主燃料管的加工方法，具体实施方式如下：
实施例1：如图1-图8所示，一种燃气轮机主燃料管的加工方法，包括以下步骤：
101)在两个半圆状集流管1的两端管口点焊连接第一法兰3，并通过第一法兰3将两个半圆状集流管1的两端相连固定，然后，通过工装压紧半圆状集流管1和第一法兰3，进行校型，保证圆环的圆度，从而，形成了由两个不连通的半圆状集流管1组成的圆环状集流管；
102)在相隔周面角度为30～45°的圆环状集流管上通过工装定位径向开钻出油管通孔11，出油管通孔11加工在所述圆环状集流管的同一水平环形面上，与半圆状集流管1的径向垂直方向的加工倾角为30～40°，同时，还要保证所述第一法兰3的连接位置位于相邻出油管通孔11的中心；
103)在圆环状集流管上找到相隔周面角度为130°的三个等分点，其中，至少一个第一法兰3的连接中线对应一个等分点，并在其余两个等分点对应的两个半圆状集流管1径向上开钻进油镗孔12；两个进油镗孔12加工在圆环状集流管的同一水平的环面上，与所述出油管通孔11在环向上的差角为20～23°；
104)清洗半圆状集流管1内部的铁屑，制得圆环状集流管，备用；
105)取直径为50～60mm，壁厚为3～5mm，折弯半径为R60～R70的弯管，径向平均切分弯管，得到两部分相同结构和形状的弯管体；
106)取长方体不锈钢基板8，粗铣所述长方体不锈钢基板8的六面；
107)在基板8上以40-45mm×200-250mm×400-450mm作为一个弯管半体单元，在每个弯管半体单元上铣加工所述弯管半体65的内侧的扇形面和外侧扇形面的，并在所述两个弯管半体65的拼合端面上加工焊接坡口64，焊接坡口角度为3～5mm，坡口角度为50°-70°；
108)线切割两弯管半体的两端头，将步骤107中铣加工的弯管半体65切下；
109)对齐所述两弯管半体65的拼合端面，并通过焊接坡口64进行氩弧焊焊接，得到了拼合弯管61。
110)在拼合弯管61的一端端部上加工氩弧焊焊角，通过焊角氩弧焊焊接套管62，所述氩弧焊焊角高度为3～5mm，坡口角度为50～70°；拼合弯管61的另一端端部上也加工氩弧焊焊角，通过焊角氩弧焊焊接第二法兰63，所述氩弧焊焊角高度为3～5mm，坡口角度为50～70°，制得进油弯管6；
111)对制得的进油弯管6进行清洗，备用；
112)在半圆状集流管1上加工角焊缝，焊缝的焊角高度为3mm～5mm，坡口角度为50～70°，并将第一法兰3和半圆状集流管1通过该角焊缝氩弧焊焊接，氩弧焊焊接的电压为220V，焊接电流为80～120A，焊丝为ER308，氩气流量为5L/min；然后，以一个出油管通孔11作为进气孔，其余出油管通孔11为出气孔，通入冷却气体，进行气体降温，防止薄壁管在氩弧焊过程中的变形；
113)在出油管接头4与出油管通孔11连接处的出油管接头4上加工氩弧焊焊角，焊角高度为5～6mm；在出油管通孔1上通过工装定位，并通过焊角氩弧焊焊接出油管接头4；
114)通过工装定位，将进油弯管6的套管62一端上加工氩弧焊焊角，焊角高度为5～6mm，通过该焊角将套管62氩弧焊焊接在进油镗孔12上；得到了燃气轮机燃料管总管路。
115)将制得的燃气轮机燃料管总管路装炉去应力：将零件置于去应力炉均温区，冷态抽真空，使炉内真空度达到2～6×10-2Pa，工作真空度5～8×10-2Pa；然后以120～130℃/h的速率加热到650～750℃，开始；在650～750℃±5℃去应力，并保持4～6h；
116)冷却出炉步骤：去应力完成后，向炉内填充高纯氩气，Ar≥99.999％，使炉内压力达到8～10×104Pa后，启动风扇冷却至65～75℃出炉；
117)在去应力后，燃气轮机燃料管的总管路的出油管接头4上依次安装出油管71及燃料接头72，得到燃气轮机燃料管；
118)将得到的燃气轮机燃料管进行打压：分别对两个半圆状集流管1进行打压，使用偏心堵盖5和密封圈将出油管71出口进行密封，并由进油弯管6进水打压，同时使用进水盖2密封进油弯管6的入口，进行保压，其中，是以3～4MPa水压试验，保压5～10min，保证氩弧焊焊接处没有泄漏和渗漏，完成打压步骤；完成整个燃气轮机燃料管的制备工艺。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种燃气轮机主燃料管的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
加工两个半圆状集流管(1)，在两个所述半圆状集流管(1)首尾点焊第一法兰(3)，连接首尾第一法兰(3)，得到圆环状集流管；
根据设计要求，在圆环状集流管的周面上间隔开钻出若干个出油管通孔(11)和两个进油镗孔(12)；
将所述第一法兰(3)和所述半圆状集流管(1)进行氩弧焊焊接，且氩弧焊焊接过程中进行气体降温；
在每个所述出油管通孔(11)上依次安装出油管接头(4)；
在每个所述进油镗孔(12)上安装进油管(6)的套管(62)，得到燃气轮机燃料管的总管路；
对所述总管路进行去应力步骤；
在每个所述出油管接头(4)上依次安装出油管(71)和燃料接头(72)，得到燃气轮机燃料管。
2.如权利要求1所述的一种燃气轮机主燃料管的加工方法，其特征在于，所述进油管(6)的加工方法为：
在基板(8)上铣加工弯管半体(65)；
将所述弯管半体(65)两两相对拼合并氩弧焊焊接，得到拼合弯管(61)；
在所述拼合弯管(61)的一端端部氩弧焊焊接套管(62)，另一端端部氩弧焊焊接第二法兰(63)，得到所述进油管(6)。
3.如权利要求2所述的一种燃气轮机主燃料管的加工方法，其特征在于，所述拼合弯管(61)的加工具体包括：
粗铣所述基板(8)的表面；
在所述基板(8)上选择所述弯管半体(65)所在的单元；
在每个所述单元上铣加工所述弯管半体(65)的内侧扇形面和外侧扇形面；
在每个所述弯管半体(65)的拼合端面上加工焊接坡口(64)；
线切割所述基板(8)，得到所述弯管半体(65)；
将两个所述弯管半体(65)的拼合端面对齐，并通过所述焊接坡口(64)进行氩弧焊焊接，得到所述拼合弯管(61)。
4.如权利要求2或3所述的一种燃气轮机主燃料管的加工方法，其特征在于，在所述拼合弯管(61)的一端端部氩弧焊焊接套管(62)、另一端端部氩弧焊焊接第二法兰(63)之前包括：
在所述拼合弯管(61)的两端部均加工氩弧焊焊角，所述氩弧焊焊角高度为3～5mm，坡口角度为50～70°。
5.如权利要求4所述的一种燃气轮机主燃料管的加工方法，其特征在于，所述氩弧焊焊接的电压为220V，焊接电流为80～120A，焊丝为ER308，氩气流量为5L/min。
6.如权利要求5所述的一种燃气轮机主燃料管的加工方法，其特征在于，在所述出油管接头(4)与出油管通孔(11)连接处的出油管接头(4)上加工氩弧焊焊角，焊角高度为5～6mm。
7.如权利要求5或6所述的一种燃气轮机主燃料管的加工方法，其特征在于，在所述套管(61)与进油镗孔(12)连接处的套管(61)上加工氩弧焊焊角，焊角高度为5～6mm。
8.如权利要求1-3任一所述的一种燃气轮机主燃料管的加工方法，其特征在于，对所述总管路进行去应力步骤包括：
1)装炉去应力步骤：将零件置于去应力炉均温区，冷态抽真空，使炉内真空度达到2～6×10Pa，工作真空度5～8×10Pa；然后以120～130℃/h的速率加热到650～750℃，开始；在650～750℃±5℃去应力，并保持4～6h；
2)冷却出炉步骤：去应力完成后，向炉内填充高纯氩气，Ar≥99.999％，使炉内压力达到8～10×10Pa后，启动风扇冷却至65～75℃出炉。
9.如权利要求8所述的一种燃气轮机主燃料管的加工方法，其特征在于，还包括，将所述去应力后的燃气轮机燃料管进行打压的步骤：
分别对两个所述的半圆状集流管(1)进行打压，使用偏心堵盖(5)和密封圈将所述的出油管(71)出口进行密封，并由进油弯管(6)进水打压，同时使用进水盖(2)密封进油弯管(6)的入口，进行保压，其中，是以3～4MPa水压试验，保压5～10min，保证氩弧焊焊接处没有泄漏和渗漏，完成打压步骤。
10.如权利要求1所述的一种燃气轮机主燃料管的加工方法，其特征在于，所述气体降温包括：
以一个所述出油管通孔(11)作为进气孔，其余所述出油管通孔(11)为出气孔，通入冷却气体，进行气体降温。
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