-
Feld der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reparieren
eines Oberflächengebiets von
einer eisenhaltigen niedriglegierten Nickelmolybdänvanadium
("NiMoV")-Metall-Stahl-Dampfturbinenkomponente,
insbesonders durch Dehnung beschädigte
oder verrostete Oberflächenabschnitte
von eisenhaltigen niedriglegierten NiMoV-Stahl-Dampfturbinenkomponenten,
die Hochtemperaturumgebungen ausgesetzt sind. DE-A-2122613 zeigt
ein Beispiel eines solchen Verfahrens.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
In
den 1950er Jahren benutzte die Stromerzeugungsindustrie weitgehend
eisenhaltiges NiMoV, ähnlich
den Materialien 293 Klasse 5 der American Society of Testing Materials
("ASTM"), um Dampfturbinenkomponenten
mit Tiefdruck ("LP") und Hochdruck ("HP") wie Rotoren herzustellen.
Dampfturbinenkomponenten, einschliesslich Rotoren, werden derzeitig
nicht aus eisenhaltiger NiMoV-Legierung hergestellt, da dieses Material
minderwertige erhöhte
Temperatureigenschaften verglichen mit anderen eisenhaltigen niedriglegierten Legierungsstählen wie
Chrommolybdänvanadium
("CrMoV") zeigt.
-
Trotzdem
sind Turbinenkomponenten aus eisenhaltigem niedriglegiertem NiMoV-Stahl in dem Gebiet der
Stromerzeugung immer noch in Betrieb, einige sind über 30 Jahre
in Betrieb. Wegen der längeren
Benutzung können
NiMoV-Legierungsturbinenkomponenten,
insbesonders, die Oberflächen
von HP-Turbinenrotoren,
durch Dehnung beschädigt
werden oder verrosten. Statt zum Beispiel einen ganzen Turbinenrotor
zu ersetzen, werden die beschädigten
Abschnitte der Rotore im allgemeinen repariert. Ein Schweißverfahren
wird allgemein benutzt, um Reparaturen von Rotoren durchzuführen. Schweißverfahren
sind im allgemeinen wirtschaftlich und sind beim Verlängern des
Betriebslebens von Rotoren wirksam gewesen.
-
Zum
Beispiel erfordern einzelne Rotorschaufelnutklammern, als Spitzen
bekannt, im allgemeinen Reparatur. Im Zeitablauf, besonders in HP-Umgebungen,
werden die Spitzen Dehnung, Rostung, Anfressung usw... ausgesetzt.
Es is üblich,
durch Dehnung beschädigte
oder verrostete Spitzen wegzuarbeiten. Dann wird Schweißmetall
auf die bearbeitete Oberfläche
des Rotors abgelagert. Zuletzt wird der Aufbau von Schweißmetall
bearbeitet, um neue oder reparierte Spitzen zu bilden. Dieses Verfahren
arbeitet aber nicht gut beim Reparieren von Spitzen auf einer eisenhaltigen
niedriglegierten NiMoV-Stahl-HP-Dampfturbinenkomponente. Man hat
gefunden, dass bekannte Schweißverfahren
den von der Wärme
beeinflussten eisenhaltigen niedriglegierten NiMoV-Stahl neben der
Schweißschmelzzone
schwächen,
was die Komponenten in Umgebungen mit Hochdruck und erhöhter Temperatur
nutzlos macht.
-
Im
Detail wird Füll-
oder Schweißmaterial
auf ein durch Dehnung beschädigtes
oder verrostetes Gebiet/Oberfläche
des Rotors durch Schmelzen des Füll-
oder Schweißmetalls
mit der Oberfläche
abgelagert. Gaswolfram-Lichtbogenschweißen ("GTAW"),
Plasma-Lichtbogenschweißen,
Elektronenstrahlschweißen oder
Gasmetall-Lichtbogenschweißen
können
benutzt werden, um das Schweißmetall
abzulagern. Man sehe zum Beispiel US Patentnummern 4893388, 4897519,
4903888 und 4940390, die dem Inhaber dieser Anmeldung zugeschrieben
sind (diese Patente lehren Reparieren und Ersetzen von durch Dehnung
beschädigte Spitzen
und andere beschädigte
Gebiete auf der Oberfläche
von eisenhaltigen niedriglegierten CrMoV-Stahl-Dampfturbinenkomponenten wie Rotoren.
-
Die
auf der Oberfläche
einer Turbinenkomponente abgelagerte erste Schicht aus Schweißmetall schmilzt
mit der Oberfläche
der Komponente. Das Gebiet oder die Linie zwischen der Schmelzzone
und dem Grundmetall einer Turbinenkomponente ist als Schmelzlinie
bekannt. GTAW wird allgemein benutzt, um die erste Schicht von Schweißmetall
abzulagern. Das GTAW-Verfahren benutzt Lichtbogen, um das Schweißmetall
an die Turbinenkomponente zu schmelzen. Der Lichtbogen erhöht auch
die Temperatur des Grundmetalls in dem Gebiet neben der Schmelzlinie.
-
Folglich
werden die Mikrostruktur und die mechanische Eigenschaft des Grundmetalls
in diesem Gebiet bedeutend verändert.
Dieses Gebiet ist als von Wärme
beeinflusste Zone ("HAZ") bekannt. Ein Teil
des Metalls in diesem Gebiet wird wieder austenitisiert und wegen
des thermischen Schweißzykluses
dramatisch abgekühlt,
was verursacht, dass das Metall gehärtet wird, was eine gehärtete Unterzone
der HAZ schafft. Das Metall am nächsten
zur Schmelzstelle wird im allgemeinen der höchsten Härtungshöhe ausgesetzt. Andererseits
wird ein Teil des Metalls in diesem Gebiet während des thermischen Schweißzykluses
getempert, was verursacht, dass das Metall erweicht wird. Diese
erweichte Unterzone der HAZ ist weiter von der Stelle der Schmelzlinie
als die gehärtete
Unterzone angeordnet.
-
Bei
der Benutzung von dem normalen Verfahren des Ablagerns von Schichten
von Schweißmetall
hat man gefunden, dass die Härtenhöhe von eisenhaltigem
niedriglegiertem NiMoV-Stahl um die Schmelzlinie in der HAZ so hoch
wie 50 auf einer Rockwell "C"-Skala ("Rc") sein kann, die
Härtenhöhe der erweichten
Unterzone kann aber so gering wie 240 auf einer Kneep-Skala ("HK") (18 Rc) sein. Die
normale Härtenhöhe von eisenhaltiger
niedriglegierter NiMoV-Stahl einer Turbinenkomponente ist ungefähr 25 Rc.
Eisenhaltiger niedriglegierter NiMoV-Stahl mit einer Härtenhöhe von 50
Rc ist bezüglich
Reissens sehr anfällig.
Eisenhaltiger niedriglegierter NiMoV-Stahl mit einer Härtenhöhe von 18
Rc hat eine sehr geringe erhöhte
Temperaturstärke und
einen sehr geringen Dehnungswiderstand.
-
Um
Schweißen
von thermisch induzierter Beanspruchung und der Härtenhöhe der HAZ
zu erleichtern, wird das Schweißgebiet
normalerweise nach der Ablagerung der Schichten von Schweißmetall
wärmebehandelt
(Nachwärmen).
Eisenhaltige NiMoV-Turbinenkomponenten
werden insbesonders normalerweise bei einer Temperatur von 1200°F (649°C) für zehn Stunden
wärmebehandelt.
Nach dieser Nachwärmebehandlung
wird die Härtenhöhe des eisenhaltigen
niedriglegierten NiMoV-Stahls um die Schmelzlinie in der HAZ verringert,
in einigen Fällen
so gering wie 36 Rc. Man hat gefunden, dass die Härtenhöhe des niedriglegierten
Stahls um die Schmelzlinie weiter verringert werden kann, indem
höhere
Temperaturen während
der Nachwärmebehandlung
benutzt werden. Höhere
Temperaturen können
aber Carbidgröbung
oder Übertempern
von niedriglegiertem Stahl in der HAZ herstellen, der während des
Schweißverfahrens
nicht gehärtet
oder wieder austenitisiert war, d. h. erweichte Unterzone.
-
Übertempern
verschlimmert die erweichte Unterzone in der HAZ des niedriglegierten
Stahls weiter, d. h., es verringert die Härtenhöhe der erweichten Unterzone
weiter unter die normale Höhe
von eisenhaltigem niedriglegiertem NiMoV-Stahl, d. h. 16 Rc. Dieses
verringert die Dehnungsstärke
des niedriglegierten Stahls, was die Turbinenkomponente bei Hochdruck/Temperaturanwendungen
unnutzbar macht. Folglich ist es nicht üblich, in HP-Umgebungen benutzte
eisenhaltige niedriglegierte NiMoV-Stahlturbinenkomponenten mit
Benutzung von Schweißverfahren
zu reparieren. So besteht ein Bedarf für ein Reparaturverfahren für abgenutzte oder
beschädigte
eisenhaltige niedriglegierte NiMoV-Stahlturbinenkomponenten, wie
in HP-Umgebungen benutzte Rotoren. Insbesonders ein Verfahren, das
die Härtenhöhe der eisenhaltigen
niedriglegierten NiMoV-Stahlturbinenkomponente nicht wesentlich
beeinflusst.
-
Man
nimmt auf das Dokument des Standes der Technik DE-A-2122613 Bezug,
das ein Verfahren des Auftragens einer Beschichtung auf eine Oberfläche einer
eisenhaltigen niedriglegierten NiMoV-Metallkomponente beschreibt,
das aufweist, eine erste Schicht von Schweißmetall auf die Oberfläche mit
Benutzung von ersten Stromstärkenhöhen abzulagern,
die Erhöhungen
der Härtenhöhen einer
von Wärme
beeinflussten Zone unterdrücken,
die von der Ablagerung der ersten Schicht von Schweißmetall
erzeugt wird, und eine zweite Schicht von Schweißmetall auf die erste Schicht
mit Benutzung von zweiten Stromstärkenhöhen abzulagern, die größer als
die entsprechenden ersten Stromstärkenhöhen sind, die die von Wärme beeinflusste
Zone ohne Übertempern
der von Wärme
beeinflussten Zone tempern.
-
Die
vorliegende Erfindung besteht aus einem Verfahren zum Reparieren
einer Oberfläche
einer eisenhaltigen niedriglegierten NiMoV-Metalldampfturbinenkomponente durch
Ablagern einer ersten Schicht von Schweißmetall (12, 42, 54)
auf der Oberfläche
mit Benutzung von ersten Stromstärkenhöhen, die
ausgewählt sind,
um eine wesentliche Erhöhung
der Härtenhöhe einer
von Wärme
beeinflussten Zone durch die Ablagerung der ersten Schicht von Schweißmetall
zu verhindern, und Ablagern einer zweiten Schicht von Schweißmetall
(12, 42, 54) auf die erste Schicht mit
Benutzung von zweiten Stromstärkenhöhen größer als
die entsprechenden ersten Stromstärkenhöhen und die hoch genug ausgewählt sind,
um die von Wärme
beeinflusste Zone zu tempern, und tief genug, um die von Wärme beeinflusste
Zone nicht zu übertempern;
wobei das Verfahren durch Verändern
der Ablagerungsrate der ersten Schicht von Schweißmetall
(12, 42, 54) zwischen einer ersten Rate
und einer zweiten Rate, die größer als
die erste Rate ist, gekennzeichnet ist.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
-
1 (Stand
der Technik) ist eine Querschnittansicht eines Rotors, in dem die
alten Spitzen weggearbeitet worden sind.
-
2 (Stand
der Technik) ist eine Querschnittansicht des Rotors von 1,
die einen auf der bearbeiteten Oberfläche abgelagerten Schweißauftrag
darstellt.
-
3 (Stand
der Technik) ist eine Teilquerschnittansicht des Rotors von 2,
die bearbeitete und reparierte Spitzen darstellt.
-
4 (Stand
der Technik) ist eine Teilperspektive einer einzelnen Spitzenreparaturtechnik,
die die Benutzung von Ablaufstreifenplatten und Wulstfolgen darstellt.
-
5 (Stand
der Technik) ist eine Teilperspektive, die eine 360°-Reparatur
eines Rotors darstellt, in der die Spitzen weggearbeitet worden
sind und der sich ergebende Schweißauftrag gezeigt ist.
-
6 ist
ein Diagramm, das die Härtenhöhe skizziert,
die in Gebieten um die Schmelzlinie von eisenhaltigen niedriglegierten
NiMoV-Stahlturbinenkomponenten gemessen ist, die mit Benutzung eines
normalen Verfahrens repariert werden, und eines Verfahrens nach
der vorliegenden Erfindung.
-
GENAUE BESCHREIBUNG DER
BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1–5 (Stand
der Technik) stellen die Bildung von neuen Spitzen auf Dampfturbinenkomponenten 29, 40 und 50 mit
Benutzung von Schweißmetallauftragsverfahren
dar. Im Detail werden zuerst alte oder abgetragene Spitzen mit Benutzung
von irgendeiner der bekannten Prozeduren zum Entfernen von Metall
wie abschleifen, bearbeiten, oder aushöhlen mit elektrischem Lichtbogen weggearbeitet. 1 zeigt
einen Querschnitt eines Rotors 20, in dem eine Spitze weggearbeitet
worden ist. Danach werden Schichten von Schweißmetall auf der Oberfläche des
Rotors abgelagert. Die vorliegende Erfindung liefert ein bevorzugtes
Verfahren zum Ablagern von Schichten von Schweißmetall auf eine eisenhaltige
niedriglegierte NiMoV-Stahlturbinenkomponente. 2 zeigt
den in 1 gezeigten Rotor 20 nachdem mehrere
Schichten von Schweißmetall 12 auf
der Oberfläche
des Rotors abgelagert worden sind.
-
Hierbei
kann der Auftrag von Schweißmetall 12 in
die Gestalt oder den Aufbau der ursprünglichen Spitzen oder anderer
Segmente der Oberfläche
des Rotors 20 oder der Turbinenkomponente bearbeitet werden, die
ersetzt oder repariert wird. 3 zeigt
den Rotor 20 mit in 2 gezeigten
Auftrag von Schweißmaterial 12 bearbeitet
in Verzahnungen 14, die eine Spitze bilden. 4 zeigt
ein Verfahren des Ersetzens einer einzelnen abgetragenen Spitze
auf der Oberfläche
eines Rotors 40.
-
Bei
dem in 4 gezeigten Spitzenersatzverfahren ist ein erster
Ablaufstreifen 46 entlang einer ersten Längskante
des Rotors angeordnet. Der erste Ablaufstreifen wird benutzt, um
ein Anfangsgebiet oder -oberfläche
für die
Ablagerung von Schweißmetall 42 zu
liefern. Ein zweiter Ablaufstreifen 46 kann entlang einer zweiten
Längskante
des Rotors gegenüber
des ersten Ablaufstreifens angeordnet sein. Der zweite Ablaufstreifen
wird benutzt, um ein Gebiet oder eine Oberfläche zu liefern, um die Ablagerung
von Schweißmetall 42 anzuhalten.
Bei diesem Verfahren wird die Metallschweißnaht 42 nacheinander
in Kügelchen
abgelagert, die Reihen und dann Spalten bilden (als 1 bis 11 in 4 angedeutet).
Der Auftrag von Schweißmetall 42 wird
dann in die Gestalt oder den Aufbau (Spitzen) 44 des ersetzten
oder reparierten Segments der Oberfläche des Rotors 40 bearbeitet.
-
5 zeigt
ein anderes Verfahren zum Reparieren oder Ersetzen eines Segments
einer Oberfläche eines
Rotors 50. Bei diesem Verfahren wird Schweißmetall
kontinuierlich um die Peripherie des Rotors abgelagert, als 360°-Reparatur
bekannt. Der Auftrag von Schweißmetall 54 kann
in individuelle Spitzen (nicht gezeigt) bearbeitet werden, oder
eine Scheibe (nicht gezeigt) bilden, die weggearbeitet wird, um
Toleranzen des Rotors zu warten. Bei jedem der in 1 bis 5 gezeigten
Reparaturverfahren wird Schweißmetall
auf der Oberfläche
eines Rotors 20, 40 oder 50 oder der
Turbinenkomponente abgelagert. Das Verfahren, das benutzt wird,
um das Schweißmetall
auf der Oberfläche
des Rotors abzulagern, wird als eine Funktion der Metallzusammensetzung
des Rotors oder der Anwendung oder Benutzung des reparierten Segments
des Rotors, d. h. für
LP- oder HP-Umgebungen, verändert.
-
Wie
oben bemerkt ist, lehren die U.S. Patentnummern 4893388, 4897519,
4903888 und 4940390, die dem Inhaber dieser Anmeldung zugeschrieben
sind, Verfahren zum Ablagern von Schweißmetall auf die Oberflächen von
Komponenten, die aus eisenhaltigem niedriglegiertem CrMoV-Stahl
bestehen. Die in diesen Patenten gelehrten Verfahren zum Ablagern
von Schweißmetall
sind aber für
niedriglegierte NiMoV-Stahl-HP-Dampfturbinenkomponenten nicht akzeptierbar.
Die Verfahren stellen nicht akzeptierbare Härtenhöhen der HAZ her, die während des
Auftrags des Schweißmetalls
auf die Oberfläche
von eisenhaltigem niedriglegiertem NiMoV-Stahldampfturbine hergestellt wird.
-
Die
vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren oder einen Prozess zum
Ablagern von Schweißmetall auf
eisenhaltige niedriglegierte NiMoV-Turbinenkomponenten ohne Herstellen
von nicht akzeptierbaren Härtenhöhen um die
Schmelzlinie der während
des Auftrags des Schweißmetalls
hergestellten HAZ. Die Metallzusammensetzung von eisenhaltigen NiMoV-Turbinenkomponenten
ist ähnlich
wie die Metallzusammensetzung von ASTM 293 Klasse 5 Materialien.
Eine bevorzugte Ausführungsform
eines Schweißmetallauftragsverfahrens
für eine
eisenhaltige niedriglegierte NiMoV-Stahlturbinenkomponente nach
der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf Tabelle 1 beschrieben.
-
Wie
in Tabelle 1 gezeigt ist, schließt das bevorzugte Verfahren
ein, vierzehn Schichten von Schweißmetall abzulagern, numeriert
1 bis 14. Nach der Ablagerung der vierzehnten Schicht können zusätzliche Schichten
von Schweißmetall
mit Benutzung der meisten Schweißverfahren abgelagert werden,
ohne die HAZ, die während
der Ablagerung der ersten 14 Schichten von Schweißmetall
hergestellt wird, wesentlich zu beeinflussen. Man hat gefunden,
dass geringe Stromstärkenhöhen während der
Ablagerung der ersten mehreren Schichten von Schweißmetall
auf eine eisenhaltige niedriglegierte NiMoV-Stahlturbinenkomponente
benutzt werden müssen.
Insbesonders werden während
der Ablagerung der ersten Schicht von Schweißmetall, als 1 in Tabelle 1
bezeichnet, die geringsten Stromstärkenhöhen benutzt, verglichen mit
den Stromstärkenhöhen, die
bei der Ablagerung der verbleibenden 13 Schichten benutzt werden,
Schichten 2 bis 14.
-
-
Man
hat gefunden, dass die Härtenhöhe der HAZ
neben der Schmelzlinie während
der Ablagerung der ersten Schicht von Schweißmetall auf die Oberfläche der
Turbinenkomponente am drastischsten erhöht wird. Wenn die erste Schicht
von Schweißmetall
mit Benutzung von geringen Stromstärkenhöhen abgelagert wird, dann kann
die gehärtete
Zone verringert oder begrenzt werden. Insbesonders sollte die Stromstärke für eisenhaltige
niedriglegierte NiMoV-Stahlturbinenkomponenten während der Ablagerung der ersten
Schicht von Schweißmetall
ungefähr
120 Ampere für
eine Ablagerungsrate von Schweißmetall
von ungefähr
25 Zoll pro Minute ("IPM") (64 Zentimeter
pro Minute ("CPM")) sein.
-
Die
während
der Ablagerung der ersten Schicht von Schweißmetall benutzte Ablagerungsrate
und Stromstärke
sind verschieden. Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, wird die Ablagerungsrate
in der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung von ungefähr
5 IPM (13 CPM) mit einer Stromstärke
von ungefähr
85 Ampere auf eine Ablagerungsrate von ungefähr 25 IPM (64 CPM) mit einer
Stromstärke
von ungefähr
120 Ampere verändert.
Schließlich
ist es auch wünschenswert,
die Plazierung oder Stellung der Plazierung von Schweißmetall auf
der Oberfläche
der Turbinenkomponente während
der Ablagerung der ersten Schicht von Schweißmetall zu oszillieren.
-
Man
hat gefunden, dass die Härtenhöhe von Metall
neben der Schmelzlinie der HAZ während
der Ablagerung der zweiten und verbleibenden Schichten von Schweißmetall
auf die Oberfläche
der Turbinenkomponente gewöhnlicherweise
nicht erhöht
wird. Folglich können
die während
der Ablagerung dieser Schichten benutzten Stromstärkenhöhen höher als
die während
der Ablagerung der ersten Schicht benutzten Stromstärken sein.
Man hat tatsächlich
gefunden, dass, wenn höhere
Stromstärkenhöhen während der
Ablagerung der zweiten und verbleibenden Schichten benutzt werden,
die Härtenhöhe von Gebieten,
deren Höhe
während
der Ablagerung der ersten Schicht von Schweißmetall erhöht wurde, dann verringert warden
kann, was als Tempern bekannt ist.
-
Man
hat aber auch gefunden, dass die Härtenhöhe von Gebieten, deren Höhen nicht
während
der Ablagerung der ersten Schicht von Schweißmetall erhöht wurde, auch verringert werden
kann, wenn die während der
Ablagerung der zweiten und verbleibenden Höhen von Schweißmetall
benutzte Stromstärkenhöhe zu hoch ist.
Verringern der Härtenhöhe der Gebiete,
deren Härte
nicht während
der Ablagerung der ersten Schicht von Schweißmetall erhöht wurde, übertempert oder erweicht diese
Gebiete. Übertempern
oder Erweichen eines Gebiets von eisenhaltigem niedriglegiertem
NiMoV-Stahl verringert seine Dehnungsstärke. So sind die Stromstärkenhöhen, die
während
der Ablagerung der zweiten Schicht von Schweißmetall (und folgenden Schichten) benutzt
werden, ausgewählt,
um hoch genug zu sein, um Gebiete der HAZ zu tempern, deren Härtenhöhe durch
die Ablagerung der ersten Schicht von Schweißmetall erhöht wurde, und die ausgewählt wurde,
um nicht hoch genug zu sein, um Gebiete der HAZ zu übertempern,
deren Härtenhöhen nicht
durch die Ablagerung der ersten Schicht von Schweißmetall
erhöht
wurden. Insbesonders sollte die Stromstärke für eisenhaltige niedriglegierte
NiMoV-Stahlturbinenkomponenten
während
der Ablagerung der zweiten Schicht von Schweißmetall ungefähr 150 Ampere
für eine
Ablagerungsrate von Schweißmetall
von ungefähr
20 Zoll pro Minute ("IMP") (51 Zentimeter
pro Minute ("CPM")) sein.
-
Es
ist auch wünschenswert,
die während
der Ablagerung der zweiten Schicht von Schweißmetall benutzte Ablagerungsrate
und Stromstärke
zu verändern.
Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, wird die Ablagerungsrate in der bevorzugten
Ausführungsform
von ungefähr
5 IPM (13 CPM) mit einer Stromstärke
von ungefähr
100 Ampere auf eine Ablagerungsrate von ungefähr 20 IPM (51 CPM) mit einer
Stromstärke
von ungefähr
150 Ampere verändert.
Zusätzlich
ist es auch wünschenswert,
die Plazierung oder Stellung der Plazierung von Schweißmetall
auf der Oberfläche
der Turbinenkomponente während
der Ablagerung der zweiten Schicht von Schweißmetall zu oszillieren.
-
Bei
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird die während
der Ablagerung der ersten, vierten Schichten von Schweißmetall
benutzte Ablagerungsrate und Stromstärke verändert. Tabelle 1 zeigt die
benutzten veränderten
Ablagerungsraten während
der Ablagerung der dritten und vierten Schichten von Schweißmetall.
Zusätzlich
wird die Plazierung oder Stellung der Plazierung von Schweißmetall
auf der Oberfläche
der Turbinenkomponente während
der Ablagerung der dritten und vierten Schichten von Schweißmetall oszilliert.
-
Die
Ablagerungsrate vom Schweißmetall
während
der Ablagerung der fünften
und verbleibenden Schichten von Schweißmetall wird nicht verändert. Zusätzlich ist
es nicht nötig
oder wünschenswert,
die Plazierung oder Stellung der Plazierung von Schweißmetall
auf der Oberfläche
der Turbinenkomponente während der
Ablagerung der fünften
und verbleibenden Schichten von Schweißmetall zu oszillieren. Es
ist aber wünschenswert,
die Stromstärkenrate
während
der Ablagerung der fünften
bis neunten Schichten von Schweißmetall zu verändern.
-
Nach
der Ablagerung der neunten Schicht von Schweißmetall werden die verbleibenden
Schichten des Verfahrens, Schichten 10 bis 14, mit Benutzung einer festen
Stromstärkenhöhe und einer
festen Ablagerungsrate von Schweißmetall abgelagert. Die feste
Stromstärkenrate
ist ungefähr
290 Ampere und die feste Ablagerungsrate von Schweißmetall
ist ungefähr
26 IPM (66 CPM). Wie oben bemerkt wurde, können nach der Vervollständigung
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, d. h. der Ablagerung
der 14 Schichten von Schweißmetall,
normale Schweißverfahren
benutzt werden, um zusätzliches
Schweißmetall
abzulagern, um den Auftrag von Schweißmetall zu schaffen, der erfordert
ist, um ein Segment oder einen Abschnitt der Oberfläche der
eisenhaltigen niedriglegierten NiMoV-Metall-Dampfturbinenkomponente zu reparieren
oder zu ersetzen. Nachdem der Auftrag von Schweißmetall vollständig ist,
kann die Komponente einer Nachschweißwärmebehandlung ausgesetzt werden,
wie Wärmebehandlung
bei einer Temperatur von 1200 (649°C) für zehn Stunden. Danach kann
der Auftrag des Schweißmetalls
in die Gestalt des Aufbaus des ersetzten oder reparierten Segments
der Turbinenkomponente bearbeitet werden.
-
Vergleiche
von Härtenhöhen von
eisenhaltigen niedriglegierten NiMoV-Metall-Dampfturbinenkomponenten, die mit Benutzung
von normalen Schweißverfahren
repariert werden und das Verfahren der vorliegenden Erfindung werden
mit Bezug auf 6 dargestellt. Messungen der
Mikrohärte
von NiMoV-Dampfturbinenkomponenten
an verschiedenen Stellungen um die Schmelzlinien wurden für Turbinenkomponenten
genommen, die mit Benutzung von normalen Schweißverfahren repariert wurden
und Verfahren nach der vorliegenden Erfindung. 6 zeigt
die Messungen eingezeichnet als eine Funktion von dem Abstand von
einer Schmelzlinie und die Mikrohärte (HK) des Metalls (1 Rc
ist ungefähr
gleich 10,7 (HK)).
-
Wie
in 6 gezeigt ist, stellt das normale Schweißverfahren
Härtenhöhen in einer
eisenhaltigen niedriglegierten NiMoV-Metall-Dampfturbinenkomponente
her, die sich dramatisch um die Schmelzlinie ändern. Die gemessene Mikrohärte auf
einer Seite der Schmelzlinie der Schweißnaht ist ungefähr 380 HK
(36 Rc) und ungefähr
220 HK (20,6 Rc) auf der anderen Seite der Schmelzlinie. Erstens
könnte
die hohe Härtenhöhe, 36 Rc,
zu Reissen führen.
Zweitens könnte
die geringe Härtenhöhe, 20,6
Rc die Dehnungsstärke
der eisenhaltigen niedriglegierten NiMoV-Metall-Dampfturbinenkomponente verringern.
Drittens kann das hohe Härtendifferential
um die Schmelzlinie 15,4 Rc (36 – 20,6 Rc) die mechanischen
Hochtemperatureigenschaften der eisenhaltigen niedriglegierten NiMoV-Metall-Dampfturbinenkomponente
verringern.
-
Wie
auch in 6 gezeigt ist, stellt das Schweißverfahren
nach der vorliegenden Erfindung Härtenhöhen in einer eisenhaltigen
niedriglegierten NiMoV-Metall-Dampfturbinenkomponente
her, die sich nicht wesentlich über
der Schmelzlinie ändern.
Die gemessene Mikrohärte
auf einer Seite der Schmelzlinie der Schweißnaht ist ungefähr 285 HK
(26,6 Rc) und ungefähr
280 HK (26,2 Rc) auf der anderen Seite der Schmelzlinie. Die Härtenhöhe um die
Schmelzlinie ist nah bei der normalen Härtenhöhe (268 HK, 25 Rc) für eisenhaltige
niedriglegierte NiMoV-Metall-Dampfturbinenkomponenten.
So wird das Schweißverfahren
der vorliegenden Erfindung wahrscheinlich nicht zum Reissen führen, die
Dehnungsstärke
verringern, oder die mechanischen Hochtemperatureigenschaften einer
eisenhaltigen niedriglegierten NiMoV-Metall-Dampfturbinenkomponente
verringern.
