RO133763B1

RO133763B1 - Servomotor rods reconditioning process using classic and laser welding technology

Info

Publication number: RO133763B1
Application number: ROA201800475A
Authority: RO
Inventors: Dumitru Vulparu
Original assignee: S.S.H.Hidroserv S.A.
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2023-02-28
Also published as: RO133763A2

Description

Invenția se referă la un procedeu de reconditionare a unei tije de servomotor ce acționează vanele rapide în centrale hidroelectrice, tije ce au exfoliat parțial stratul de crom și prezintă cavități corodate, ce afectează etanșarea garniturilor servomotorului.The invention refers to a process of reconditioning a servo motor rod that actuates the quick valves in hydroelectric plants, rods that have partially exfoliated the chrome layer and have corroded cavities, which affect the sealing of the servo motor seals.

Sunt cunoscute condițiile de exploatare a servomotoarelor mari, ce acționează vanele rapide în centralele hidroelectrice. În contact permanent cu apa, în special la partea inferioară, apar cavități, datorate coroziunii intercristaline a cromului dur, depus ca protecție pe tija servomotorului. Procedeul de recondiționare cel mai răspândit este acela de a acoperi aceste cavități cu chituri metalice. Dezavantajele acestei tehnologii constă în faptul că se obține o suprafață cu rugozitate mai mare decât a suprafețelelor cromate inițial, fapt ce determină uzura prematură a garniturilor de etanșare. Durata de viață a acestor plombe este mică și nu împiedică avansarea coroziunii în jurul acestor cavități.The operating conditions of the large servomotors that actuate the high-speed valves in hydroelectric plants are known. In permanent contact with water, especially at the bottom, cavities appear, due to the intercrystalline corrosion of the hard chromium, deposited as protection on the actuator rod. The most widespread reconditioning process is to cover these cavities with metal grouts. The disadvantages of this technology consist in the fact that a surface with a higher roughness than the initially chromed surfaces is obtained, which causes premature wear of the sealing gaskets. The lifetime of these seals is short and they do not prevent corrosion from advancing around these cavities.

Recondiționarea prin sudură clasică nu se poate aplica, din cauza imposibilității controlului regimului de sudare pentru alieriea stratului subțire de crom cu materialul de adaos.Reconditioning by classic welding cannot be applied, due to the impossibility of controlling the welding regime for alloying the thin layer of chrome with the filler material.

Prin documentul CN 104801919 A/2015, este cunoscută o metodă de recondiționare a unui lagăr de rulment, care cuprinde etapele de: curățare a zonei de recondiționat, îndepărtarea stratului uzat formând astfel o nouă suprafață de prelucrare; selectarea unei tije de sudură corespunzătoare materialului lagărului, efectuarea sudării de încărcare cu material de sudură care conține nichel, efectuarea tratamentului termic și îndepărtarea tensiunii reziduale; finisarea fină a zonei recondiționate prin sudare și efectuarea acoperirii prin fuziune cu laser după ce dimensiunea găurii interioare a scaunului rulmentului este adusă la dimensiunea inițială; șlefuirea găurii interioare a scaunului rulmentului după acoperirea cu fuziune cu laser, crescând astfel gradul de finisare.Through document CN 104801919 A/2015, a method of reconditioning a bearing is known, which includes the steps of: cleaning the area to be reconditioned, removing the worn layer thus forming a new processing surface; selecting a welding rod suitable for the bearing material, performing load welding with nickel-containing welding material, performing heat treatment and removing residual stress; fine finishing the reconditioned area by welding and performing laser fusion coating after the bearing seat inner hole size is brought to the original size; grinding the inner bore of the bearing seat after laser fusion coating, thereby increasing the degree of finish.

De asemenea, documentul CN 107813051 A/20.03.2018, prezintă o metodă de recondiționare combinată, de placare cu laser și sudare manuală cu arc pentru un butuc de turbină cu gaz expandat (TRT), care include placarea cu laser, sudarea manuală a butucului rotorului TRT, tratamentul termic și prelucrarea mecanică de finisare, materialul de recondiționare folosit fiind un aliaj de nichel-bor-siliciu cu pulbere de aliaj autofluxant pe bază de procesul combinând sudarea manuală cu arc și placarea cu laser.Also, document CN 107813051 A/20.03.2018, presents a combined refurbishing method of laser plating and manual arc welding for an expanded gas turbine (TRT) hub, which includes laser plating, manual welding of the hub of the TRT rotor, heat treatment and mechanical finishing processing, the reconditioning material used is a nickel-boron-silicon alloy with self-fluxing alloy powder based on the process combining manual arc welding and laser plating.

Problema tehnică de rezolvat constă în a stabilirea unor etape de procedeu de recondiționare a unei tije de servomotor pentru acționarea vanelor rapide care să permită refacerea proprietăților inițiale și a fiabilității inițiale a tijei, asigurând în zona recondiționată o suprafață similară celei din zona ne-uzată a tijei.The technical problem to be solved consists in establishing some stages of the reconditioning process of a servomotor rod for the actuation of quick valves that allow restoring the original properties and initial reliability of the rod, ensuring in the reconditioned area a surface similar to that in the non-worn area of rods.

Invenția rezolvă această problemă tehnică prin aceea că prevede utilizarea unei etape de îndepărtare mecanică a stratului de metal oxidat pe zona cavităților, urmată de sudura clasică cu electrozi, având în compoziție 20% Cr+Ni, dacă cavitatea depășește 15 mm, după care se realizează racordarea marginală la stratul de crom prin sudură laser, folosind electrozi cu diametrul de 0,4-0,5 mm cu aceeași compoziție. Grosimea stratului de sudură laser este de 0,2 mm și se aplică sub microscop în mai multe straturi successive, până la închiderea perimetrului marginal, cu o supraînălțare necesară rectificării suprafeței la nivelul existent. Dacă cavitățile sunt sub 15 mm, după curățirea stratului de metal oxidat, se depune materialul de adaos numai prin sudură laser.The invention solves this technical problem in that it provides for the use of a step of mechanical removal of the oxidized metal layer on the area of the cavities, followed by classic welding with electrodes, having a composition of 20% Cr+Ni, if the cavity exceeds 15 mm, after which marginal connection to the chrome layer by laser welding, using electrodes with a diameter of 0.4-0.5 mm of the same composition. The thickness of the laser welding layer is 0.2 mm and is applied under the microscope in several successive layers, until the marginal perimeter is closed, with a rise necessary to rectify the surface to the existing level. If the cavities are below 15 mm, after cleaning the oxidized metal layer, the filler material is deposited only by laser welding.

Procedeul conform invenției prezintă următoarele avantaje:The process according to the invention has the following advantages:

- prin tehnologia de sudură cu laser, tija nu se deformează deoarece energia termică concentrată pe o suprafață foarte mică (0.2 mmp), reduce în proporție de 98% energia termică disipată în masa piesei care se sudează, având drept consecință menținerea piesei la o temperatură apropiată de temperatura mediului ambiant;- through laser welding technology, the rod does not deform because the thermal energy concentrated on a very small surface (0.2 mmp), reduces by 98% the thermal energy dissipated in the mass of the part being welded, with the consequence of maintaining the part at a temperature close to ambient temperature;

- interferența dintre stratul exterior de Crom-Nichel și stratul de sudură nu crează 1 cavități, deoarece procesul de depunere material de adaos se realizează sub microscop, cu o lățime a cordonului de sudură de 0,3-0,8 mm, cu o precizie de 0,1 mm, iar parametrii de 3 sudare: durata impulsului, frecvența impulsului și diametrul de focalizare sunt reglabili;- the interference between the outer Chromium-Nickel layer and the welding layer does not create 1 cavities, because the additive material deposition process is carried out under a microscope, with a welding seam width of 0.3-0.8 mm, with a precision of 0.1 mm, and 3 welding parameters: pulse duration, pulse frequency and focus diameter are adjustable;

- grosimea stratului de sudură este de 0,2 mm și se pot aplica atâtea straturi câte 5 sunt necesare;- the thickness of the welding layer is 0.2 mm and as many layers as 5 are necessary can be applied;

- supraînălțarea cordoanelor de sudură permite rectificarea locală a materialului de 7 adaos la valoarea inițială, protejând suprafețele de etanșare ale garniturilor;- the elevation of the welding cords allows the local rectification of the material of 7 addition to the initial value, protecting the sealing surfaces of the gaskets;

- este fiabilă și sigură în exploatare; 9- it is reliable and safe in operation; 9

- costurile de reparație sunt cu mult mai mici decât execuția unei tije noi;- repair costs are much lower than the execution of a new rod;

- timpul de intervenție-recondiționare este mic; 11- intervention-reconditioning time is short; 11

- stația de sudură, fiind mobilă, se poate deplasa cu costuri rezonabile la beneficiar, pentru diminuarea costurilor cu deplasarea acestor repere, ce au lungimi agabaritice. 13 Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției, cu referire la desenele anexate care reprezintă: 15- the welding station, being mobile, can be moved at reasonable costs to the beneficiary, to reduce the costs of moving these landmarks, which have oversized lengths. 13 An example of the invention is given below, with reference to the attached drawings which represent: 15

- fig. 1, vedere de ansamblu a unui servomotor de acționare vană rapidă, având vizualizate cavități corodate pe tijă;17- fig. 1, overview of a quick valve actuation actuator, showing corroded cavities on the stem; 17

- fig. 2, vedere a unei tije de servomotor, având vizualizate cavități corodate cu secțiuni și detaliu de recondiționare.19- fig. 2, view of an actuator rod, showing corroded cavities with sections and reconditioning detail.19

- fig. 3, sudare laser a trei cavități cu vizualizare electrod și sistem protecție sudură;- fig. 3, laser welding of three cavities with electrode visualization and welding protection system;

- fig. 4, tije corodate în zona inferioară;21- fig. 4, corroded rods in the lower area; 21

- fig. 5, tije cu zone corodate pentru recondiționat.- fig. 5, rods with corroded areas for reconditioned.

Procedeul de recondiționare a tijelor servomotoarelor ce acționează vanele rapide, 23 care au exfoliat stratul de crom și prezintă cavități corodate, conform invenției, constă în demontarea servomotorului 1, poziționarea tijei 2 pe un suport de rotire, îndepărtarea 25 stratului corodat din cavitățile A, B, C, D, cu o freză montată pe un polizor unghiular, încărcarea acestora cu material de adaos 3, prin sudare clasică cu electrozi 20% Cr-Ni, dacă 27 depășesc dimensiunea de 15 mm, racordarea perimetrului depunerii 4 la stratul de crom prin sudură laser, apoi sudarea cu laser a cavităților sub 15 mm și rectificarea locală a zonelor 29 recondiționate.The process of reconditioning the rods of the servomotors that actuate the quick valves, 23 which have exfoliated the chrome layer and present corroded cavities, according to the invention, consists in disassembling the servomotor 1, positioning the rod 2 on a rotating support, removing 25 the corroded layer from the cavities A, B , C, D, with a cutter mounted on an angle grinder, loading them with filler material 3, by classic welding with 20% Cr-Ni electrodes, if 27 exceed the size of 15 mm, connecting the perimeter of the deposit 4 to the chrome layer by laser welding, then laser welding of cavities below 15 mm and local rectification of reconditioned areas 29.

Claims

1 Claim

3 Procedure for reconditioning a servo motor rod by classical and laser welding, carried out by the steps of: removing the corroded layer from the worn areas, charging these 5 areas by classical welding with nickel alloy electrodes, completing the charging with reconditioning material by laser welding and local rectification of refurbished areas,

7 characterized in that, after removing the corroded layer from the worn cavities (A, B, C, D) of the rod (2) of the servo motor with a milling cutter mounted on an angle grinder, their loading with 9 additive material (3) is make by welding with electrodes 20% Cr+Ni if the dimensions of the respective cavities exceed 15 mm and the connection of the perimeter of the deposition (4) to the 11 chrome layer of the part by laser welding, after which the loading with filler material is carried out by laser welding of cavities with dimensions below 15 mm and rectification.