1000MW发电机组汽轮机转子汽封轴颈在线修复方法技术

本发明专利技术提供一种1000MW发电机组汽轮机转子汽封轴颈在线修复方法，在轴承支座固定轴封体的连接端面上安装托盘，在托盘上安装刀架，通过盘车装置连续转动转子，使用组装调试好的刀架上的车刀车削汽封轴颈损伤面的汽封槽和凸台，并使得汽封轴颈损伤面的汽封槽和凸台成等径尺寸，在汽封轴颈远离刀架的那侧配置激光器设备，利用激光器设备的激光束扫描车削面上的金属合金粉末，进行熔覆形成修复层。本发明专利技术人机工程量小、现场施工时间短（5～10天）、转子无需拆卸和往返运输、风险小、费用低；能保证汽封轴颈恢复至其原设计尺寸精度；采用激光熔覆方式修复汽封轴颈损伤部位，修复层结合强度高，耐磨性好。

On line repair method for steam turbine rotor shaft neck of 1000MW generator set

The invention provides an on-line repair method for the shaft neck of the rotor seal of a 1000MW generating set steam turbine. A tray is installed on the connecting end face of the fixed shaft seal body of the bearing support, a tool holder is installed on the tray, the rotor is continuously rotated by a turning device, and the steam seal groove on the damaged surface of the shaft neck of the steam seal is turned by a turning tool on the assembled and adjusted tool holder. The seal groove and the bump on the damage surface of the seal journal are made to be of the same diameter. Laser equipment is arranged on the side of the seal journal away from the tool holder. The metal alloy powder on the turning surface is scanned by the laser beam of the laser equipment and the repair layer is formed. The invention has the advantages of small ergonomics, short construction time (5-10 days), no need to disassemble and transport the rotor to and fro, small risk and low cost, can ensure that the seal journal can be restored to its original design dimension precision, and can repair the damaged parts of the seal journal by laser cladding, and has high bonding strength and good wear resistance.

【技术实现步骤摘要】
1000MW发电机组汽轮机转子汽封轴颈在线修复方法
本专利技术涉及汽轮机设备
，特别涉及1000MW发电机组汽轮机转子汽封轴颈在线修复方法。
技术介绍
1000MW超临界大型汽轮发电机组是目前国内火力发电装置的建设发展趋势，也是我国火力发电行业的核心设备。汽轮机有静子和转子两大部分，在开机运行时静子固定不动，转子高速旋转，因此转子和静子之间有一定的间隙；蒸汽流过汽轮机各级工作时，除了绝大部分从导叶、动叶的通道中流过做功外，一小部分会从间隙中流过而不做功，成为一种能量损失，降低了机组的效率。现有通过在转子两端穿过汽缸的轴颈部位设置成组汽封，实现了防止因轴端间隙漏气的目的，保证了汽轮机高效运行。然而，由于设备运行时因振动偏大或设备管理不当等原因，造成汽轮机转子汽封轴颈磨损，会导致蒸汽漏出或空气进入，影响机组安全稳定运行，因此需要进行修复处理。然而，汽轮机转子由于其体积大、质量重、现场加工不便，一般采取返厂修复损伤的方式，但返厂修复首先需要揭缸吊出转子并后期回装，不仅人机工程量大，还有往返运输不便（数十吨重）、风险大、费用高、返厂修复周期长（最少3～6个月）的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对
技术介绍
中存在人机工程量大、往返运输不方便、风险大、费用高、返厂修复周期长等不足，提供一种采用激光熔覆和安装在轴承支座连接端面上的刀架装置在线车削汽封槽进行修复的1000MW发电机组汽轮机转子汽封轴颈在线修复方法。一种1000MW发电机组汽轮机转子汽封轴颈在线修复方法，其特征在于，包括以下步骤：1）拆除汽轮机轴封体的上半部分，然后清洗汽封轴颈。2）对汽封轴颈的损伤面进行硬度检测和着色探伤检测。3）在轴承支座固定轴封体的连接端面上安装托盘,且托盘的连接端面与轴承支座固定轴封体的连接端面相接触。4）在托盘上安装刀架。5）车削：通过盘车装置连续转动转子，使用组装调试好的刀架上的车刀车削汽封轴颈损伤面的汽封槽和凸台，并使得汽封轴颈损伤面的汽封槽和凸台成等径尺寸即削平，车削宽度根据损伤范围确定，车削深度根据疲劳层深度确定。6）对车削后的损伤面即车削面进行硬度检测和着色探伤检测，检测基材无疲劳损伤后，对汽封轴颈进行清洗。7）在汽封轴颈远离所述刀架的那侧配置激光器设备，使得激光器设备的熔覆区域与刀架的机加工区域分隔开。8）使用送粉器将金属合金粉末吹送至车削面,金属合金粉末的合金元素质量百分比含量分别为：Fe60～55%、Cr20～16%、Ni15～10%、Mo5～2%、Nb3～1%、Ti2～0.1%、W1～0.5%。9）熔覆：利用激光器设备的激光束扫描车削面上的金属合金粉末，熔覆形成修复层。10）通过盘车装置连续转动转子，粗车修复层。11）对粗车后的修复层进行硬度检测和着色探伤检测，检测修复层无缺陷、硬度为基材硬度的±HB15范围内。12）检测完后精车修复层，使得修复层达到凸台的设计尺寸。13）通过盘车装置连续转动转子，用刀架上的成型刀车削汽封槽，使得汽封槽达到其设计尺寸，得到新汽封槽。14）在新汽封槽上安装新汽封片。15）用刀架上的车刀车削新汽封片的外圆，使得新汽封片外圆尺寸达到其设计尺寸。16）将步骤1）中拆除的汽轮机轴封体上半部分回装上去。在其中一个实施例中，步骤1）中使用清洗剂或无水乙醇进行清洗。在其中一个实施例中，步骤3）中，可以利用螺栓以及轴承支座固定轴封体的连接端面上的螺栓孔，将托盘安装在轴承支座固定轴封体的连接端面上，托盘的连接端面与轴承支座固定轴封体的连接端面相接触。在其中一个实施例中，步骤5）中，车削时使得车削区域的两端形成坡口，便于激光扫描熔覆时与基面良好的搭接。在其中一个实施例中，步骤8）中，以氩气作为送粉器的送粉气源，在步骤9）的修复过程中氩气同步进入熔池作为保护气。在其中一个实施例中，步骤9）中，当连续盘车速度超出熔覆工艺扫描速度时，可在不连续盘车情况下，在轴颈圆周方向按8～12段分段进行激光熔覆，熔覆弧长控制在180mm～230mm，每熔覆一段，汽封轴颈盘车180°后对称熔覆另一段，对相邻熔覆段搭接形成的高点，局部打磨清理，便于下道工序车削。在其中一个实施例中，步骤9）中，激光熔覆功率为3000W，扫描速度为1100～1200mm/min，光斑4×5mm，每层熔覆厚度0.8～1mm，且熔覆尺寸应大于凸台尺寸。在其中一个实施中，步骤13）中先使用夹持在刀架上的合金针在修复层划出汽封槽位置后，再通过盘车装置连续转动转子，用成形刀车削出汽封槽，使得汽封槽达到其设计尺寸。在其中一个实施例中，步骤3）中的托盘上设有支撑臂。本专利技术的优点及其有益效果本专利技术通过采用激光熔覆和安装在轴承支座固定轴封体的连接端面上的刀架在线车削汽封槽修复损伤汽封轴颈，人机工程量小、现场施工时间短（5～10天）、转子无需拆卸和往返运输、风险小、费用低；能保证汽封轴颈恢复至其原设计尺寸精度；采用激光熔覆方式修复汽封轴颈损伤部位，修复层结合强度高，耐磨性好。本专利技术使用铁基合金因其具有耐磨性好，应用广泛，生产成本可控的优点，通过添加Cr、Ni、Ti、W等合金元素，提高了铁基合金的耐热耐蚀性能和抗氧化能力，增强熔覆层韧性，同时Nb、Mo的加入能有效抑制脆性相，降低裂纹敏感性，使组织更加致密细化，提高显微硬度，使熔覆层的抗开裂能力得以增强。附图说明图1为汽封轴颈、刀架、托盘、激光器设备的结构示意图。图2为托盘连接端面、托盘的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实现，本领域的技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似的改进，因此本专利技术不受公开的具体实施例的限制。实施例1本实施例以上海汽轮机有限公司制造的1000MW汽轮机组，型号N1000-28/600/620型，转子轴材质26NiCrMoV14-5为例。请参阅图1和图2，一种1000MW发电机组汽轮机转子汽封轴颈在线修复方法，包括以下步骤：1）拆除汽轮机轴封体的上半部分，然后使用清洗剂或无水乙醇进行清洗汽封轴颈7。2）对汽封轴颈7的损伤面进行硬度检测和着色探伤检测。3）利用螺栓，将托盘3安装在轴承支座固定轴封体的连接端面1上，且托盘的连接端面31与轴承支座固定轴封体的连接端面1固定在一起。4)在托盘上安装刀架5。5)车削：通过盘车装置连续转动转子，使用组装调试好的刀架5上的车刀车削汽封轴颈损伤面的汽封槽和凸台，车削时使得车削区域的两端形成坡口，便于下个步骤中激光扫描熔覆时与基面良好的搭接（基面指的是侧壁面）；并使得汽封轴颈7损伤面的汽封槽和凸台成等径尺寸即削平，车削宽度根据损伤范围确定，车削深度根据疲劳层深度确定。6)对车削后的损伤面即车削面进行硬度检测和着色探伤检测，检测基材无疲劳损伤后对汽封轴颈7进行清洗。5）在汽封轴颈7远离刀架5的那侧配置激光器设备9，使得激光器设备9的熔覆区域与刀架5的机加工区域分隔开。8）使用送粉器将金属合金粉末吹送至车削面,金属合金粉末的合金元素质量百分比含量分别为：Fe60～55%、Cr20～16%、Ni15～10%、Mo5～2%、Nb3～1%、Ti2～0.1%、W1～0.5%。9）熔覆：利用激光器设备9的激光束扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1000MW发电机组汽轮机转子汽封轴颈在线修复方法，其特征在于，包括以下步骤：拆除汽轮机轴封体的上半部分，然后清洗汽封轴颈；对汽封轴颈的损伤面进行硬度检测和着色探伤检测；3）在轴承支座固定轴封体的连接端面上安装托盘,且托盘的连接端面与轴承支座固定轴封体的连接端面相接触；4）在托盘上安装刀架；车削：通过盘车装置连续转动转子，使用组装调试好的刀架上的车刀车削汽封轴颈损伤面的汽封槽和凸台，并使得汽封轴颈损伤面的汽封槽和凸台成等径尺寸即削平，车削宽度根据损伤范围确定，车削深度根据疲劳层深度确定；对车削后的损伤面即车削面进行硬度检测和着色探伤检测，检测基材无疲劳损伤后，对汽封轴颈进行清洗；7）在汽封轴颈远离所述刀架的那侧配置激光器设备，使得激光器设备的熔覆区域与刀架的机加工区域分隔开；8）使用送粉器将金属合金粉末吹送至车削面, 金属合金粉末的合金元素质量百分比含量分别为：Fe60～55%、Cr20～16%、Ni15～10%、Mo5～2%、Nb3～1%、Ti2～0.1%、W1～0.5%； 9）熔覆：利用激光器设备的激光束扫描车削面上的金属合金粉末，熔覆形成修复层；10）通过盘车装置连续转动转子，粗车修复层；11）对粗车后的修复层进行硬度检测和着色探伤检测，检测修复层无缺陷、硬度为基材硬度的± HB15范围内；12）检测完后精车修复层，使得修复层达到凸台的设计尺寸；13）通过盘车装置连续转动转子，用刀架上的成型刀车削汽封槽，使得汽封槽达到其设计尺寸，得到新汽封槽；14）在新汽封槽上安装新汽封片；15）用刀架上的车刀车削新汽封片的外圆，使得新汽封片外圆尺寸达到其设计尺寸；16）将步骤1）中拆除的汽轮机轴封体上半部分回装上去。...

【技术特征摘要】
1.一种1000MW发电机组汽轮机转子汽封轴颈在线修复方法，其特征在于，包括以下步骤：拆除汽轮机轴封体的上半部分，然后清洗汽封轴颈；对汽封轴颈的损伤面进行硬度检测和着色探伤检测；3）在轴承支座固定轴封体的连接端面上安装托盘,且托盘的连接端面与轴承支座固定轴封体的连接端面相接触；4）在托盘上安装刀架；车削：通过盘车装置连续转动转子，使用组装调试好的刀架上的车刀车削汽封轴颈损伤面的汽封槽和凸台，并使得汽封轴颈损伤面的汽封槽和凸台成等径尺寸即削平，车削宽度根据损伤范围确定，车削深度根据疲劳层深度确定；对车削后的损伤面即车削面进行硬度检测和着色探伤检测，检测基材无疲劳损伤后，对汽封轴颈进行清洗；7）在汽封轴颈远离所述刀架的那侧配置激光器设备，使得激光器设备的熔覆区域与刀架的机加工区域分隔开；8）使用送粉器将金属合金粉末吹送至车削面,金属合金粉末的合金元素质量百分比含量分别为：Fe60～55%、Cr20～16%、Ni15～10%、Mo5～2%、Nb3～1%、Ti2～0.1%、W1～0.5%；9）熔覆：利用激光器设备的激光束扫描车削面上的金属合金粉末，熔覆形成修复层；10）通过盘车装置连续转动转子，粗车修复层；11）对粗车后的修复层进行硬度检测和着色探伤检测，检测修复层无缺陷、硬度为基材硬度的±HB15范围内；12）检测完后精车修复层，使得修复层达到凸台的设计尺寸；13）通过盘车装置连续转动转子，用刀架上的成型刀车削汽封槽，使得汽封槽达到其设计尺寸，得到新汽封槽；14）在新汽封槽上安装新汽封片；15）用刀架上的车刀车削新汽封片的外圆，使得新汽封片外圆尺寸达到其设计尺寸；16）将步骤1）中拆除的汽轮机轴封体上半部分回装上去。2.根据权利要求1所述的1000MW发电机组汽轮机转子汽封轴颈在线修复方法，其特征在于，步骤1）中使用清洗剂或无水...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶玮，邹新长，
申请(专利权)人：岳阳大陆激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43