CN115091116A - 一种中压转子裂纹修复方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中压转子裂纹修复方法和系统，涉及裂纹修复领域，包括获取所有靠背轮螺栓孔直径和液压螺栓衬套直径，获取中压转子凸止口外径尺寸，利用光谱对裂纹位置的材料、成分和硬度进行检测，利用大车将止口部位裂纹进行车削，采用红套斯必克环方案进行修复；本发明能够在较短的时间内完成中压转子修复，省时节力，解决了传统裂纹修复流程较为繁琐的问题，通过对中压转子进行红套斯必克环处理，从而显著改善中压转子焊接表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性，且对此区域进行热处理，利用红外加热的方式，以此消除焊接残余应力作用；并最终对中压转子做动平衡，并通过配重消除不平衡分量，以此能确保高中对轮止口配合间隙的精准度。
Description
技术领域
本发明涉及裂纹修复技术领域，尤其涉及一种中压转子裂纹修复方法和系统。
背景技术
汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中，而在汽轮机中，中压转子是非常重要的组件。
中压转子在长时间工作后会产生止口裂纹，止口裂纹是中压转子止口受到交变应力产生的疲劳断口，裂纹由表面向内部拓展，裂纹在止口的四分之三的方向都存在，止口受到的应力可能是由于联轴器螺栓安装不符合要求，或者是中压转子的抬轴架安装后未按照要求降低，导致中压转子受到额外的力而产生。中压转子止口直接影响轴系找中心，且高中对轮止口的配合要求精度较高；现场条件受限，现有的修复方法流程较为繁琐，且传统的裂纹修复方法不能确保高中对轮止口配合间隙的精度，因此急需一种合理缺适用的裂纹修复方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中修复流程较为繁琐，且不能确保高中对轮止口配合间隙精度的缺点，而提出的一种中压转子裂纹修复方法和系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种中压转子裂纹修复方法，步骤如下：
获取所有靠背轮螺栓孔直径和液压螺栓衬套直径；
获取中压转子凸止口外径尺寸；
利用光谱对裂纹位置的材料、成分和硬度进行检测；
利用大车将止口部位裂纹进行车削；
采用红套斯必克环方案进行修复。
优选地，所述获取所有靠背轮螺栓孔直径和液压螺栓衬套直径，具体如下：
利用激光扫描仪对所有靠背轮螺栓孔直径和液压螺栓衬套直径进行测量，将准直激光束被扫描转镜偏转，再经扫描物镜后成为线性扫描光束，并将所得数据进行记录、备用；且使用激光扫描方法测量的方式，具有准确、快速及良好的动态特性。
优选地，所述获取中压转子凸止口外径尺寸，具体如下：
利用外径千分尺测量中压转子凸止口外径尺寸，首先根据止口直径选择合适长度的测量头，然后固定测量头及百分表,并预留一定的压表量，随即用另一外径千分尺进行校对，并将所得数据进行记录、备用。
优选地，所述利用光谱对裂纹位置的材料、成分和硬度进行检测，具体如下：
通过光谱分析仪产生的X射线荧光照射裂纹位置，基态的原子在被一定频率的辐射线激发后就会变成高能态，高能状态下会发射荧光，测定出这些X射线荧光光谱线的波长就可以测定出裂纹位置的材料、成分和硬度；
优选地，所述利用大车将止口部位裂纹进行车削，具体如下：
将中压转子上大车，两端轴颈档托轴瓦，测调阀端斯必克外圆跳动、联轴器端面跳动，随即车削去除中压转子斯必克裂纹区域。
优选地，所述采用红套斯必克环方案进行修复，具体如下：
按设计图纸车出红套环槽，测量外径尺寸，并对斯必克环进行下料、割下、精车至红套前尺寸；
实测红套环内外圆尺寸，并在电加热箱中加热红套环，与中压转子进行红套装配，严格控制加热时间、加热温度，红套前测量红套环内径尺寸，红套后需测量红套环凸出转子端面高度，以确保红套轴向到位；
自然冷却至室温，冷却后上大车，进行校准，按设计图纸车准斯必克外圆及端面尺寸，在车准斯必克外圆及端面尺寸时，检测联轴器端面跳动并记录，若超出原图纸跳动要求，则通知技术部、服务部相关人员现场处理，确定是否重新光一刀；
然后将中压转子上镗床，钻、扩、铰准骑缝销孔，打入骑缝销并进行冲铆；
最终对中压转子做动平衡，并通过配重消除不平衡分量，中压转子止口修复后尺寸满足要求，止口配合在0.04-0.06mm，满足设计要求。
一种中压转子裂纹修复系统，包括：
直径获取模块：用于获取所有靠背轮螺栓孔直径和液压螺栓衬套直径；
尺寸获取模块：用于获取中压转子凸止口外径尺寸；
光谱检测模块：用于利用光谱对裂纹位置的材料、成分和硬度进行检测；
裂纹车削模块：用于利用激光熔覆进行堆焊；
裂纹修复模块：用于采用红套斯必克环方案进行修复。
优选地，所述光谱检测模块还包括：
材料检测子模块：用于检测中压转子裂纹位置处的材料；
成分检测子模块：用于检测中压转子裂纹位置处的成分；
硬度检测子模块：用于检测中压转子裂纹位置处的硬度。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现所述中压转子裂纹修复方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现所述中压转子裂纹修复方法的步骤。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、本发明通过提出一种中压转子裂纹修复方法，能够在较短的时间内完成中压转子修复，省时节力，解决了传统裂纹修复流程较为繁琐的问题，提高了转子裂纹修复的效率，且利用激光扫描方法测量靠背轮螺栓孔以及液压螺栓衬套直径尺寸，具有准确、快速及良好的动态特性，提高了修复效果。
2、本发明通过对中压转子进行红套斯必克环处理，从而显著改善中压转子焊接表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性，且对此区域进行热处理，利用红外加热的方式，以此消除焊接残余应力作用；并最终对中压转子做动平衡，并通过配重消除不平衡分量，以此能确保高中对轮止口配合间隙的精准度。
附图说明
图1为本发明提出的一种中压转子裂纹修复方法的步骤流程图；
图2为本发明提出的一种中压转子裂纹修复方法中S5的步骤流程图；
图3为本发明提出的一种中压转子裂纹修复系统框架结构图；
图4为本发明提出的一种中压转子裂纹修复系统的计算机设备结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种中压转子裂纹修复方法，步骤如下：
S1、获取所有靠背轮螺栓孔直径和液压螺栓衬套直径，具体如下：
利用激光扫描仪对所有靠背轮螺栓孔直径和液压螺栓衬套直径进行测量，将准直激光束被扫描转镜偏转，再经扫描物镜后成为线性扫描光束，并将所得数据进行记录、备用；
其中，此时假定待测试工件的直径为d，扫描光束在工件边沿相对于主光轴的夹角θ，则有以下测量方程式
d＝2fθ
式中:f为扫描透镜的焦距；
此时扫描光束的空间光强分布解析式可表示为：
式中:E(0,0,z)为测量平面光束中心点处的光强，ω为测量平面(0,0,z)处激光束腰半径；
式中:z为离原点的距离，ω0是扫描光束腰半径，γ为激光辐射波长；
当激光束扫描工件时，测量场中光电器件输出信号为:
式中:第一项是扫描激光束不被工件遮挡时的光强度，第二项是激光束被工件遮挡掉的能量值，k为光由转换系数,E(0.0.0)为扫描光束束腰外中心米强度。
其中，使用激光扫描方法测量靠背轮螺栓孔以及液压螺栓衬套直径尺寸，具有准确、快速及良好的动态特性。
S2、获取中压转子凸止口外径尺寸，具体如下：
利用外径千分尺测量中压转子凸止口外径尺寸，首先根据止口直径选择合适长度的测量头，然后固定测量头及百分表,并预留一定的压表量，随即用另一外径千分尺进行校对，并将所得数据进行记录、备用。
S3、利用光谱对裂纹位置的材料、成分和硬度进行检测，具体如下：
通过光谱分析仪产生的X射线荧光照射裂纹位置，基态的原子在被一定频率的辐射线激发后就会变成高能态，高能状态下会发射荧光，测定出这些X射线荧光光谱线的波长就可以测定出裂纹位置的材料、成分和硬度；
S4、利用大车将止口部位裂纹进行车削，具体如下：
将中压转子上大车，两端轴颈档托轴瓦，测调阀端斯必克外圆跳动、联轴器端面跳动，随即车削去除中压转子斯必克裂纹区域。
S5、采用红套斯必克环方案进行修复，具体如下：
S501、按设计图纸车出红套环槽，测量外径尺寸，并对斯必克环进行下料、割下、精车至红套前尺寸；
S502、实测红套环内外圆尺寸，并在电加热箱中加热红套环，与中压转子进行红套装配；
其中，需注意严格控制加热时间、加热温度，红套前测量红套环内径尺寸，红套后需测量红套环凸出转子端面高度，以确保红套轴向到位；
S503、自然冷却至室温，冷却后上大车，进行校准，按设计图纸车准斯必克外圆及端面尺寸；
其中，在车准斯必克外圆及端面尺寸时，检测联轴器端面跳动并记录，若超出原图纸跳动要求，则通知技术部、服务部相关人员现场处理，确定是否重新光一刀；
S504、然后将中压转子上镗床，钻、扩、铰准骑缝销孔，打入骑缝销并进行冲铆；
S505、最终对中压转子做动平衡，并通过配重消除不平衡分量；
其中，中压转子止口修复后尺寸满足要求，止口配合在0.04-0.06mm，满足设计要求。
一种中压转子裂纹修复系统，包括：
直径获取模块：用于获取所有靠背轮螺栓孔直径和液压螺栓衬套直径；
尺寸获取模块：用于获取中压转子凸止口外径尺寸；
光谱检测模块：用于利用光谱对裂纹位置的材料、成分和硬度进行检测；
裂纹车削模块：用于利用激光熔覆进行堆焊；
裂纹修复模块：用于采用红套斯必克环方案进行修复。
其中，光谱检测模块还包括：
材料检测子模块：用于检测中压转子裂纹位置处的材料；
成分检测子模块：用于检测中压转子裂纹位置处的成分；
硬度检测子模块：用于检测中压转子裂纹位置处的硬度。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，处理器执行计算机可读指令时实现中压转子裂纹修复方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时实现中压转子裂纹修复方法的步骤。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种中压转子裂纹修复方法，其特征在于，步骤如下：
获取所有靠背轮螺栓孔直径和液压螺栓衬套直径；
获取中压转子凸止口外径尺寸；
利用光谱对裂纹位置的材料、成分和硬度进行检测；
利用大车将止口部位裂纹进行车削；
采用红套斯必克环方案进行修复。
2.根据权利要求1所述的一种中压转子裂纹修复方法，其特征在于，所述获取所有靠背轮螺栓孔直径和液压螺栓衬套直径，具体如下：
利用激光扫描仪对所有靠背轮螺栓孔直径和液压螺栓衬套直径进行测量，将准直激光束被扫描转镜偏转，再经扫描物镜后成为线性扫描光束，并将所得数据进行记录、备用。
3.根据权利要求1所述的一种中压转子裂纹修复方法，其特征在于，所述获取中压转子凸止口外径尺寸，具体如下：
利用外径千分尺测量中压转子凸止口外径尺寸，首先根据止口直径选择合适长度的测量头，然后固定测量头及百分表,并预留一定的压表量，随即用另一外径千分尺进行校对，并将所得数据进行记录、备用。
4.根据权利要求1所述的一种中压转子裂纹修复方法，其特征在于，所述利用光谱对裂纹位置的材料、成分和硬度进行检测，具体如下：
通过光谱分析仪产生的X射线荧光照射裂纹位置，基态的原子在被一定频率的辐射线激发后就会变成高能态，高能状态下会发射荧光，测定出这些X射线荧光光谱线的波长就可以测定出裂纹位置的材料、成分和硬度。
5.根据权利要求1所述的一种中压转子裂纹修复方法，其特征在于，所述利用大车将止口部位裂纹进行车削，具体如下：
将中压转子上大车，两端轴颈档托轴瓦，测调阀端斯必克外圆跳动、联轴器端面跳动，随即车削去除中压转子斯必克裂纹区域。
6.根据权利要求1所述的一种中压转子裂纹修复方法，其特征在于，所述采用红套斯必克环方案进行修复，具体如下：
按设计图纸车出红套环槽，测量外径尺寸，并对斯必克环进行下料、割下、精车至红套前尺寸；
实测红套环内外圆尺寸，并在电加热箱中加热红套环，与中压转子进行红套装配；
自然冷却至室温，冷却后上大车，进行校准，按设计图纸车准斯必克外圆及端面尺寸；
然后将中压转子上镗床，钻、扩、铰准骑缝销孔，打入骑缝销并进行冲铆；
最终对中压转子做动平衡，并通过配重消除不平衡分量。
7.一种中压转子裂纹修复系统，其特征在于，包括：
直径获取模块：用于获取所有靠背轮螺栓孔直径和液压螺栓衬套直径；
尺寸获取模块：用于获取中压转子凸止口外径尺寸；
光谱检测模块：用于利用光谱对裂纹位置的材料、成分和硬度进行检测；
车削裂纹模块：用于利用大车将止口部位裂纹进行车削；
裂纹修复模块：用于采用红套斯必克环方案进行修复。
8.根据权利要求7所述的一种中压转子裂纹修复系统，其特征在于，所述光谱检测模块还包括：
材料检测子模块：用于检测中压转子裂纹位置处的材料；
成分检测子模块：用于检测中压转子裂纹位置处的成分；
硬度检测子模块：用于检测中压转子裂纹位置处的硬度。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现如权利要求1至6中任一项所述的中压转子裂纹修复方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的中压转子裂纹修复方法的步骤。
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Application publication date: 20220923 Assignee: HUANENG TAICANG POWER GENERATION Co.,Ltd. Assignor: Huaneng (Zhejiang) Energy Development Co.,Ltd. Yuhuan branch Contract record no.: X2024980011269 Denomination of invention: A method and system for repairing cracks in medium pressure rotors Granted publication date: 20240126 License type: Common License Record date: 20240805 |
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