激光熔覆技术在TRT透平机部件修复中的应用.pdf

第30卷2012年第6期(总第162期)
使用与维护
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激光熔覆技术在TRT透平机部件修复中的应用
王魁张增军蔡万成
(山东石横特钢集团有限公司炼铁厂泰安271612)
摘要]介绍了石横特钢3号TRT透平机组运行状况和应用激光熔覆技术修复机组部件。
关键词]TRT透平机史效激光
Application of Laser Cladding Technology in Repairing Components of
TRT Generation Unit
WANG Kui, ZHANG Zeng-jun, CAL Wan-cheng
(Ironmaking Plant of Shandong Shiheng Special Steel Group Co, Ltd, Taian 271612)
(Abstract Introduce the TRT operation and the application of the laser cladding technology in
repairing the parts and components
Key words Top gas pressure recovery turbine(TRT), failure, laser cladding
石横特钢3号TRT透平机组由于高炉炉料结为0.1~0.2mm,激光熔覆热影响区仅是弧焊的
构的变化及煤气除尘含尘量的变化,机组转子、叶十分之ー。
片等部件出现不同程度的腐蚀、冲刷及磨损,此类
(3)熔覆层与基体均无粗大的铸造组织,熔覆
备件加工周期长及价格昂贵,即使采购新备件更层及其界面组织致密,晶体细小,无孔洞、夹杂、裂
换也将导致TRT机组停机维修时间较长,不仅增纹等缺陷。
加了修复费用,影响了TRT机组的发电量,还影响
(4)激光熔覆复合层组织由底层、中间层以及
高炉稳定顺行。经过考察及对激光修复技术的进面层组成的各具特点的梯度功能材料,底层具有
步了解,决定应用激光修复及再制造技术修复与基体浸润性好、结合强度高等特点;中间层具有
TRT透平机组部件。
一定强度、硬度和抗裂性好等优点;面层具有抗冲
刷、耐磨损和耐腐蚀等性能,使修复后的设备在安
1激光熔技术简介
全和使用性能上更加有保障。
激光熔覆技术是利用高能量密度的激光束,
激光熔覆与氩弧焊热影响区对比(见图1
使材料表面成分、组织结构和性能实现预期变化
的技术。以不同的填料方式在部件表面预先放置
激光
熔化以、↓热彩啊区
熔化
热影响风
选择的涂层材料,经激光照射使之和基体表面
薄层同时熔化,并且快速凝固后形成稀释度极低
的、与基体材料形成治金结合的表面涂层,从而显
某体
著改善基体材料的表面耐磨、耐蚀、耐热及抗氧
化。激光熔覆适用于易磨损、冲击、剥蚀、氧化腐
a激光熔覆热影嘀示意
h弧焊热影响区示意
蚀、局部要求特殊性能的零部件的表面涂层制备
激光熔覆与原始喷涂技术比较具有以下特点
劉1激光熔热影λ向区氩弧焊热影向区对比
(1)激光熔覆层与基体为冶金结合,结合强度
不低于原基体材料的90%。
TRT透平机组部件的损伤情况及失效原因
(2)基体材料在激光加工过程中仅表面微熔,2.1TRT机组部分损伤情况
微熔层为0.05~0.1m。基体热影响区极小,一般
2010年6月,在对TRT机组进行检修时发现:
使用与维
第30卷2012年第6期(总第162期)
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(1)动叶片进气边从叶顶至叶根部冲刷磨损、
7)机槭清理损伤部位的疲劳层。
叶片中间流道冲刷磨损、排气边冲刷减薄。
(8)根据測绘新叶片的尺寸和叶形制作修形
(2)静叶片叶顶部排气边冲刷减薄缺损,叶根模板。
部和叶片间流道冲刷磨损。
9)根据叶片的材质配制耐冲蚀的激光熔覆
(3)承缸安装静叶片处冲刷磨损。
粉末材料。
(4)前轴气封损伤变形。
0)利用激光熔覆工艺技术对叶片进行激光
(5)动、静叶片涂层脱落。
仿形修复。
(6)转子、动、静叶片表面有细小腐蚀点。
(11)对叶片进行粗加工。
2.2失效原因分析
(12)根据修形的模板,对叶片精修复形,恢复
3号TRT发电机组配套透平机为MPC7.7-250原有尺寸和精度。
170高炉煤气透平机,制造厂为西安陕鼓集团,
(13)修复后无损探伤检测,确定叶片表面和
2007年10月投产,当时由于高炉及炉料的波动,煤内部没有夹渣及裂纹等缺陷。
气温度最低到50℃,煤气中含水,再加上炉料中多
(14)按工艺规程装配叶片,确定动、静叶片和
种酸性气体形成的酸性水膜使机组出现不同程度承缸正常间隙和工艺尺寸。
的腐蚀;随着炉况的好转,冶炼强度的提高,煤气
(15)制造并装配气封。
温度逐步升高,最高煤气温度达240℃;再加上部
(16)对转子进行高速动平衡校验
分除尘布袋失效,机组在煤气粉尘含量超标状况
(17)完工检验
下运行,(机组应在含尘量应小于5mgm情况下运
行,而实际有时高达20mg/m2),高温及粉尘使机组
修复效果及结束语
部件表面被冲刷、磨损失效。
激光修复的转子、动叶片、静叶片及其承缸在
2010年11月10日开始使用,至2011年11月17日
3维修工艺流程
使用1年时间,在检修时对激光修复的转子及动静
(1)入厂检测:尺寸和形位公差检测,确定叶叶进行检测,没有发现激光熔覆层有脱落现象,但
片在转子上的位置并编号。
存在轻微的磨损,基本是粉尘冲刷的痕迹,整体使
(2)对动、静叶片材质进行分析检测,主轴为用效果良好。
25Cr2Ni4MoV,动、静叶片为2Cr13,叶片承缸体为
激光修复技术的应用,不仅大大缩短了TRT
QT400。
发电机组的停机检修时间,提高了机组的发电量,
(3)清理动、静叶片的污垢。
而且降低了备件采购费用,保证了高炉的稳定顺
(4)按工艺规程对动、静叶片和前轴气封进行行,为企业创造了很好的效益。
拆解。
(5)用吹砂方式去除叶片和流道锈渍及残余参考文献
的耐磨层。
1]关振中激光加エエ艺手册.北京:中国计量出版社
(6)着色探伤检测測,确定是否有其他缺陷。
1998.
(2011-11-22收稿)
といい?いいいいいでとロもいたテとテャたテテとャとテといもさといもテといーンいテテロ、気いンいいいドいテいテたいいいと?
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级高炉大修成功的典范,其特点在于工期短,77天了节能降耗和稳产高产。
即完成大修;费用控制良好,仅用约1.2亿;大修施
工质量控制严格,大修后高炉迅速达产稳产,设备参考文献
运行良好;大修期间安全控制良好,无安全事故;
顾宝德,现行冶治金工程施工标准江编,北京:冶金工
本次大修进行了