一种汽轮机缸体密封面修复工艺制造技术

本发明专利技术涉及蒸汽轮机领域，具体为一种汽轮机缸体密封面修复工艺。本发明专利技术采用冷金属过渡(CMT)焊接是一种MIG/MAG增材制造技术，用于修复汽轮机缸体密封面。根据汽轮机缸体材料：P265GH及介质高温高压蒸汽，选用镍基合金焊丝Ni‑Cr‑Mo作为增材制造材料。本发明专利技术使用冷金属过渡(CMT)增材制造进行密封面修复，操作容易，效率高，结合力要更好。

【技术实现步骤摘要】
一种汽轮机缸体密封面修复工艺
本专利技术涉及蒸汽轮机领域，具体为一种汽轮机缸体密封面修复工艺。
技术介绍
蒸汽轮机广泛用于火力发电和核能发电领域，应考虑汽轮机缸体运输不方便，工期紧张，密封面气蚀严重，整体拆卸不易，一套全换周期比较长，并且价格十分昂贵，所以选择在线修复的方式达到节约成本目的。汽轮机缸体密封面气蚀主要的形式以及原因如下：(1)附着在缸体表面的沉积物对缸体有化学腐蚀，因此后期运行中会引起钢铁的催化不同程度的腐蚀。(2)汽轮机蒸汽介质在一定的速度下，高速活动的介质夹杂着颗粒直接冲洗密封面，使其造成局部损坏，介质的冲蚀加之化学侵蚀交替作用，会强烈的侵蚀密封面。传统工艺增材制造会造成的问题如下：(1)增材制造过程中热量大，会影响缸体修复后变形量。(2)焊接效率低，影响修复周期。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种汽轮机缸体密封面修复工艺，解决汽轮机整体拆卸麻烦，运输困难等问题，可以在短快速修复汽轮机缸体密封面。为了解决上述问题，本专利技术提供如下技术方案：一种汽轮机缸体密封面修复工艺，包括以下步骤：(1)由于汽轮机缸体密封面磨损及不同程度的气蚀，对汽轮机缸体密封面进行打磨处理，去除修复位置的疲劳层；用布条清除密封面存在的污渍，使用着色探伤剂确认密封面有无伤痕裂缝，用丙酮擦拭使其表面无污渍；(2)使用平面度检测仪器进行增材制造前平面度检验；(3)采用冷金属过渡增材制造修复汽轮机缸体密封面；(4)使用测量卡尺测量磨损表面尺寸；根据测量尺寸与标准尺寸，确定焊接高度；焊后尺寸至少高于密封面基准尺寸1mm以上，以便在线铣床进行铣削加工；调节冷金属过渡焊接参数如下：焊接高度2.5～3mm，焊接宽度8～10mm，焊接电流150～200A，焊接速度7～15mm/s，焊道搭接量50～60％，保护气体：按体积比98％氩气和2％二氧化碳的混合气体，气体流量8～12L/min，焊丝直径选用1.2mm。所述的汽轮机缸体密封面修复工艺，根据汽轮机缸体材料：P265GH及介质高温高压蒸汽，选用镍基合金焊丝Ni-Cr-Mo作为增材制造材料，镍基合金Ni-Cr-Mo焊丝化学成分如下：C0～0.1％，Cr20～23％，Co0～1.0％，Al0～0.4％，Mn0～0.5％，Fe0～5％，Si0～0.5％，Mo8～10％，其余Ni；镍基合金Ni-Cr-Mo焊丝的密度为8.4g/cm3，熔点达到1290～1350℃，布氏硬度≤220HB。所述的汽轮机缸体密封面修复工艺，焊接前，将汽轮机缸体加热到100～150℃，焊接后进行保温缓慢冷却，冷却速度为5℃/min～10℃/min，焊接完毕后进行着色探伤。所述的汽轮机缸体密封面修复工艺，使用ABB机械臂焊接，编写焊接程序，进行自动化焊接；汽轮机缸体密封面平面焊接方式为直线式环绕型，圆弧面焊接方式为圆弧型。所述的汽轮机缸体密封面修复工艺，焊接修复完毕后，使用在线铣床进行密封面加工，铣掉表面多余尺寸，并精加工处理到预定尺寸，在线铣床后用沙皮纸研磨膏油石打磨抛光至预定粗糙度Ra0.8μm。本专利技术采用冷金属过渡(CMT)焊接是一种MIG/MAG增材制造技术，用于修复汽轮机缸体密封面，其设计思想如下：(1)CMT(冷金属过渡)焊接的特点CMT技术是一种无焊渣飞溅的新型焊接工艺技术，冷金属过渡焊接系统是通过短路过渡基础开发，同传统的气体焊接保护焊MIG/MAG金属熔滴过渡相比热输入更低，在焊接过程中实现冷热交替焊接，大幅度降低焊接热输出量，冷金属过渡工艺热输入量小、变形小、无飞溅、搭桥能力好、焊缝均匀一致、焊接速度高、运行成本低，为焊接提供完美的解决方法。(2)CMT焊接的工作原理CMT焊接技术实现无电流状态下的熔滴过渡，当短路电流产生，焊丝即停止前进并电弧引燃，熔滴向熔滴进入熔池，电弧熔池过渡熄灭，电流减小自动地回抽。在这种方式中，电弧自身输入热量的过程很短，短路发生，电弧即熄灭，热输入量迅速地减少，整个焊接过程即在冷热交替中循环往复。(3)CMT的自动送丝技术自动送丝机送丝驱动部分一般是由可调预紧力压杆、主动轮、从动轮组成，可进行预紧力压杆，用于压紧焊丝，把手可旋转调节压紧度。(4)ABB机械臂焊接技术机械臂是拟人手臂手腕的功能，代替的传统工艺的手工焊接，从而使焊接效率和质量大大的提高。(5)在线铣削磨加工技术在线铣削磨设备可实现在线平面铣削加工，具有稳定的加工质量。本专利技术的优点及有益效果是：(1)本专利技术增材制造过程中热量小，焊接温度在80～120℃，有效的限制温度对焊接的影响。(2)本专利技术焊接效率高，通过自动送丝功能、ABB机械臂，实现自动化焊接。(3)本专利技术焊接时飞溅小，焊接搭桥能力好、焊缝均匀一致、携带方便。(4)本专利技术不会产生工件变形、退火、变色现象，不出现裂纹，无硬化、无硬点现象，不影响机械加工性能。(5)本专利技术使用冷金属过渡(CMT)增材制造进行密封面修复，操作容易，效率高，结合力要更好。具体实施方式在具体实施过程中，本专利技术汽轮机缸体密封面修复工艺，其包括以下步骤：(1)由于汽轮机缸体密封面磨损及不同程度的气蚀，对汽轮机缸体密封面进行打磨处理，去除修复位置的疲劳层。用布条清除密封面存在的污渍，使用着色探伤剂确认密封面有无伤痕裂缝，用丙酮擦拭若干遍，使其表面无污渍。(2)使用平面度检测仪器进行增材制造前平面度检验。(3)采用冷金属过渡(CMT)增材制造修复汽轮机缸体密封面，根据汽轮机缸体材料：P265GH(对应国内牌号是25MnG)及介质高温高压蒸汽，故选用镍基合金焊丝(Ni-Cr-Mo)作为增材制造材料，拥有耐无机酸腐蚀能力，对氧化和还原环境的各种腐蚀介质都具有非常出色的抗腐蚀能力，具有强度高，塑性好，是一种非常重要的耐腐蚀金属材料，修复后的结合部位将比原基体更好的耐磨损。其中，镍基合金Ni-Cr-Mo焊丝化学成分如下：C0～0.1％，Cr20～23％，Co0～1.0％，Al0～0.4％，Mn0～0.5％，Fe0～5％，Si0～0.5％，Mo8～10％，其余Ni。镍基合金Ni-Cr-Mo焊丝的密度为8.4g/cm3，熔点达到1290～1350℃，布氏硬度≤220HB。(4)使用测量卡尺测量磨损表面尺寸。根据测量尺寸与标准尺寸，确定焊接高度。焊后尺寸至少高于密封面基准尺寸1mm以上，以便在线铣床进行铣削加工。调节CMT焊接参数如下：焊接高度2.5～3mm，焊接宽度8～10mm，焊接电流150～200A，焊接速度7～15mm/s，焊道搭接量50～60％，保护气体：按体积比98％氩气和2％二氧化碳的混合气体，气体流量8～12L/min，焊丝直径选用1.2mm。(5)焊接前，将汽轮机缸体加热到100～150℃，焊接后进行保温缓慢冷却，焊接完毕后进行着色探伤，注意控制热量防止发生变形，尽量减小焊接变形和不允许出现裂纹。(6)使用ABB机械臂焊接，编写焊接程序，进行自动化焊接。汽轮机缸体密封面平面焊接方式为直线式环绕型，圆弧面焊接方式为圆弧型。(7)焊接修复完毕后，使用在线铣床进行密封面加工，铣掉表面多余尺寸，并精加工处理到预定尺寸。汽轮机在工作时，两缸体在蒸汽冲击下必须紧密贴合，不允许存在泄漏，对缸体密封面要求非常高，一般粗糙度在Ra0.8μm，在线铣床后用沙皮纸研磨膏油石打磨抛光至预定粗糙度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽轮机缸体密封面修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)由于汽轮机缸体密封面磨损及不同程度的气蚀，对汽轮机缸体密封面进行打磨处理，去除修复位置的疲劳层；用布条清除密封面存在的污渍，使用着色探伤剂确认密封面有无伤痕裂缝，用丙酮擦拭使其表面无污渍；(2)使用平面度检测仪器进行增材制造前平面度检验；(3)采用冷金属过渡增材制造修复汽轮机缸体密封面；(4)使用测量卡尺测量磨损表面尺寸；根据测量尺寸与标准尺寸，确定焊接高度；焊后尺寸至少高于密封面基准尺寸1mm以上，以便在线铣床进行铣削加工；调节冷金属过渡焊接参数如下：焊接高度2.5～3mm，焊接宽度8～10mm，焊接电流150～200A，焊接速度7～15mm/s，焊道搭接量50～60％，保护气体：按体积比98％氩气和2％二氧化碳的混合气体，气体流量8～12L/min，焊丝直径选用1.2mm。

【技术特征摘要】
1.一种汽轮机缸体密封面修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)由于汽轮机缸体密封面磨损及不同程度的气蚀，对汽轮机缸体密封面进行打磨处理，去除修复位置的疲劳层；用布条清除密封面存在的污渍，使用着色探伤剂确认密封面有无伤痕裂缝，用丙酮擦拭使其表面无污渍；(2)使用平面度检测仪器进行增材制造前平面度检验；(3)采用冷金属过渡增材制造修复汽轮机缸体密封面；(4)使用测量卡尺测量磨损表面尺寸；根据测量尺寸与标准尺寸，确定焊接高度；焊后尺寸至少高于密封面基准尺寸1mm以上，以便在线铣床进行铣削加工；调节冷金属过渡焊接参数如下：焊接高度2.5～3mm，焊接宽度8～10mm，焊接电流150～200A，焊接速度7～15mm/s，焊道搭接量50～60％，保护气体：按体积比98％氩气和2％二氧化碳的混合气体，气体流量8～12L/min，焊丝直径选用1.2mm。2.按照权利要求1所述的汽轮机缸体密封面修复工艺，其特征在于，根据汽轮机缸体材料：P265GH及介质高温高压蒸汽，选用镍基合金焊丝Ni-Cr-Mo...

【专利技术属性】
技术研发人员：高超超，林慧超，林上红，
申请(专利权)人：浙江翰德圣智能再制造技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33