一种水冷型汽轮机叶片制造技术

本发明专利技术是一种水冷型汽轮机叶片，包括叶片和叶根，所述叶根呈平行四边形，在所述叶根上下两侧分别开设有叶根槽，在所述叶片和叶根内部分别开设有相连通的第一空腔和第二空腔，在所述叶根沿其长度方向的一侧开设有凹槽，所述凹槽底部设有堵头，所述凹槽与所述第二空腔连通，所述第一空腔和第二空腔内部设有冷却水；叶片表面设有耐高温金属涂层；本发明专利技术可大幅度提高叶片的冲击韧度，提高叶片的使用寿命和散热性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽轮机叶片，具体的说是一种水冷型汽轮机叶片。
技术介绍
汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。汽轮机主要应用于电力工业、船舶工业、水泥、化工、石油、冶金、重型机械等领域。叶片不仅数量多，而且形状复杂，加工要求严格，在使用过程中与空气产生强烈的摩擦，表面温度非常高，长时间在高温下运行，叶片的使用寿命大大降低，甚至出现叶片表面被腐蚀、产生裂纹等严重安全隐患，影响着设备的正常运行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：如何使叶片的使用寿命大大提高，增加叶片的散热速度，降低成本，提高工作效率，降低故障率。本专利技术解决以上技术问题的技术方案是：一种水冷型汽轮机叶片，包括叶片和叶根，所述叶根呈平行四边形，在所述叶根上下两侧分别开设有叶根槽，在所述叶片和叶根内部分别开设有相连通的第一空腔和第二空腔，在所述叶根沿其长度方向的一侧开设有凹槽，所述凹槽底部设有堵头，所述凹槽与所述第二空腔连通，所述第一空腔和第二空腔内部设有冷却水；所述叶片表面设有耐高温金属涂层，所述耐高温金属涂层的成分按质量百分比为：C：0.03-0.05%，Si：0.17-0.19%，Mn：0.25-0.28%，Cr：5.36-5.39%，Ni：8.12-8.14%，Cu：1.32-1.35%，Mo：0.16-0.18%，Co：0.12-0.15%，V：0.36-0.45%，Zn：0.5-0.8%，Al：0.28-0.30%，Ti：0.16-0.18%，B：0.08-0.10%，Mg：0.45-0.48%，S≤0.03%，P≤0.05%，助剂：0.32-0.36%，余量为Fe；所述助剂的化学成分质量百分比为：Ce：12-14%，Pr：2-5%，Nd：4-8%，Pm：3-5%，Gd：1-7%，Lu：3-9%，Dy：2-6%，Eu：3-5%，Ho：12-15%，Er：6-8%，Ni：0.2-0.5%，Zn：0.6-0.8%，Cu：0.7-0.9%，余量为La；所述助剂的制备方法：先将Ce、Pr、Nd、Pm、Gd、Lu、Dy、Eu元素放入反应炉中，将温度增加至980-990℃，保温3-5小时，然后空冷至室温，然后放入球磨机中粉碎，过100目数，得粉末颗粒A，然后将Ho、Er、Ni、Zn、Cu、La元素放入反应炉中加热至1100-1200℃，保温3-5小时，然后先空冷至550-560℃，再以15-20℃/min的速度水冷至室温，然后放入球磨机中粉碎，过200目数，得粉末颗粒B，再将粉末颗粒A与粉末颗粒B按2:1.3的比例进行配比，然后搅拌均匀，即可得到助剂。上述水冷型汽轮机叶片表面的耐高温金属涂层的处理工艺按以下工序进行：熔炼→喷涂→退火→回火→调质热处理→表面强化热处理→超声波探伤→清洁包装；所述熔炼工序：将C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、Mo、Co、V、Zn、Al、Ti、B、Mg、S、P、Fe放入熔炼炉中，以5-8℃/s的速度加热至500-550℃，保温3-5小时，然后放入助剂，再加热至1350-1480℃，保温5-8小时，然后以5-12℃/min的冷却速度风冷至880-890℃，然后再空冷至室温即可得金属固体；所述喷涂工序：将金属固体放入球磨机中，先加热至350-450℃，保温30-40min，然后开始进行粉碎，过100目数即可得到金属粉末,然后将金属粉末喷涂至叶片表面，厚度为0.5-0.8mm；然后整体加热至670-680℃，保温5-7小时，然后空冷至室温；所述退火工序：将叶片加温至700-720℃，保温15-20分钟，然后炉冷至360-380℃后，保温10-15分钟，最后冷却至室温；所述回火工序：回火温度720-730℃，到温后保温12-15min，然后空冷至室温；所述调质热处理工序：采用一次正火+两次回火，先正火：将叶片加热至630-720℃，到温后保温10-15min，然后空冷至室温；再第一次回火：将叶片加热至820-830℃，到温后保温10-12min，然后空冷至室温，然后进行第二次回火；将叶片加热至960-980℃，到温后保温20-30min，然后空冷至室温即可；所述表面强化热处理工序：将叶片加热至1000-1050℃，到温后保温10-18分钟，然后采用水冷，以1-3℃/s的冷却速度将叶片水冷至室温。本专利技术进一步限定的技术方案是：前述的水冷型汽轮机叶片，所述第一空腔和第二空腔内部设有隔板，所述隔板与第一空腔、第二空腔内壁设有进水孔。前述的水冷型汽轮机叶片，在所述叶根靠近凹槽的端面开设有第二凹槽，所述第二凹槽与第一空腔连通，在所述第二凹槽设有泄气阀，泄气阀起到保护作用，当内部压力过大，并且大于内部所能承受的压力时，能通过泄气阀进行泄气，避免造成更大的问题，提高设备的稳定性和安全性。前述的水冷型汽轮机叶片，耐高温金属涂层的成分按质量百分比为：C：0.03%，Si：0.17%，Mn：0.25%，Cr：5.36%，Ni：8.12%，Cu：1.32%，Mo：0.16%，Co：0.12%，V：0.36%，Zn：0.5%，Al：0.28%，Ti：0.16%，B：0.08%，Mg：0.45%，S：0.01%，P：0.2%，助剂：0.32%，余量为Fe；所述助剂的化学成分质量百分比为：Ce：12%，Pr：2%，Nd：4%，Pm：3%，Gd：1%，Lu：3%，Dy：2%，Eu：3%，Ho：12%，Er：6%，Ni：0.2%，Zn：0.6%，Cu：0.7%，余量为La。前述的水冷型汽轮机叶片，耐高温金属涂层的成分按质量百分比为：C：0.05%，Si：0.19%，Mn：0.28%，Cr：5.39%，Ni：8.14%，Cu：1.35%，Mo：0.18%，Co：0.15%，V：0.45%，Zn：0.8%，Al：0.30%，Ti：0.18%，B：0.10%，Mg：0.48%，S：0.03%，P：0.05%，助剂：0.36%，余量为Fe；所述助剂的化学成分质量百分比为：Ce：14%，Pr：5%，Nd：8%，Pm：5%，Gd：7%，Lu：9%，Dy：6%，Eu：5%，Ho：15%，Er：8%，Ni：0.5%，Zn：0.8%，Cu：0.9%，余量为La。前述的水冷型汽轮机叶片，耐高温金属涂层的成分按质量百分比为：C：0.04%，Si：0.18%，Mn：0.27%，Cr：5.38%，Ni：8.13%，Cu：1.33%，Mo：0.17%，Co：0.14%，V：0.40%，Zn：0.7%，Al：0.29%，Ti：0.17%，B：0.09%，Mg：0.46%，S：0.02%，P：0.04%，助剂：0.34%，余量为Fe；所述助剂的化学成分质量百分比为：Ce：13%，Pr：4%，Nd：6%，Pm：4%，Gd：6%，Lu：5%，Dy：5%，Eu：4%，Ho：13%，Er：7%，Ni：0.4%，Zn：0.7%，Cu：0.8%，余量为La。以上工序中：超声波探伤和清洁包装都使用现有常用工艺。本专利技术的优点是：本专利技术通过在汽轮机叶片中设置空腔，并且在空腔中注入冷却水，利用冷却水的沸点只有100℃的特点，能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水冷型汽轮机叶片，包括叶片（1）和叶根（2），其特征在于：所述叶根（2）呈平行四边形，在所述叶根（2）上下两侧分别开设有叶根槽（3），在所述叶片（1）和叶根（2）内部分别开设有相连通的第一空腔（4）和第二空腔（5），在所述叶根（2）沿其长度方向的一侧开设有凹槽（6），所述凹槽（6）底部设有堵头（7），所述凹槽（6）与所述第二空腔（5）连通，所述第一空腔（4）和第二空腔（5）内部设有冷却水；所述叶片（1）表面设有耐高温金属涂层，所述耐高温金属涂层的成分按质量百分比为：C：0.03‑0.05%，Si：0.17‑0.19%，Mn：0.25‑0.28%，Cr：5.36‑5.39%，Ni：8.12‑8.14%，Cu：1.32‑1.35%，Mo：0.16‑0.18%，Co：0.12‑0.15%，V：0.36‑0.45%，Zn：0.5‑0.8%，Al：0.28‑0.30%，Ti：0.16‑0.18%，B：0.08‑0.10%，Mg：0.45‑0.48%，S≤0.03%，P≤0.05%，助剂：0.32‑0.36%，余量为Fe；所述助剂的化学成分质量百分比为：Ce：12‑14%，Pr：2‑5%，Nd：4‑8%，Pm：3‑5%，Gd：1‑7%，Lu：3‑9%，Dy：2‑6%，Eu：3‑5%，Ho：12‑15%，Er：6‑8%，Ni：0.2‑0.5%，Zn：0.6‑0.8%，Cu：0.7‑0.9%，余量为La；所述助剂的制备方法：先将Ce、Pr、Nd、Pm、Gd、Lu、Dy、Eu元素放入反应炉中，将温度增加至980‑990℃，保温3‑5小时，然后空冷至室温，然后放入球磨机中粉碎，过100目数，得粉末颗粒A，然后将Ho、Er、Ni、Zn、Cu、La元素放入反应炉中加热至1100‑1200℃，保温3‑5小时，然后先空冷至550‑560℃，再以15‑20℃/min的速度水冷至室温，然后放入球磨机中粉碎，过200目数，得粉末颗粒B，再将粉末颗粒A与粉末颗粒B按2:1.3的比例进行配比，然后搅拌均匀，即可得到助剂。...

【技术特征摘要】
1.一种水冷型汽轮机叶片，包括叶片（1）和叶根（2），其特征在于：所述叶根（2）呈平行四边形，在所述叶根（2）上下两侧分别开设有叶根槽（3），在所述叶片（1）和叶根（2）内部分别开设有相连通的第一空腔（4）和第二空腔（5），在所述叶根（2）沿其长度方向的一侧开设有凹槽（6），所述凹槽（6）底部设有堵头（7），所述凹槽（6）与所述第二空腔（5）连通，所述第一空腔（4）和第二空腔（5）内部设有冷却水；所述叶片（1）表面设有耐高温金属涂层，所述耐高温金属涂层的成分按质量百分比为：C：0.03-0.05%，Si：0.17-0.19%，Mn：0.25-0.28%，Cr：5.36-5.39%，Ni：8.12-8.14%，Cu：1.32-1.35%，Mo：0.16-0.18%，Co：0.12-0.15%，V：0.36-0.45%，Zn：0.5-0.8%，Al：0.28-0.30%，Ti：0.16-0.18%，B：0.08-0.10%，Mg：0.45-0.48%，S≤0.03%，P≤0.05%，助剂：0.32-0.36%，余量为Fe；所述助剂的化学成分质量百分比为：Ce：12-14%，Pr：2-5%，Nd：4-8%，Pm：3-5%，Gd：1-7%，Lu：3-9%，Dy：2-6%，Eu：3-5%，Ho：12-15%，Er：6-8%，Ni：0.2-0.5%，Zn：0.6-0.8%，Cu：0.7-0.9%，余量为La；所述助剂的制备方法：先将Ce、Pr、Nd、Pm、Gd、Lu、Dy、Eu元素放入反应炉中，将温度增加至980-990℃，保温3-5小时，然后空冷至室温，然后放入球磨机中粉碎，过100目数，得粉末颗粒A，然后将Ho、Er、Ni、Zn、Cu、La元素放入反应炉中加热至1100-1200℃，保温3-5小时，然后先空冷至550-560℃，再以15-20℃/min的速度水冷至室温，然后放入球磨机中粉碎，过200目数，得粉末颗粒B，再将粉末颗粒A与粉末颗粒B按2:1.3的比例进行配比，然后搅拌均匀，即可得到助剂。2.如权利要求1所述的水冷型汽轮机叶片，其特征在于：所述第一空腔（4）和第二空腔（5）内部设有隔板（8），所述隔板（8）与第一空腔（4）、第二空腔（5）内壁设有进水孔（9）。3.如权利要求1所述的水冷型汽轮机叶片，其特征在于：在所述叶根（2）靠近凹槽（6）的端面开设有第二凹槽（10），所述第二凹槽（10）与第一空腔（4）连通，在所述第二凹槽（10）设有泄气阀（11）。4.如权利要求1所述的水冷型汽轮机叶片，其特征在于：所述耐高温金属涂层的成分按质量百分比为：C：0.03%，Si：0.17%，Mn：0.25%，Cr：5.36%，Ni：8.12%，Cu：1.32%，Mo：0.16%，Co：0.12%，V：0.36%，Zn：0.5%，Al：0.28%，Ti：0.16%，B：0.08%，Mg：0.45%，S：0.01%，P：0.2%，助剂：0.32%，余量为Fe；所述助剂的化学成分质量百分比为：Ce：12%，Pr：2%，Nd：4%，Pm：3%，Gd：1%，Lu：3%，Dy：2%，Eu：3%，Ho：12%，Er：6%，Ni：0.2%，Zn：0.6%，Cu：0...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘达，王河平，宗国翼，
申请(专利权)人：南京赛达机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32