一种耐高温汽轮机叶片制造技术

本发明专利技术公开了公开了一种耐高温汽轮机叶片，包括叶根、叶型和叶冠，所述叶根、叶型和叶冠依次固定连接，所述叶型的横截面为弧形，所述叶型的内弧面上形成气道，所述叶型靠近叶冠的一端设置有通孔，所述叶型的外凸面上设置有降温装置，所述降温装置包括水管、冷却箱和降温管，所述水管、冷却箱和降温管均设置在叶型的外凸面上，所述通孔通过水管与冷却箱的进水口连接，所述冷却箱的出水口与降温管的进水口连接。本发明专利技术通过对液化的高温蒸汽进行降温，然后储存，实现对汽轮机叶片的降温。

A high temperature resistant turbine blade

The invention discloses a high temperature resistant turbine blade, including leaf root, leaf type and crown. The leaf root, leaf type and leaf crown are sequentially fixed and connected. The cross section of the leaf type is arc shaped, the inner arc of the leaf type forms an airway, and the leaf type is close to the crown of the leaf and the outer convex surface of the leaf type. The cooling device includes a water pipe, a cooling box and a cooling pipe. The water pipe, cooling box and cooling pipe are arranged on the outer convex surface of the leaf type. The through hole is connected by the water pipe to the intake port of the cooling box, and the water outlet of the cooling box is connected with the water intake of the cooling pipe. The invention reduces the temperature of the liquefied high-temperature steam and then stores it to cool the steam turbine blade.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温汽轮机叶片
本专利技术涉及发电设备
，特别是涉及一种耐高温汽轮机叶片。
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，又称为蒸汽透平，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。汽轮机的叶片是汽轮发电机组的重要部件。汽轮机叶片的工作环境复杂多变，它在极苛刻的条件下承受高温、高压、巨大的离心力、蒸汽力、蒸汽振荡力、腐蚀及湿蒸汽区水滴冲蚀的共同作用。在高温下金属的汽轮机叶片的机械性会有明显的下降，主要表现为材料的抗拉、抗扭、抗疲劳等性能会下降，然而当叶片长时间处于高温条件下，则会使叶片内部的组织结构产生变化，造成晶间空洞的生产、聚合，产生高温蠕变破坏，从而极大地影响叶片的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种耐高温汽轮机叶片，通过对液化的高温蒸汽进行降温，然后储存，实现对汽轮机叶片的降温。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种耐高温汽轮机叶片，包括叶根、叶型和叶冠，所述叶根、叶型和叶冠依次固定连接，所述叶型的横截面为弧形，所述叶型的内弧面上形成气道，所述叶型靠近叶冠的一端设置有通孔，所述叶型的外凸面上设置有降温装置，所述降温装置包括水管、冷却箱和降温管，所述水管、冷却箱和降温管均设置在叶型的外凸面上，所述通孔通过水管与冷却箱的进水口连接，所述冷却箱的出水口与降温管的进水口连接。进一步的，所述降温管呈多层S型设置在叶型的外凸面上。进一步的，所述冷却箱内设置有冷却管和制冷剂，所述冷却管的进水口与冷却箱的进水口连接，所述冷却管的出水口与冷却箱的出水口连接，所述冷却管呈多层S型设置在冷却箱中，所述制冷剂位于冷却管外。进一步的，所述通孔位于气道上。进一步的，所述降温管的出水口可拆卸设置有堵头。进一步的，所述耐高温汽轮机叶片的化学成分的质量百分比为：C：0.22-0.29％、Mn：0.61-0.64％、W：0.36-0.41％、Nb：0.53-0.58％、Si：1.23-1.56％、Cr：0.98-1.26％、Al：2.68-2.96％、Mo：0.34-0.38％、Ti：0.45-0.51％，稀土金属：0.25-0.32％、余量为Fe。进一步的，所述稀土金属的组份质量百分比为：Pr：17-21％、Nd：21-23％、Ce：8-11％、Y：25-27％、Tm：11-13％，余量为Ho。本专利技术还提供了一种耐高温汽轮机叶片的制备方法，包括以下步骤：S1：将汽轮机叶片的原料按照质量百分比加入到熔炼炉中，将原料熔炼成合金溶液，然后保温10-15分钟；S2：将合金溶液通过水冷的方式降温至660-650℃形成合金，然后对合金进行热轧，之后冷却形成合金胚料；S3：用砂轮切割机对合金胚料进行切割，然后将切割好的合金胚料放入锻模中进行锻造，锻造温度保持在765-806℃之间，锻造得到叶片成型胚料；S4：将叶片成型胚料放入淬火炉中进行淬火，淬火温度为860-900℃，淬火后冷却至280-300℃，将叶片半成品取出，自然冷却至室温，然后放入加热炉中加热至750-770℃，保温15-20分钟，然后取出，放入回火炉中，将回火炉温度调整至455-465℃，保温10-15分钟，然后取出，冷却至室温；S5：对S4得到的成型胚料表面进行喷砂处理，使胚料表面达到Sa2.5级，然后在成型胚料表面喷涂耐高温涂料，静置30-45分钟；S6：将S5得到的成型胚料放入气体氮化炉中，向炉内通入NH3，然后将炉温调整至530-535℃，保温15-20小时；S7：将S6得到的成型胚料进行超声波探伤处理，没有问题则去除胚料的内外尖角及毛刺，随后进行清洁，得到叶片成品。进一步的，所述S5中耐高温涂料的成分的质量百分比为：滑石粉：3-6％、石棉粉：5-11％、陶瓷土：2-4％、磷酸铁锌：5-8％、复合型双官能团硅烷：2-7％、醋酸丁酯：6-9％、正丁醇10-16％，余量为环氧改性有机硅树脂。进一步的，所述S5中喷砂处理的原料为钢砂、氧化铝、石英砂中的一种。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术所述的耐高温汽轮机叶片，在叶型上设置有通孔，当高温蒸汽作用到叶片上时，由于叶片表面温度较低，高温蒸汽会遇冷液化，变成水滴，而叶片高速旋转，水滴受离心力作用向叶冠处移动，从通孔进入水管，经过冷却箱，温度降低后到达降温管，降温管与叶片外凸面接触，可以对叶片进行降温，避免叶片长时间处于高温的工作环境中产生高温蠕变破坏，从而大大延长了叶片的使用寿命；(2)本专利技术所述的耐高温汽轮机叶片，降温管呈多层S型设置在叶型的外凸面上，尽可能增大了降温管与叶片的接触面积，加快了热量传递，提高了叶片降温的效果和效率；冷却管也呈多层S型设置在冷却箱中，增加了水在冷却箱的时间，使水达到降温管时水的温度更低，进一步增加了对叶片的降温效果；(3)本专利技术所述的耐高温汽轮机叶片，水滴受离心力作用沿着气道向叶冠移动，将通孔设置在气道上，使高温蒸汽液化形成的水更易进入通孔中；在降温管的出水口可拆卸设置有堵头，当汽轮机处于非工作状态时，可以将降温管中的水排出；(4)本专利技术所述的耐高温汽轮机叶片，在原料中加入Cr、Si、Al等元素，在熔炼的氧化性气氛中可以很快地生成一层致密的氧化膜，并牢固地附在钢表面，从而有效地提高汽轮机叶片的耐高温性能；加入了Mo、W等元素，属于VⅠB元素，可以增加钢中原子间在高温下的结合力，提高金属键的强度，从而提高了叶片的耐高温性能；还加入稀土元素，由于以上稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大，很容易填补在其晶粒及缺陷中，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使晶粒细化而提高钢的性能，另外，稀土元素与碳、硅等反应形成稀土元素的碳化物、硅化物等，这些化合物硬度高，耐化学腐蚀性好，且熔点高，不仅提高叶片的耐高温性能，还可以提高耐腐蚀性能，从而极大地提高了汽轮机的使用寿命。(5)本专利技术所述的耐高温汽轮机叶片，在叶片胚料热处理后进行喷砂处理，使叶片胚料的表面的外表或形状发生变化，由于磨料对叶片胚料表面的冲击和切削作用，使叶片胚料的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使胚料表面的机械性能得到改善，提高了叶片的抗疲劳性，同时增加了胚料表面与耐高温涂料之间的附着力，延长了耐高温涂料的耐久性；耐高温涂料则进一步提高了汽轮机叶片的耐高温性能。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为叶型外凸面的结构示意图。其中：1、叶根；2、叶型；3、叶冠；4、通孔；5、水管；6、冷却箱；7、降温管；8、冷却管；9、制冷剂；10、堵头。具体实施方式实施例1本实施例提供的一种耐高温汽轮机叶片，结构如图1所示，包括叶根1、叶型2和叶冠3，叶根1、叶型2和叶冠3依次固定连接，叶型2的横截面为弧形，叶型2的内弧面上形成气道，叶型2靠近叶冠3的一端设置有通孔4，通孔4位于气道上，叶型2的外凸面上设置有降温装置，降温装置包括水管5、冷却箱6和降温管7，水管5、冷却箱6和降温管7均设置在叶型2的外凸面上，降温管7呈多层S型设置在叶型2的外凸面上，冷却箱6内设置有冷却管8和制冷剂9，冷却管8的进水口与冷却箱6的进水口连接，冷却管8的出水口与冷却箱6的出水口连接，且冷却管8呈多层S型设置在冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温汽轮机叶片，包括叶根、叶型和叶冠，所述叶根、叶型和叶冠依次固定连接，所述叶型的横截面为弧形，所述叶型的内弧面上形成气道，其特征在于：所述叶型靠近叶冠的一端设置有通孔，所述叶型的外凸面上设置有降温装置，所述降温装置包括水管、冷却箱和降温管，所述水管、冷却箱和降温管均设置在叶型的外凸面上，所述通孔通过水管与冷却箱的进水口连接，所述冷却箱的出水口与降温管的进水口连接。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温汽轮机叶片，包括叶根、叶型和叶冠，所述叶根、叶型和叶冠依次固定连接，所述叶型的横截面为弧形，所述叶型的内弧面上形成气道，其特征在于：所述叶型靠近叶冠的一端设置有通孔，所述叶型的外凸面上设置有降温装置，所述降温装置包括水管、冷却箱和降温管，所述水管、冷却箱和降温管均设置在叶型的外凸面上，所述通孔通过水管与冷却箱的进水口连接，所述冷却箱的出水口与降温管的进水口连接。2.根据权利要求1所述的耐高温汽轮机叶片，其特征在于：所述降温管呈多层S型设置在叶型的外凸面上。3.根据权利要求1所述的耐高温汽轮机叶片，其特征在于：所述冷却箱内设置有冷却管和制冷剂，所述冷却管的进水口与冷却箱的进水口连接，所述冷却管的出水口与冷却箱的出水口连接，所述冷却管呈多层S型设置在冷却箱中，所述制冷剂位于冷却管外。4.根据权利要求1所述的耐高温汽轮机叶片，其特征在于：所述通孔位于气道上。5.根据权利要求1所述的耐高温汽轮机叶片，其特征在于：所述降温管的出水口可拆卸设置有堵头。6.根据权利要求1所述的耐高温汽轮机叶片，其特征在于：所述耐高温汽轮机叶片的化学成分的质量百分比为：C：0.22-0.29%、Mn：0.61-0.64%、W：0.36-0.41%、Nb：0.53-0.58%、Si：1.23-1.56%、Cr：0.98-1.26%、Al：2.68-2.96%、Mo：0.34-0.38%、Ti：0.45-0.51%，稀土金属：0.25-0.32%、余量为Fe。7.根据权利要求6所述的耐高温汽轮机叶片，其特征在于：所述稀土金属的组份质量百分比为：Pr：17-21%、Nd：21-23%、Ce：8-11%、Y：25-27%、Tm：11-13%，余量为Ho。8.一种...

【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