Способ упрочнения поверхности рабочей лопатки паровой турбины с использованием защитных накладок
Владельцы патента RU 2318121:
Открытое Акционерное Общество "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" (ОАО "ВТИ") (RU)
Изобретение относится к паротурбостроению и может быть использовано во влажнопаровых турбинах при изготовлении и ремонте входных и выходных кромок рабочих лопаток, подвергающихся эрозионному разрушению или иным видам эксплуатационных повреждений. Способ упрочнения поверхности рабочей лопатки влажно-паровой ступени паровой турбины осуществляется путем установки на подвергаемой эрозионному воздействию поверхности, по меньшей мере, одной защитной накладки. После установки накладок краевые участки каждой накладки, примыкающие к не закрытой накладками поверхности лопатки, подвергают выборке по аэродинамическому профилю до ее рабочей поверхности. Затем поверхность каждой накладки подвергают наклепу. После чего наносят методом электроискрового легирования покрытие из эрозионно-стойкого материала поверх накладок и прилегающей к ним пограничной зоны поверхности лопатки. Либо после указанной выборки вначале наносят покрытие, а затем поверхности накладок подвергают наклепу поверх нанесенного покрытия. Изобретение позволяет улучшить аэродинамические качества рабочей лопатки, снабженной защитными накладками и износостойким покрытием, а также повысить прочность этих защитных средств.
Изобретение относится к паротурбостроению и может быть использовано во влажнопаровых турбинах при изготовлении и ремонте входных и выходных кромок рабочих лопаток, подвергающихся эрозионному разрушению или иным видам эксплуатационных повреждений.
Известен способ упрочнения поверхности рабочей лопатки влажно-паровой ступени паровой турбины путем установки на подвергаемой эрозионному воздействию поверхности защитной накладки [1] - аналог. К недостаткам способа [1] можно отнести, во-первых, что он предусматривает защиту только лобовой части лопатки, во-вторых, наличие накладки не обеспечивает достаточной надежности защиты из-за отсутствия материала для изготовления накладок, который бы одновременно был и недорогим и прочным, в-третьих, установка накладки на поверхности лопатки приводит к заметному ухудшению ее аэродинамических свойств.
Известен также способ упрочнения поверхности рабочей лопатки влажно-паровой ступени паровой турбины путем установки на подвергаемой эрозионному воздействию поверхности, по меньшей мере, одной защитной накладки с последующим нанесением методом электроискрового легирования покрытия из эрозионно-стойкого материала поверх накладок и прилегающей к ним пограничной зоны поверхности лопатки [2] - прототип. По сравнению со способом [1] способ [2] позволяет повысить износостойкость лопатки за счет установки накладок не только в ее лобовой, но и в задней части прикорневой зоны пера лопатки, а также за счет нанесения поверх накладок покрытия из износостойкого материала. Кроме того, способ [2] позволяет несколько улучшить аэродинамические свойства лопатки за счет сглаживания выступов между краями накладок и не закрытой накладками поверхностью лопатки. Вместе с тем, такой способ улучшает аэродинамические свойства лопатки с установленными на ней защитными накладками несущественно, а ее износостойкость все еще недостаточно высока.
Достигаемым результатом изобретения является улучшение аэродинамических качеств рабочей лопатки, снабженной защитными накладками и нанесенным методом электроискрового легирования износостойким покрытием, а также повышение прочности указанных защитных средств.
Указанный результат обеспечивается тем, что в способе упрочнения поверхности рабочей лопатки влажно-паровой ступени паровой турбины путем установки на подвергаемой эрозионному воздействию поверхности, по меньшей мере, одной защитной накладки с последующим нанесением методом электроискрового легирования покрытия из эрозионно-стойкого материала поверх накладок и прилегающей к ним пограничной зоны поверхности лопатки, согласно изобретению после установки накладок краевые участки каждой накладки, примыкающие к не закрытой накладками поверхности лопатки, подвергают выборке по аэродинамическому профилю до ее рабочей поверхности, после чего поверхность каждой накладки подвергают наклепу, а покрытие наносят после завершения указанных операций или же после указанной выборки вначале наносят покрытие, а затем поверхности накладок подвергают наклепу поверх нанесенного покрытия.
Пример 1. На выполненную из нержавеющей стали рабочую лопатку влажнопаровой турбины в лобовой части и задней части прикорневой зоны были припаяны защитные накладки из кобальтового стеллита марки ВЗК. Затем краевые участки каждой накладки, примыкающие к не закрытой накладками поверхности лопатки, подвергали выборке по аэродинамическому профилю до ее рабочей поверхности, после чего поверхность каждой накладки подвергали наклепу, а затем методом электроискрового легирования на накладки и прилегающую к ним пограничную зону поверхности лопатки шириной 5...10 мм нанесли защитное покрытие. Проведенные испытания рабочей лопатки в течение 3-х месяцев во влажнопаровой среде показали полное отсутствие следов эрозии на ее поверхности.
Пример 2. На выполненную из нержавеющей стали рабочую лопатку влажнопаровой турбины в лобовой части и задней части прикорневой зоны были припаяны защитные накладки из кобальтового стеллита марки В3К. Затем краевые участки каждой накладки, примыкающие к не закрытой накладками поверхности лопатки, подвергали выборке по аэродинамическому профилю до ее рабочей поверхности, после чего методом электроискрового легирования на накладки и прилегающую к ним пограничную зону поверхности лопатки шириной 5...10 мм нанесли защитное покрытие. Затем поверхность каждой накладки поверх покрытия подвергали наклепу. Проведенные испытания рабочей лопатки в течение 3-х месяцев во влажнопаровой среде показали полное отсутствие следов эрозии
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №1278469, 4 F01D 25/28, 1985.
2. Патент №52104 RU на полезную модель, F01D 5/28, 2005.
Способ упрочнения поверхности рабочей лопатки влажно-паровой ступени паровой турбины путем установки на подвергаемой эрозионному воздействию поверхности, по меньшей мере, одной защитной накладки с последующим нанесением методом электроискрового легирования покрытия из эрозионно-стойкого материала поверх накладок и прилегающей к ним пограничной зоны поверхности лопатки, отличающийся тем, что после установки накладок краевые участки каждой накладки, примыкающие к незакрытой накладками поверхности лопатки, подвергают выборке по аэродинамическому профилю до ее рабочей поверхности, после чего поверхность каждой накладки подвергают наклепу, а покрытие наносят после завершения указанных операций или же после указанной выборки вначале наносят покрытие, а затем поверхности накладок подвергают наклепу поверх нанесенного покрытия.
