CN114985151A - 一种汽轮机通流部件喷涂装置及使用其的自动化喷涂方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽轮机喷涂技术领域，提供了一种汽轮机通流部件喷涂装置及使用其的自动化喷涂方法。包括：机器人和支撑平台，支撑平台上通过固定装置固定需喷涂的通流部件，通流部件设置有内环、外环和导叶区；通流部件的喷涂表面设置有遮蔽防护装置，遮蔽防护装置由内环遮蔽板、外环遮蔽板和导叶遮蔽件组成；其中，内环遮蔽板、外环遮蔽板分别压紧在通流部件的内环、外环上。本发明的有益效果在于：导叶遮蔽件固定在内环遮蔽板、外环遮蔽上对导叶区部分覆盖，尤其是导叶遮蔽件中的多个铜片在内环遮蔽板、外环遮蔽上的位置可调，可准确地将喉宽位置覆盖，有效防止通流部件导叶的非喷涂区域被喷涂，提高了喷涂质量和喷涂效率。

Description

一种汽轮机通流部件喷涂装置及使用其的自动化喷涂方法

技术领域

本发明涉及汽轮机喷涂技术领域，具体涉及一种汽轮机通流部件喷涂装置及使用其的自动化喷涂方法。

背景技术

通流部件是汽轮机主体的关键部件之一。蒸汽流过通流部件，通流部件与转子组合使蒸汽的热能转换成转子的机械能。为了有效地转换蒸汽的能量，要求通流部件上的静叶具有良好的气动性能，与转子上的动叶组成光滑的通流部分。通流性能的优劣直接决定整台汽轮机的工作效率。

通流部件由内环、外环、和导叶三部分构成。为拆装方便，通流部件分成上下两半，分别装于上、下汽缸中。汽轮机通流部件在长期运行过程中，导叶出汽侧被冲刷磨损严重，产生很大的缺肉现象，严重影响机组的效率和经济性。

现有技术中，汽轮机通流部件因结构复杂使其喷涂难度大，喷涂效率低，表面涂层质量难以保证，导致通流部件的服役寿命低，高维修成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽轮机通流部件喷涂装置及使用其的自动化喷涂方法，以解决现有技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种汽轮机通流部件喷涂装置，包括：机器人和支撑平台，所述支撑平台上通过固定装置固定需喷涂的通流部件，所述通流部件设置有内环、外环和导叶区；所述通流部件的喷涂表面设置有遮蔽防护装置，所述遮蔽防护装置由内环遮蔽板、外环遮蔽板和导叶遮蔽件组成；其中，所述内环遮蔽板、外环遮蔽板分别压紧在所述通流部件的内环、外环上，所述导叶遮蔽件固定在内环遮蔽板、外环遮蔽上对所述导叶区部分覆盖，所述机器人对所述导叶区未覆盖部分进行喷涂。

可选实施例中，所述导叶遮蔽件由多个铜片组成，每个铜片的两端设置有长条形开孔，通过所述长条形开孔调节每个所述铜片在所述内环遮蔽板、外环遮蔽上的位置；每个所述铜片覆盖一所述通流部件的导叶区域相邻两导叶之间的喉宽位置，多个所述铜片等间距设置。

可选实施例中，所述内环遮蔽板、外环遮蔽板均在靠近所述导叶区的一侧加工有渐变坡度。

可选实施例中，所述支撑平台为基准平台，所述基准平台上安装有支撑装置，所述通流部件放置在所述支撑装置上；其中，所述通流部件为双面连体通流部件，所述双面连体通流部件的两个喷涂面一侧均设置有一所述遮蔽防护装置，所述双面连体通流部件的进气侧均设置一散热冷却装置。

可选实施例中，所述基准平台1为Ⅱ字型结构，设置有2副横梁、2副竖架和吊装结构；所述支撑装置设置有8个支撑架，每个所述支撑架通过螺栓固定在所述基准平台的横梁两侧；所述双面连体通流部件、内环遮蔽板、外环遮蔽板设置在所述支撑架上。

可选实施例中，所述固定装置由螺纹销钉、拉杆和挡板组成；其中，所述螺纹销钉安装在所述支撑架上连接所述双面连体通流部件；所述拉杆贯通连接所述双面连体通流部件两侧的所述内环遮蔽板、外环遮蔽板，所述拉杆的两端部用螺母紧固；所述挡板通过螺钉固定在所述支撑架上，安装在所述挡板上的螺纹销钉顶紧所述外环遮蔽板。

可选实施例中，所述支撑平台为转台，所述转台上设置有连接架、支撑装置、固定装置、遮蔽防护装置和散热冷却装置；所述连接架通过螺栓固定在所述转台上，所述支撑装置通过螺栓固定在所述连接架上，所述通流部件放置在所述支撑装置上，所述遮蔽防护装置遮盖所述通流部件，所述通流部件为单体通流部件，所述单体通流部件的进气侧设置所述散热冷却装置。

可选实施例中，所述支撑装置由四个支撑架组成，所述支撑架通过螺栓固定在所述连接架上；所述单体通流部件、内环遮蔽板、外环遮蔽板和散热冷却装置分别依次设置在所述支撑架上，通过所述固定装置固定；所述固定装置由螺纹销钉、固定销钉、拉杆组成；所述螺纹销钉连接所述支撑架和单向通流部件；所述固定销钉的一端固定在所述支撑架上，所述固定销钉的另一端固定所述外环遮蔽板，同时对所述单向通流部件进行固定；所述拉杆分别贯穿所述内环遮蔽板、外环遮蔽板和所述连接架，两端用螺母紧固。

另一方面，本发明还提供了一种使用如上所述的汽轮机通流部件喷涂装置的自动化喷涂方法，包括：所述机器人的喷枪沿所述导叶区域进行循环喷涂，所述喷枪的枪路为周向循环枪路或径向循环枪路；其中，相邻的所述枪路间的距离为4～6mm，所述喷枪的进给移动速度为600～800mm/s，所述喷枪与所述导叶间的距离为160mm～180mm。

可选实施例中，所述周向循环枪路为：所述喷枪以圆周方向喷涂，喷枪走完半圆后再径向方向进给，接着再走半圆，依次循环完成喷涂；所述径向循环枪路为：所述喷枪以径向方向喷涂，喷枪先走完径向路线后再圆周方向进给，接着再走径向，依次循环完成喷涂。

本发明的有益效果在于：该汽轮机通流部件喷涂装置，其遮蔽防护装置中的内环遮蔽板、外环遮蔽板分别压紧在通流部件的内环、外环上，导叶遮蔽件固定在内环遮蔽板、外环遮蔽上对导叶区部分覆盖，尤其是导叶遮蔽件中的多个铜片在内环遮蔽板、外环遮蔽上的位置可调，可准确地将喉宽位置覆盖，有效防止通流部件导叶的非喷涂区域被喷涂，及喷涂粉末堆积到通流部件的内、外环上，提高了喷涂质量和喷涂效率，降低了通流部件的维修成本，延长了使用寿命。此外，内环遮蔽板、外环遮蔽板均在靠近导叶区的一侧加工有渐变坡度，成功地解决了涂层与导叶本体表面间过渡处的突变和喷涂中粉末在通流部件喉宽位置的辐射问题，使喉宽位置涂层边缘平滑渐变，保证了通流部件很好的通流效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一实施例提供的汽轮机双面连体通流部件的喷涂装置示意图。

图2为本发明一实施例提供的汽轮机体通流部件的喷涂装置示意图。

图3为本发明一实施例提供的周向循环枪路示意图。

图4为本发明一实施例提供的径向循环枪路示意图。

其中，图中附图标记为：1-基准平台，2-支撑架，3-螺纹销钉，4-拉杆，5-挡板，6-内环遮蔽板，7-外环遮蔽板，8-导叶遮蔽件，9-散热冷却装置，10-双面连体通流部件，11-喷枪，12-机器人，13-转台，14-连接架，15-支撑架，16-螺纹销钉，17-固定销钉，18-单体通流部件，19-拉杆，20-外环遮蔽板，21-内环遮蔽板，22-导叶遮蔽件，23-散热冷却装置。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

请参阅附图1、3-4，本实施例的目的在于提供了一种汽轮机通流部件喷涂装置，本实施例中的喷涂装置为双面连体通流部件喷涂装置，如附图1所示，包括基准平台1、支撑装置、固定装置、遮蔽防护装置和散热冷却装置等。如图所示，将支撑装置装配在基准平台1上，将双面连体通流部件等部件放置在支撑装置上，用固定装置固定，同时用遮蔽防护装置防护。

其中，基准平台1为Ⅱ字型结构，由2副横梁、2副竖架和吊装结构等构成，充分结合目前汽轮机中的双面连体通流部件10的尺寸型号和通流部件喷涂技术工艺设计而成，该装置可实现大部分双面连体通流部件10在喷涂中的装夹及防护。除此之外，可在其下部加装旋转机构，能与机器人12在水平面360°联动旋转，用以调整双面连体通流部件10正反面与机器人12喷枪间的朝向，先使双面连体通流部件10的正面侧朝向机器人12和喷枪11，待喷涂完毕后，进行180°旋转使双面连体通流部件10的反面朝向喷枪11，方便一次性完成对双面连体通流部件10的喷涂，提高生产效率，也可在其下部集成升降平台，用以调节通流部件的放置高度，达到最佳喷涂位置。

进一步地，支撑装置由八个支撑架2构成，用螺栓固定在基准平台1的横梁两侧，并将双面连体通流部件10、内环遮蔽板6、外环遮蔽板7和散热冷却装置9放置在上面，保证了部件连接的稳固性。固定装置由螺纹销钉3、拉杆4和挡板5组成。螺纹销钉3安装在支撑架2上连接双面连体通流部件10，防止双面连体通流部件10在吊装和喷涂过程中发生滑移。拉杆4贯通连接双面连体通流部件10两侧的内环遮蔽板6、外环遮蔽板7，拉杆4的端部用螺母紧固。挡板5用螺钉固定在支撑架2上，用装夹在挡板5上的销钉顶紧外环遮蔽板7，拉杆4和挡板5保证了内环遮蔽板6、外环遮蔽板7的稳固，同时也保证了双面连体通流部件10的稳定。

需要指出的是，遮蔽防护装置由内环遮蔽板6、外环遮蔽板7和导叶遮蔽件8组成。内环遮蔽板6、外环遮蔽板7通过拉杆4分别依次固定在双面连体通流部件的内、外环上。导叶遮蔽件8用螺钉固定在内环遮蔽板6、外环遮蔽板7上，内环遮蔽板6、外环遮蔽板7防止喷涂粉末堆积到双面连体通流部件10的内、外环上。导叶遮蔽件8防止通流部件导叶的非喷涂区域被喷到涂层粉末。内环遮蔽板6、外环遮蔽板7均在靠近通流部件导叶一侧加工成特定的渐变坡度，能有效地杜绝涂层在此边缘堆积现象。

值得一提的是，所述导叶遮蔽件8由多个铜片组成，每个铜片的两端设置有长条形开孔，通过所述长条形开孔调节每个所述铜片在所述内环遮蔽板、外环遮蔽上的位置；每个所述铜片覆盖一所述通流部件的导叶区域相邻两导叶之间的喉宽位置，多个所述铜片等间距设置，通过对导叶遮蔽件8(铜片)型线调整和与导叶之间的距离控制，成功地解决了涂层与导叶本体表面间过渡处的突变和喷涂中粉末在通流部件喉宽位置的辐射问题，使喉宽位置涂层边缘平滑渐变，保证了双面连体通流部件的通流效果。

此外，散热冷却装置9是在环状管上开通流孔的装置，固定在双面连体通流部件10的进气侧，达到均匀、有针对性地散出冷却气体，有效地控制双面连体通流部件10基体的温度，保证涂层良好沉积，缩短下遍喷涂前的冷却等待时间，提高喷涂效率，同时有效地避免温度过高对通流部件形变的影响。

以上喷涂装置的使用方法为：使用机器人12对覆盖装夹好的双面连体通流部件10进行喷涂，枪路由机器人12通过程序控制实现，周向循环枪路(如附图3所示)是喷枪11以圆周方向喷涂，喷枪11先走完半圆后再径向方向进给，接着再走半圆，依次循环完成喷涂。径向循环枪路(如附图4所示)是喷枪11以径向方向喷涂，喷枪11先走完进行路线后再圆周方向进给，接着再走径向，依次循环完成喷涂。

其中，相邻枪路间的距离为4～6mm。喷枪进给移动速度为600～800mm/s。喷枪与通流部件间的距离为160mm～180mm。

喷涂工艺具体为：用干净的抹布或毛刷蘸上有机溶剂清洗产品表面上的油脂及污染物。待双面连体通流部件10干燥后将其安装在喷涂装置上，装夹定位和防护，满足喷涂要求。用白刚玉对产品喷涂区域喷砂，喷砂压力为0.3～0.5MPa，喷砂距离为100～150mm，喷砂角度为45°～75°。用干净、干燥的压缩空气清理双面连体通流部件10喷砂表面，检查双面连体通流部件10喷砂区域是否完整，确认表面无油脂、污垢、氧化皮、油漆等附着物。喷枪11找中、找正，调试喷涂程序，调用相关工艺参数进行喷涂。

实施例二

请参阅附图2-4，本实施例的目的在于提供了一种汽轮机通流部件喷涂装置，本实施例中的喷涂装置为单体通流部件喷涂装置，如附图2所示，该单体通流部件喷涂装置由转台13、连接架14、支撑装置、固定装置、遮蔽防护装置和散热冷却装置构成。先将连接架14用螺栓固定在转台13上，再将支撑装置用螺栓固定在连接架14上，将单体通流部件18放置在支撑装置上，用遮蔽防护装置防护。将遮蔽防护装置、单体通流部件18一起用固定装置固定在支撑装置和连接架14上，在单体通流部件18进气侧装夹散热冷却装置。

其中，转台13用来支撑整个装置系统，便于操作和找中找正。连接架14由多段槽钢拼焊而成，一面固定在转台14的工作台面上，另一面用来固定支撑装置和单体通流部件18。

进一步地，支撑装置由四个支撑架15组成，用螺栓固定在连接架14上，单体通流部件18、内环遮蔽板20、外环遮蔽板21和散热冷却装置23分别依次放置在支撑架上，用固定装置固定。固定装置由螺纹销钉16、固定销钉17、拉杆19组成。螺纹销钉16连接支撑架15和单向通流部件18，保证单向通流部件18的放置稳固性，防止单向通流部件18在吊装和喷涂过程中发生侧滑。固定销钉17一端固定在支撑架15上，另一端用来固定外环遮蔽板20，同时对单向通流部件18进行了固定。拉杆19分别贯穿内环遮蔽板21、外环遮蔽板20和连接架14，两端用螺母紧固，很好地保证了穿内环遮蔽板21、外环遮蔽板20、通流部件18与连接架14的稳固。

需要指出的是，遮蔽保护装置由内环遮蔽板21、外环遮蔽板20和导叶遮蔽件22构成。内环遮蔽板21、外环遮蔽板20通过拉杆19压紧在单向通流部件18的内、外环上，并与连接架14固定在一起。导叶遮蔽件22用螺钉固定在内环遮蔽板21、外环遮蔽板20上，内环遮蔽板21、外环遮蔽板20可防止喷涂粉末堆积到单体通流部件18内、外环上，导叶遮蔽件22可防止通流部件导叶的非喷涂区域被喷到涂层粉末。内、外环遮蔽板21、20均在靠近通流部件导叶一侧加工成特定的渐变坡度，能有效地杜绝涂层在此边缘堆积现象。

值得一提的是，所述导叶遮蔽件8由多个铜片组成，每个铜片的两端设置有长条形开孔，通过所述长条形开孔调节每个所述铜片在所述内环遮蔽板、外环遮蔽上的位置；每个所述铜片覆盖一所述通流部件的导叶区域相邻两导叶之间的喉宽位置，多个所述铜片等间距设置，通过对导叶遮蔽件22(铜片)型线调整和与导叶之间的距离控制，成功地解决了涂层与导叶本体表面间过渡处的突变和喷涂中粉末在通流部件喉宽位置的辐射问题，使喉宽位置涂层边缘平滑渐变，保证了单向通流部件18的通流效果。

此外，散热冷却装置23为在环状管上开通流孔的装置，固定在单体通流部件18的进气侧，可均匀、有针对性地散出冷却气体，有效地控制单向通流部件18基体的温度，保证涂层良好沉积，缩短下遍喷涂前的冷却等待时间，提高喷涂效率，同时有效地避免温度过高对单向通流部件形变的影响。

以上喷涂装置的使用方法为：使用机器人12对覆盖装夹好的单向通流部件18进行喷涂，枪路由机器人12通过程序控制实现，周向循环枪路(如附图3所示)是喷枪11以圆周方向喷涂，喷枪11先走完半圆后再径向方向进给，接着再走半圆，依次循环完成喷涂。径向循环枪路(如附图4所示)是喷枪11以径向方向喷涂，喷枪11先走完进行路线后再圆周方向进给，接着再走径向，依次循环完成喷涂。

其中，相邻枪路间的距离为4～6mm。喷枪进给移动速度为600～800mm/s。喷枪与通流部件间的距离为160mm～180mm。

喷涂工艺具体为：用干净的抹布或毛刷蘸上有机溶剂清洗产品表面上的油脂及污染物。待单向通流部件18干燥后将其安装在喷涂装置上，装夹定位和防护，满足喷涂要求。用白刚玉对产品喷涂区域喷砂，喷砂压力为0.3～0.5MPa，喷砂距离为100～150mm，喷砂角度为45°～75°。用干净、干燥的压缩空气清理单向通流部件18喷砂表面，检查单向通流部件18喷砂区域是否完整，确认表面无油脂、污垢、氧化皮、油漆等附着物。喷枪11找中、找正，调试喷涂程序，调用相关工艺参数进行喷涂。

产品喷涂完成后，用砂纸或锉刀清理非喷涂区域的粉末、污物、涂层。以上仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽轮机通流部件喷涂装置，包括：机器人和支撑平台，所述支撑平台上通过固定装置固定需喷涂的通流部件，所述通流部件设置有内环、外环和导叶区；

其特征在于，所述通流部件的喷涂表面设置有遮蔽防护装置，所述遮蔽防护装置由内环遮蔽板、外环遮蔽板和导叶遮蔽件组成；其中，所述内环遮蔽板、外环遮蔽板分别压紧在所述通流部件的内环、外环上，所述导叶遮蔽件固定在内环遮蔽板、外环遮蔽上对所述导叶区部分覆盖，所述机器人对所述导叶区未覆盖部分进行喷涂。

2.如权利要求1所述的汽轮机通流部件喷涂装置，其特征在于，所述导叶遮蔽件由多个铜片组成，每个铜片的两端设置有长条形开孔，通过所述长条形开孔调节每个所述铜片在所述内环遮蔽板、外环遮蔽上的位置；每个所述铜片覆盖一所述通流部件的导叶区域相邻两导叶之间的喉宽位置，多个所述铜片等间距设置。

3.如权利要求2所述的汽轮机通流部件喷涂装置，其特征在于，所述内环遮蔽板、外环遮蔽板均在靠近所述导叶区的一侧加工有渐变坡度。

4.如权利要求3所述的汽轮机通流部件喷涂装置，其特征在于，所述支撑平台为基准平台，所述基准平台上安装有支撑装置，所述通流部件放置在所述支撑装置上；其中，所述通流部件为双面连体通流部件，所述双面连体通流部件的两个喷涂面一侧均设置有一所述遮蔽防护装置，所述双面连体通流部件的进气侧均设置一散热冷却装置。

5.如权利要求4所述的汽轮机通流部件喷涂装置，其特征在于，所述基准平台1为Ⅱ字型结构，设置有2副横梁、2副竖架和吊装结构；所述支撑装置设置有8个支撑架，每个所述支撑架通过螺栓固定在所述基准平台的横梁两侧；所述双面连体通流部件、内环遮蔽板、外环遮蔽板设置在所述支撑架上。

6.如权利要求5所述的汽轮机通流部件喷涂装置，其特征在于，所述固定装置由螺纹销钉、拉杆和挡板组成；其中，所述螺纹销钉安装在所述支撑架上连接所述双面连体通流部件；所述拉杆贯通连接所述双面连体通流部件两侧的所述内环遮蔽板、外环遮蔽板，所述拉杆的两端部用螺母紧固；所述挡板通过螺钉固定在所述支撑架上，安装在所述挡板上的螺纹销钉顶紧所述外环遮蔽板。

7.如权利要求3所述的汽轮机通流部件喷涂装置，其特征在于，所述支撑平台为转台，所述转台上设置有连接架、支撑装置、固定装置、遮蔽防护装置和散热冷却装置；

所述连接架通过螺栓固定在所述转台上，所述支撑装置通过螺栓固定在所述连接架上，所述通流部件放置在所述支撑装置上，所述遮蔽防护装置遮盖所述通流部件，所述通流部件为单体通流部件，所述单体通流部件的进气侧设置所述散热冷却装置。

8.如权利要求7所述的汽轮机通流部件喷涂装置，其特征在于，所述支撑装置由四个支撑架组成，所述支撑架通过螺栓固定在所述连接架上；所述单体通流部件、内环遮蔽板、外环遮蔽板和散热冷却装置分别依次设置在所述支撑架上，通过所述固定装置固定；

所述固定装置由螺纹销钉、固定销钉、拉杆组成；所述螺纹销钉连接所述支撑架和单向通流部件；所述固定销钉的一端固定在所述支撑架上，所述固定销钉的另一端固定所述外环遮蔽板，同时对所述单向通流部件进行固定；所述拉杆分别贯穿所述内环遮蔽板、外环遮蔽板和所述连接架，两端用螺母紧固。

9.一种使用如权利要求1-8任一项所述的汽轮机通流部件喷涂装置的自动化喷涂方法，其特征在于，包括：所述机器人的喷枪沿所述导叶区域进行循环喷涂，所述喷枪的枪路为周向循环枪路或径向循环枪路；

其中，相邻的所述枪路间的距离为4～6mm，所述喷枪的进给移动速度为600～800mm/s，所述喷枪与所述导叶间的距离为160mm～180mm。

10.权利要求9所述的自动化喷涂方法，其特征在于，所述周向循环枪路为：所述喷枪以圆周方向喷涂，喷枪走完半圆后再径向方向进给，接着再走半圆，依次循环完成喷涂；所述径向循环枪路为：所述喷枪以径向方向喷涂，喷枪先走完径向路线后再圆周方向进给，接着再走径向，依次循环完成喷涂。

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