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1、. .汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉片水蝕部位Jet-Kote超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)工程介紹第一章 概述第一節(jié) 末級(jí)葉片水蝕部位JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)簡(jiǎn)介現(xiàn)役機(jī)組中，低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉片處于特殊濕蒸汽區(qū)，在小流量、低真空工況下，葉片水蝕損傷或多或少存在。葉片水蝕后，輕者增加葉片外表粗糙程度，蒸汽效能減弱；重者在葉片水蝕部位缺損處產(chǎn)生裂紋，經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行后會(huì)導(dǎo)致葉片斷裂，引發(fā)事故。通過(guò)多家火力發(fā)電廠多臺(tái)次、不同類(lèi)型機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)應(yīng)用效果來(lái)看，JK135超音速保護(hù)涂層，能夠阻止葉片水蝕或減緩水蝕速度，有效延長(zhǎng)葉片使用壽命，降低機(jī)組檢修費(fèi)用，并提高機(jī)組運(yùn)行的平安性。第二節(jié)JK超音速?lài)娡块_(kāi)展史現(xiàn)代工業(yè)的開(kāi)展對(duì)各類(lèi)機(jī)械零件的

2、性能提出了更高的要求，與之對(duì)應(yīng)，對(duì)材料的研制及其加工工藝提出了挑戰(zhàn)?；趯?duì)工件綜合性能及性能價(jià)格比的考慮，單一材料顯然無(wú)法滿(mǎn)足要求。在這種情況下，各類(lèi)硬面技術(shù)Hardfacing、噴涂工藝應(yīng)運(yùn)而生，并獲得長(zhǎng)足開(kāi)展。早在上世紀(jì)70年代，美國(guó)的Browning工程公司創(chuàng)造了JK超音速?lài)娡浚?983年獲得美國(guó)專(zhuān)利。1986年該專(zhuān)利轉(zhuǎn)到了美國(guó)Deloro Stellite 集團(tuán)公司，由美國(guó)Deloro Stellite (集團(tuán))公司統(tǒng)一開(kāi)發(fā)、銷(xiāo)售，并提供技術(shù)效勞。1987年*司太立*從美國(guó)Deloro Stellite (集團(tuán))公司引進(jìn)了這種國(guó)際上最先進(jìn)的設(shè)備及相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)，使之效勞于中國(guó)經(jīng)濟(jì)。經(jīng)過(guò)十

3、幾年的不懈努力，*司太立*已熟練地使用此工藝，并在航空航天、石油、電力、造紙、化工等行業(yè)廣泛應(yīng)用。 第二章 末級(jí)葉片水蝕部位JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)介紹第一節(jié)JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)工藝原理JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)是美國(guó)DELORO STELLITE集團(tuán)公司專(zhuān)利工藝。其原理是采用干凈、蒸汽壓高、熱焓值大的丙烯氣體和高壓氧氣，使兩者通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的噴槍?zhuān)?5馬赫的速度產(chǎn)生高速燃?xì)饬?。在氮?dú)庖龑?dǎo)保護(hù)下，涂層材料粒子被注入燃?xì)饬鲀?nèi)加速，從而形成高動(dòng)能粒子束。粒子與工件外表接觸后實(shí)現(xiàn)機(jī)械嵌合，進(jìn)而形成保護(hù)層。由于JK超音速?lài)娡肯到y(tǒng)產(chǎn)生的燃?xì)饬鳒囟冗m中；粒子加速過(guò)程中吸收熱量很少；粒子的飛行速度很高；尺寸微小，因此形成的

4、保護(hù)層具有結(jié)合強(qiáng)度高、致密度高、均一性好等特點(diǎn)。第二節(jié)JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)設(shè)備構(gòu)成JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)使用美國(guó)DELORO STELLITE集團(tuán)公司原裝進(jìn)口JET-KOTE超音速?lài)娡肯到y(tǒng)及JK3000型噴槍。美國(guó)DELORO STELLITE集團(tuán)公司作為超音速?lài)娡康膭?chuàng)始人，其工藝、設(shè)備、材料經(jīng)過(guò)多年不斷完善，制備的超音速保護(hù)涂層，性能到達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。其JK135超音速保護(hù)涂層經(jīng)美國(guó)最大的航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商通用飛機(jī)公司系統(tǒng)評(píng)估，其結(jié)合強(qiáng)度到達(dá)65MPa以上，致密度超過(guò)99%，具有優(yōu)越的耐高溫氧化、耐沖蝕、耐磨料磨損性能。通用飛機(jī)公司現(xiàn)全部采用該涂層對(duì)生產(chǎn)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件葉片、燃料噴嘴、發(fā)動(dòng)*封面

5、等進(jìn)展保護(hù)處理。JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)設(shè)備構(gòu)成如以下圖：第三節(jié)末級(jí)葉片水蝕部位JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)使用材料1氣體材料燃料氣導(dǎo)燃?xì)猓貉鯕釵2主燃料氣：丙烯 C3H6 載粉氣：氮?dú)釴2導(dǎo)向燃料氣：氫氣H22噴砂毛化材料：A級(jí)棕剛玉砂,顆粒規(guī)格為Af3646。3涂層材料針對(duì)汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉片水蝕機(jī)理及特點(diǎn)，選用美國(guó)DELORO STELLITE集團(tuán)公司原裝進(jìn)口JKl35金屬陶瓷材料。JKl35為質(zhì)地高度均勻的碳化物-鎳鉻鈷合金復(fù)合粉末,尺寸規(guī)格為325目/D。第四節(jié)末級(jí)葉片水蝕部位JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)施工流程1在施工現(xiàn)場(chǎng)組裝自備噴涂工作棚。2確定末級(jí)葉片噴涂保護(hù)部位。3制作噴涂擋板。4) 設(shè)備管路連接、

6、檢漏及調(diào)試。5) 噴涂保護(hù)部位毛化處理。6) 清洗噴涂保護(hù)部位。7) 設(shè)備試運(yùn)行，噴涂涂層試樣。8) 正式噴涂保護(hù)作業(yè)。第五節(jié)JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)質(zhì)量保證及驗(yàn)收1JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)質(zhì)量保證在國(guó)內(nèi)外表工程行業(yè)中，*司太立*是唯一一家由百余年歷史的美國(guó)DELORO STELLITE集團(tuán)公司控股的外資企業(yè)，其產(chǎn)品曾獲得過(guò)多個(gè)國(guó)家、國(guó)際組織和國(guó)際知名企業(yè)ISO9001、GTS、TV、ROLLS-ROYCE高等級(jí)質(zhì)量認(rèn)證。JK超音速?lài)娡肯到y(tǒng)制備的JKl35保護(hù)涂層，除經(jīng)美國(guó)最大的航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商通用飛機(jī)公司系統(tǒng)評(píng)估，又經(jīng)國(guó)內(nèi)最大的航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商*航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)*的國(guó)家雙認(rèn)證“理化檢測(cè)中心檢測(cè)，并經(jīng)原國(guó)家

7、電力工業(yè)部“熱力發(fā)電設(shè)備及材料質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心確認(rèn)，其質(zhì)量不低于美國(guó)通用公司合格涂層性能。經(jīng)過(guò)近幾年的不懈努力，國(guó)內(nèi)多家火力發(fā)電廠多臺(tái)次、不同類(lèi)型機(jī)組上汽、北汽、哈汽、東汽應(yīng)用了JK超音速?lài)娡楷F(xiàn)場(chǎng)保護(hù)或預(yù)保護(hù)葉片技術(shù)，實(shí)踐證明JK135保護(hù)涂層質(zhì)量可靠，提高葉片使用壽命效果明顯。2JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)質(zhì)量驗(yàn)收在ISO9001質(zhì)量認(rèn)證體系中，JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)，屬于一種特殊工藝，不能通過(guò)傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方法進(jìn)展質(zhì)量評(píng)定。即涂層性能是靠設(shè)備、材料的選用，過(guò)程控制及作業(yè)人員的標(biāo)準(zhǔn)化操作來(lái)保證的。為此，我們可為用戶(hù)提供JK135保護(hù)涂層試樣，供用戶(hù)進(jìn)展涂層性能檢測(cè)。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：熱噴涂涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ASTM

8、.C-633熱噴涂涂層耐磨料磨損性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ASTM.G-99熱噴涂涂層耐腐蝕性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) ASTM.G-90熱噴涂涂層鹽噴試驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ASTM.B-117第六節(jié) 相關(guān)情況1汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉片水蝕機(jī)理及特點(diǎn)汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉片處于特殊濕蒸汽區(qū)，該區(qū)域內(nèi)汽流含有一定量大小不同的液滴。液滴直徑不同，其流速也不同，它們以不同的速度、角度，撞擊葉片的葉頂進(jìn)汽邊背弧不同寬度及高度處。其撞擊葉片外表有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，初始階段在外表形成很高壓力，然后沿葉片外表向四周飛速擴(kuò)散并伴隨產(chǎn)生激波陣面。激波陣面隨之形成對(duì)葉片外表的沖擊波，使葉片外表逐漸變形和硬化，從而導(dǎo)致疲勞裂紋產(chǎn)生并逐漸擴(kuò)散，形成碎片導(dǎo)致剝落，

9、葉片外表呈現(xiàn)鋸齒狀及凹坑，隨之應(yīng)力在該處集中，嚴(yán)重的還導(dǎo)致葉片斷裂。另外，末級(jí)葉片在小流量、低真空工況下，葉片底部負(fù)反動(dòng)度會(huì)變得很大，使葉片出口邊下半部形成大范圍的回流區(qū)?；亓鞯恼羝麛y帶著液滴撞擊葉片下半部出汽邊背弧，使其產(chǎn)生0.51.5mm深的齒狀小缺口，水蝕寬度一般為510mm，高度為200400mm。根據(jù)對(duì)680、700型葉片的應(yīng)力計(jì)算和測(cè)量顯示，葉片底部出汽邊0300mm范圍內(nèi)承受著巨大的離心拉應(yīng)力和較大的振動(dòng)應(yīng)力。相關(guān)部門(mén)對(duì)多地區(qū)不同類(lèi)型汽輪機(jī)70多組末級(jí)葉片水蝕導(dǎo)致葉片斷裂事故的統(tǒng)計(jì)分析，葉根出汽邊背弧事故率占到80%以上。因而葉片型線底部出汽邊背弧的水蝕比葉頂進(jìn)汽邊背弧的水蝕有更

10、大的平安危害性。2汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉片采取的防水蝕措施現(xiàn)狀功率為50MW及大于50MW以上的汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉片，出現(xiàn)葉頂進(jìn)汽邊背弧及葉根出汽邊背弧的水蝕損傷，是普遍存在的問(wèn)題。就損傷程度而言，葉頂進(jìn)汽邊背弧水蝕損傷明顯大于葉根出汽邊背?。粡娜~片受力狀態(tài)來(lái)分析，葉根出汽邊背弧水蝕損傷對(duì)葉片運(yùn)行的平安危險(xiǎn)性遠(yuǎn)大于葉頂進(jìn)汽邊背弧。因此對(duì)葉根出汽邊背弧與葉頂進(jìn)汽邊背弧采取保護(hù)措施同等重要。國(guó)內(nèi)現(xiàn)役機(jī)組中，汽輪機(jī)制造廠除在低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉片葉頂進(jìn)汽邊背弧采取防水蝕保護(hù)措施釬焊司太立合金片、電火花強(qiáng)化、高溫外表淬火硬化、外表滲氮外,葉根出汽邊背弧并未采取防水蝕保護(hù)措施。而且對(duì)于運(yùn)行1015年以上的末級(jí)葉片葉頂進(jìn)汽邊背弧，除釬焊司太立合金片的部位，還保存局部合金片外，其它防水蝕處理工藝的硬化層已被水蝕殆盡。JK超音速?lài)娡勘Ｗo(hù)，可在汽輪機(jī)大修現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)葉根出汽邊背弧和葉頂進(jìn)汽邊背弧都進(jìn)展保護(hù)處理。由于其噴涂設(shè)備及材料先進(jìn)、操作工藝及過(guò)程控制嚴(yán)格，涂層