CN1990169A - 一种汽轮机转子轴断裂的修复工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽轮机转子轴断裂的修复工艺，包括：新件加工，新件安装连接，整体机械加工，无损探伤检测和转子动平衡，其特征在于：所述新件安装连接是机械连接和接口部位的激光熔覆。本发明提供的汽轮机转子的修复工艺的优点在于：实现了对现有技术中其他方法不易实现的对汽轮机转子在发生断裂后的修复，而且本修复工艺使修复后的汽轮机转子轴的强度、寿命均与原基本相同，修复后汽轮机转子性能也明显优于其它方法，具有巨大的价值。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机转子轴断裂的维修与检测技术，特别提供了一种汽轮机转子轴断裂的修复工艺。
背景技术
汽轮机转子是将气体的动能转换为机械能的关键部件。汽轮机转子一般由转子轴、轮盘、叶片等零件组成，其汽轮机转子轴的精度等级高、制作工艺复杂、生产成本高、周期长。汽轮机转子轴的工艺条件苛刻，工作转速从3000转/分到约7000转/分，工作温度在80～300℃，甚至更高，连续运转使用年限要达到20年以上。
汽轮机转子轴的毛坯一般为优质合金钢锻件，由于其影响整个转子的质量和寿命，所以有严格的质量要求。汽轮机转子轴的制造成本非常高昂，约占整个转子制造成本的20％～40％，制造周期也很长。
在运行中，汽轮机转子的工作环境非常复杂，在高温、高转速工况下承受振动和冲击载荷，如果转子轴的变截面处由于设计、加工或材料内部存在缺陷，极易产生转子轴的断裂，如果重新制造，从工期到成本都是用户所无法承受的。同时由于汽轮机是提供能源的设备，其长期停产给企业甚至一个地区的经济、人民生活所带来的损失是非常巨大的，因此，必须采取某种方式维修。
目前的维修都采用机械连接的方式。受具体连接方法、加工精度及安装工艺的影响，使转子轴的整体质量在运行时不能得到百分之百的保证，对转子的安全运行有重大隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高质量、高安全系数、高精度的汽轮机转子轴断裂的修复工艺。
本发明提供一种汽轮机转子轴断裂的修复工艺，包括：新件(一般为轴头)加工，新件安装连接，整体机械加工，无损探伤检测和转子动平衡，其特征在于：所述新件安装连接是机械连接和接口部位的激光熔覆。
本发明提供的汽轮机转子轴断裂的修复工艺，其接口部位的激光熔覆可以对新、旧零件预先加工出的工艺坡口进行激光熔覆。
本发明提供的汽轮机转子轴断裂的修复工艺，其接口部位的激光熔覆的工艺参数可以是：熔池尺寸直径为2～5mm、深度为0.1～0.2mm，加热时间为0.001～0.1s，熔覆材料为与基体相适应的金属粉；这样很好地保证了对转子轴只有很小的热输入量，对其它部位无明显影响，而且质量可靠。
本发明提供的汽轮机转子轴断裂的修复工艺，其机械连接是指过盈、螺纹、键或销连接的方法，以传递转子一定的轴向力或扭矩。
本发明的优点是：实现了对现有技术中其他方法不易实现的对汽轮机转子轴断裂的修复，修复后的汽轮机转子轴的强度、寿命均与原基本相同，而且本修复工艺适应性强、操作简便、加工误差小、热变形小、规范性强、修复后汽轮机转子轴的综合性能也明显优于其它方法，具有巨大的价值。
附图说明
图1是修复后的汽轮机转子轴的示意图。
具体实施方式
实施例1 汽轮机转子轴断裂的修复工艺
工艺步骤如下：
1、失效原因分析，为新件的设计、接口部位的连接方法和具体尺寸提供依据：
1.1对损伤部位的金相分析；
1.2对转子材料成分分析；
1.3通过分析结果确定转子轴断裂的原因。
2、对断裂的小部分重新设计
2.1选择应力较小的截面作为接口的位置；
2.2根据转子承受的轴向和径向载荷，决定采用螺纹连接加激光熔覆的零件方式，并根据载荷确定芯部螺纹尺寸和激光熔覆坡口的尺寸；
2.3测绘断裂零件的其它部位尺寸；
2.4按测绘结果设计，以保证连接零件的可靠安装。
3、强度计算
3.1对螺纹部分进行强度校核；
3.2对激光熔覆的接口部位进行强度校核。
4、零件加工
4.1零件锻造；
4.2超声波探伤；
4.3机械加工；
4.4尺寸检查。
5、零件安装：将加工好的零件——轴头1用螺纹部位3与原转子轴4相连接(如图1所示)。
6、激光熔覆：在激光熔覆区2进行激光熔覆，熔池直径约3mm、熔池深度约为0.1～0.2mm，加热时间为0.001～0.1s，熔覆材料为与基体相适应的金属粉。
7、转子整体加工：恢复其它部位尺寸。
8、熔覆部位无损探伤：确保内部无缺陷。
9、尺寸及形位公差检测，以达到经过上述修复过程之后的汽轮机转子轴满足表面光洁度、硬度、尺寸公差及转子的形位公差等相关要求：
9.1所有加工部位的尺寸及形位公差检测；
9.2转子整体形位公差检测。
10、推力盘安装。
11、推力盘形位公差检测。
12、转子整体动平衡：采用增加或减少配重块的方法使转子满足动平衡要求。
Claims (4)
1、一种汽轮机转子轴断裂的修复工艺，包括：新件加工，新件安装连接，整体机械加工，无损探伤检测和转子动平衡，其特征在于：所述新件安装连接是机械连接和接口部位的激光熔覆。
2、按照权利要求1所述的汽轮机转子轴断裂的修复工艺，其特征在于：所述接口部位的激光熔覆是指，对新、旧零件预先加工出的工艺坡口进行激光熔覆。
3、按照权利要求1或2所述的汽轮机转子轴断裂的修复工艺，其特征在于所述接口部位的激光熔覆的工艺参数是：熔池尺寸直径为2～5mm、深度为0.1～0.2mm，加热时间为0.001～0.1s，熔覆材料为与基体相适应的金属粉。
4、按照权利要求1～3之一所述的汽轮机转子轴断裂的修复工艺，其特征在于：所述机械连接是指过盈、螺纹、键或销连接的方法。
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| CN 200510130874 CN1990169A (zh) | 2005-12-26 | 2005-12-26 | 一种汽轮机转子轴断裂的修复工艺 |
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| CN 200510130874 CN1990169A (zh) | 2005-12-26 | 2005-12-26 | 一种汽轮机转子轴断裂的修复工艺 |
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