Способ ремонта лопаток турбин

(51) 23 6/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Способ осуществляют следующим образом. Лопатки, не снимая с ротора турбины на длине изношенной кромки, первоначально подвергают механической обработке до полного удаления эрозионноизношенных слоев, затем наращивают наплавкой до нормативных размеров, упрочняют наплавленный слой нанесением кордовых слоев и подвергают восстановленную часть лопатки стабилизирующему отпуску, который осуществляют нагревом кромки по всей восстановленной длине и наплавленного металла с основным металлом. Нагрев наплавленного кордового слоя производят двухсторонним нагревом высококонцентрированным источником нагрева. Нагрев кромки первоначально производят с противоположной стороны наплавки кордового слоя, а затем с лицевой стороны. Способ опробован и внедрен в производственных условиях. Восстановлению подвергались лопатки из стали 2013 для турбины ПТ- 80. Наплавленный кордовый слой из стеллита ВЗК, толщина слоя 2-3 мм. Нагрев осуществляли со стороны противоположной наплавки до температуры 580 20. Перепад температур не допускали ниже комнатной температуры, т.е. ниже конечного мартенситного превращения. В качестве нагревателя использовали плазмотрон с косвенной дугой и фокусирующие нагреватели. Термообработка восстановленных кромок позволила обеспечить эксплуатационную надежность и избежать трещинообразование.(54) СПОСОБ РЕМОНТА ЛОПАТОК ТУРБИН(57) Изобретение относится к области ремонта и восстановления энергетического оборудования, в частности лопаток паровых турбин и может быть использовано в энергетике, машиностроении и в других областях промышленности. Техническим эффектом предложенного способа является повышение эффективности процесса термической обработки и обеспечение компактности технологического оборудования в производственных условиях и повышение производительности. Технический результат предложенного способа достигается тем, что изотермический отпуск упрочняемого наплавкой кордового слоя производят двухсторонним нагревом высококонцентрированными источниками тепла,при этом первичному нагреву кромку подвергают с противоположной стороны наплавки, причем градиентный перепад температур между наплавкой и отпуском не достигают ниже конечного мартенситного превращения. Изобретение относится к области ремонта и восстановления энергетического оборудования, в частности лопаток паровых турбин и может быть использовано в энергетике, машиностроении и в других областях промышленности. Известен способ ремонта рабочих лопаток паровых турбин (см. материалы 3 ей Всероссийской проектической конференции-выставки,27-28 марта 2001 г с.99-101. -Пб ГТУ). Недостатком известного способа является то, что нанесение защитных покрытий на рабочую кромку лопатки и сопутствующий отпуск наплавленного металла осуществляют газовыми горелками. Способ тем самым не позволяет обеспечить стабилизацию структуры наплавленного металла и зоны термического влияния. Не исключается частичное обезуглероживание металла из-за избытка кислорода в газовом пламени. Это влияет на деструктуризацию металла наплавки и как следствие не равноосность структуры. Известен также способ ремонта лопаток турбин(см. Каз. Патент 18118 бюл. 12 от 15.12.2001 г.). По известному способу стабилизацию структуры металла восстановленной части лопаток осуществляют термоциклированием газовыми горелками. Существенным недостатком этого способа является то, что обработка наплавленного металла газовыми горелками также даже при термоциклировании не позволяет стабилизировать структуру наплавленного металла, что не гарантирует равнопрочность восстановленной части наплавленного металла и с основным металлом лопатки. Прототипом настоящего изобретения является способ упрочнения рабочих поверхностей изделий,сущность которого изложена в сборнике Технологии упрочнения, нанесения покрытий и ремонта теория и практика часть 1 -Пб 2013 г.(см. материалы 15 ой научно-практической конференции 16-19 апреля 2013 г. часть 1 с.96-98). По известному способу для поверхностной термической обработки поверхностей используют высококонцентрированные источники нагрева, в частности мощность плазменной дуги, причем обеспечивают при этом термообработку изделия полосами в виде определенной ширины. Существенным недостатком этого способа является то, что для его осуществления требуется громадное оборудование,а использование плазменных горелок не позволяет обеспечить доступ их в зону труднодоступных мест. Техническим эффектом предложенного способа является повышение эффективности процесса термической обработки и обеспечение компактности технологического оборудования в производственных условиях и повышение производительности. Технический результат предложенного способа достигается тем, что изотермический отпуск упрочняемого наплавкой кордового слоя производят двухсторонним нагревом высококонцентрированными источниками тепла, 2 при этом первичному нагреву кромку подвергают с противоположенной стороны наплавки, причем градиентный перепад температур между наплавкой и отпуском не допускают ниже конечного мартенситного превращения, а интервал между окончанием наплавки и началом отпуска т задают не менее отпуска- интервал в часах. Сущность изобретения поясняется графически. На фиг.1 представлена схема осуществления способа. На фиг.2 представлен температурный график наплавленного метала при отпуске. Способ осуществляется следующим образом. Лопатки 1 не снимая с ротора турбины на длинеизношенной кромки 2 первоначально подвергают механической обработке до полного удаления эрозионноизношенных слоев, затем наращивают,например, наплавкой до нормативных размеров 8,упрочняют наплавленный слой нанесением кордовых слоев 3 и подвергают восстановленную часть лопатки стабилизирующему отпуску. Стабилизирующий отпуск осуществляют нагревом кромки по всей восстановленной длине 4 и наплавленного металла с основным металлом 5. Нагрев наплавленного кордового слоя 3 производят двухсторонним нагревом высококонцентрированным источником нагрева 6 в качестве, которого используют плазмогенераторы,лазерные головки или лампы инфракрасного излучения (см фиг.1). Нагрев кромки первоначально производят с противоположенный стороны 7 наплавки кордового слоя 3, а затем с лицевой стороны 8. При нагревах перепад температур между наплавкой и наинизшей температурой отпуска не допускают ниже конечного мартенситного превращения, а интервал между окончанием наплавки и началом отпуска задают где Т - максимальная температура нагрева при отпуске,- интервал в часах. Способ опробован и внедрен в производственных условиях. Восстановлению подвергались лопатки для турбины ПТ 80- лопатки из стали 2013. Наплавленный кордовый слой из стеллита ВЗК, толщина слоя 2-3 мм. Первоначально в процесс отпуска нагрев осуществляли со стороны противоположенной наплавке до температуры 58020. Перепад температур между наплавкой и нагревами не допускали ниже комнатной температуры, т.е. ниже конечного мартенситного превращения. В качестве нагревателя использовали плазмотрон с косвенной дугой и фокусирующие нагреватели. Температурный график нагрева представлен на фиг.2. Мощность нагрева до 12 кВт/мин. Замер температуры осуществляли прибором Кельвин,технические характеристики нагревателя преведены в таблице 1. Таблица 1 Вид и мощность нагревательных элементов Мощность нагрева на квадрат Рабочая температура Максимально доступная температура Диапазон длины волн Термообработка восстановленных кромок по изложенному способу позволила обеспечить эксплуатационную надежность и избежать трещинообразование. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ ремонта лопаток турбин, по которому эрозионноизношенные части кромок рабочих лопаток подвергают механической обработке,наращивают их до нормативных размеров,упрочняют путем наплавки кордовых слоев, а затем подвергают изотермическому стабилизирующему отпуску, отличающийся тем, что изотермический отпуск упрочняемого наплавкой кордового слоя производят двухсторонним нагревом высококонцентрированными источниками тепла,при этом первичному нагреву кромку подвергают с противоположной стороны ее наплавки, причем градиентный перепад температур между наплавкой и отпуском не допускают ниже конечного мартенситного превращения, а интервал между окончанием наплавки и началом отпуска задают