本发明专利技术涉及燃气轮机维修领域，具体为一种燃气轮机叶片大间隙缺陷粉末熔结成型修复方法，诸如高推比航空发动机、重型电力燃机、输送燃机和舰艇燃机的涡轮转子叶片、静止导向叶片与导向器及喷咀件经服役使用过程所引起的裂纹、烧蚀洞与腐蚀坑等大间隙缺陷，采用粉末熔结成型修复之一种工艺方法。粉末熔结成型修复过程是指：首先对修整洁净化处理过的缺陷表面施涂表面活化处理材料，然后用经B活化处理过的镍基或钴基合金粉末填充缺陷空间，并塑化成型，随后经高温熔烧连结达到修复。本发明专利技术可以解决高Al+Ti高温合金叶片大间隙缺陷国内目前不可修复而报废问题。叶片的修复强度高、无变形、速度快、成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃气轮机维修领域，具体为，诸如高推比航空发动机、重型电力燃机、输送燃机和舰艇燃机的涡轮转子叶片、静止导向叶片与导向器及喷咀件经服役使用过程所引起的裂纹、烧蚀洞与腐蚀坑等大间隙缺陷，采用粉末熔结成型修复之一种工艺方法。
技术介绍
目前，燃气轮机广泛应用于航空发动机和地面发电装置上。随着发动机效率的提高，发动机的燃气温度越来越高，同时发动机燃烧产生的高温燃气还具有很强的腐蚀性和氧化性。高压涡轮叶片处于燃气轮机的涡轮部位，燃烧室排出的温度最高的燃气直接作用 于高压涡轮叶片，由于发动机的起停或突然状态改变，高压涡轮叶片会产生很高的热应力，再加上高温燃气的腐蚀和氧化作用，随着高推比、高功率、高性能燃气轮机的发展，高推比航空发动机、重型电力燃机、输送燃机和舰艇燃机的涡轮转子叶片、静止导向叶片与导向器及喷咀件经服役使用过程引起裂纹、烧蚀洞与腐蚀坑等大间隙缺陷。叶片包括压气机转子叶片、涡轮转子叶片与导向器子叶片/喷咀是燃气轮机重要的关键部件。压气机转子叶片与外机匣联合将环境中气体压入并达到一定的高压进入燃烧室，而涡轮导向器叶片将由燃烧室出来的高压气体整流导入给涡轮转子叶片，转子叶片带动转子运动作功。在此过程中，转子叶片与外机匣相对密封式运动。由于转子振动、叶片热膨胀、离心力作用伸长、启动与停机热循环等过程会导致叶片叶尖的磨损与疲劳损伤，特别是涡轮转子叶片还会受到高温作用所引起的蠕变、冷热循环疲劳，高温氧化和含有S、C1、C、Ca、P等杂质的燃气沉积物的熔盐热腐蚀；此外在过载/过热情况下，导向器叶片/喷咀还会受到高温燃气的热冲击及烧蚀。随着燃气轮机输出功率的增大，叶片的这种磨损、腐蚀及烧蚀损伤失效愈严重。目前，我国在运行的重载燃气轮机多是进口的，且均相继进入大修期以至多次大修状态，叶片包括喷咀的修复国产化尤为重要。这是因为叶片/喷咀件昂贵，国外进口与修复更是费用高。另外，由于高压涡轮叶片属Al、Ti含量很高的镍基高温合金，在焊接和焊后热处理过程中具有很高的热裂纹敏感性，通常属不可焊材料，这就给高压涡轮叶片的修复带来了很大的困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决高铝钛含量的镍基、钴基与铁基合金叶片的裂纹、烧蚀洞与腐蚀坑等大的三维空间缺陷难修复、易变性、强度低、成本高、不能及时可靠修复等问题。本专利技术的技术方案是，对燃气轮机叶片的裂纹、烧蚀洞或腐蚀坑等大间隙空间缺陷进行粉末熔结成型修复，粉末熔结成型过程是指(1)对叶片上经修整并洁净化处理过的缺陷表面施涂表面活化处理材料；(2)将经硼活化处理过的镍基或钴基合金粉末填充缺陷空间，并塑化成型；(3)经加热熔结致密化，实现缺陷的空间性连结。所述的燃气轮机叶片大间隙缺陷粉末熔结成型修复方法，步骤(I)是将缺陷经打磨修整与洁净化处理的表面进行活化处理，硼活化处理材料可为含B或含Si或含B+Si的化合物或合金。活化处理材料可为粉态，也可为棒状或片状；施涂方法为微弧沉积涂层、电阻焊贴片方法或粉末喷涂方法。所述的燃气轮机叶片大间隙缺陷粉末熔结成型修复方法，步骤(2)是制备填充大间隙缺陷空间的材料和随后将此材料填充到大间隙缺陷空间中，并保持已塑化成的形状。填充材料为硼活化处理的合金粉末，其中硼活化方法为硼化物、 硼的氢氧化物、硼酸或硼酸盐与合金粉末通过机械球磨或溶液浸泡；合金粉末为叶片基体合金粉末或其它镍基、钴基或铁基高温合金粉末，硼活化处理过的合金粉末的塑化成型调制是通过向粉末中添加塑化成型剂，塑化成型剂的加入量占合金粉末重量的8-15%。本专利技术中，按重量百分比计，塑化成型剂的组成及含量范围如下非离子表面活性剂0· I I. 5% ;聚甲基丙烯酸酯(PMMA) 28 38% ;邻苯二甲酸20 30% ;二丙二醇甲醚40 50%。本专利技术中，非离子表面活性剂可以为二甲基乙酰胺、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵等。所述的燃气轮机叶片大间隙缺陷粉末熔结成型修复方法，步骤(3)是叶片大间隙缺陷空间填充材料的加热熔结致密化并与叶片基体形成一体，加热熔结是采用真空炉或在H2或惰性气体保护下的热处理炉升温加热过程，由脱塑化剂一预烧结一熔结一空冷一热处理五个阶段所造成。预烧结温度为400-900°C，烧结温度为800-1250°C，致密度大于98%，强度为叶片基体合金的90%以上。所述的燃气轮机叶片大间隙缺陷粉末熔结成型修复方法，对叶片表面与穿透性裂纹、叶片烧蚀洞的修复和叶片腐蚀坑以及腐蚀洞的修复，其修复过程的工艺特征为叶片经化学或机械方法除去涂层一喷丸一待修复区机械打磨修整清洗一表面活化处理一填充材料硼活化处理与塑化处理一填充材料置入修复区并塑化成型一加热熔结一整形加工一叶片合金材料处理一再防护涂层。本专利技术中，修复叶片的再防护层是采用微弧沉积涂层修复工艺方法(申请号201010146245. 7)。本专利技术中，叶片大间隙缺陷为穿透叶片壁厚的裂纹，裂纹长> I. Omm;叶片大间隙缺陷为烧蚀洞，洞的大小为Φ1πιπι-Φ25πιπι;叶片大间隙缺陷为腐蚀坑，坑的大小为Φ 1πιιη-Φ50πιιηο本专利技术中，表面活化处理可以采用镍-硼合金，其成分如下)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机叶片大间隙缺陷粉末熔结成型修复方法，其特征在于，对燃气轮机叶片的裂纹、烧蚀洞或腐蚀坑之类大间隙空间缺陷进行粉末熔结成型修复，粉末熔结成型过程是指(I)对叶片上经修整并洁净化处理过的缺陷表面施涂表面活化处理材料；(2)将经硼活化处理过的镍基或钴基合金粉末填充缺陷空间，并塑化成型；(3)经加热熔结致密化，实现缺陷的空间性连结。2.按照权利要求I所述的燃气轮机叶片大间隙缺陷粉末熔结成型修复方法，其特征在于，步骤(I)是将缺陷经打磨修整与洁净化处理的表面进行活化处理，活化处理材料为含B或含Si或含B+Si化合物或合金，活化处理材料为粉态、棒状或片状。3.按照权利要求I所述的燃气轮机叶片大间隙缺陷粉末熔结成型修复方法，其特征在于，步骤(I)中，施涂方法为微弧沉积涂层方法、电阻焊贴片方法或粉末喷涂方法。4.按照权利要求I所述的燃气轮机叶片大间隙缺陷粉末熔结成型修复方法，其特征在于，步骤(2)是制备填充大间隙缺陷空间的材料和随后将此材料填充到大间隙缺陷空间中，并保持已塑化成的形状。填充材料为硼活化处理的合金粉末，其中硼活化方法为硼化物、硼的氢氧化物、硼酸或硼酸盐与合金粉末通过机械球磨或溶液浸泡；合金粉末为叶片基体合金粉末或其它镍基、钴基或铁基高温合金粉末，硼活化处理过的合金粉...
【专利技术属性】
技术研发人员：王茂才，王东生，
申请(专利权)人：王茂才，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。