汽輪機轉子軸頸劃傷事故處理

2022-12-19 16:21:04 字數 1791 閱讀 5476

汽輪機軸頸劃傷的原因通常是由於系統中有雜物。一般情況下,新安裝機組是由於油系統管道髒,有電焊渣、金屬氧化皮等雜物,隨油進入軸瓦,磨損軸頸。而老機組是由於油系統管道鏽蝕,在執行中鏽片脫落進入軸瓦造成軸頸磨損拉溝。

據了解,劃傷的多是在油系統管道末端的軸頸,這是因為管道末端的雜物較多。實踐證明,若在末端軸瓦來油管道上加裝磁棒濾網,可大大減少進入軸瓦的金屬顆粒,有效地控制軸頸的磨損。

對於汽輪發電機組轉子軸頸的磨損,拉溝處理,以往的方法是熱噴塗和刷鍍,其效果不是很好,長時間執行有脫落和起層現象。2023年2月,秦皇島發電有限責任公司300mw機組在大修時發現發電機勵端軸頸磨有4道深溝,最深的道有1 mm深,1.5mm寬。

經研究,決定對較深的溝痕進行微弧焊處理。採用此方法進行處理,經過幾年的執行,對處理後的軸頸進行解體檢查,沒有出現脫落起皮現象,效果很好。

1處理軸頸劃傷的試驗

1.1微弧焊原理

微弧焊接工藝是將電源儲存的高電能,在高合金電極與金屬母材間進行瞬時高頻釋放,形成空氣電離通道,使電極與母材表面產生瞬間的微區高溫、高壓的物理化學的冶金過程。同時在微電場作用下,微區內離子態

的電極材料熔滲、擴散到母材基體,形成冶金結合。由於堆焊過程是在瞬間高溫——冷卻中進行的,在狹窄的堆焊過濾區會得到超細奧氏體組織。另外,堆焊在微區內快速進行,對母材的熱輸入量極低,焊層的殘餘應力小至可忽略不計。

1.2堆焊試驗

為慎重起見,在對汽輪機轉子軸頸施焊前進行了試樣試驗。根據發電機轉子軸頸的材料34cr2ni3mov,選擇35 crmov作為試樣基本材料,其尺寸為?60mm×400mm。

1.2.1工藝要求

將圓鋼打磨出100mm×30mm的面,然後將試樣基體與微弧焊機的地線緊固連線,選擇規格為?3.2mm×6.

0mm的ernicr-3作為堆焊電極,在試樣表面堆焊,厚度為1mm。進行微弧焊時保證焊接區域溫度在200℃以下,不間斷連續焊接。焊後修理打磨光滑,修後表面達到母材的粗糙度,經測試硬度略低於母材,檢驗合格。

如圖1所示。

圖1微弧焊接工作示意

1.2.2試驗分析

微弧堆焊後,用線切割方法獲得堆焊層截面,製備金相試樣。由堆焊層截面金相**可知,堆焊層無氣孔、氧化物夾渣、裂紋等焊接缺陷:堆焊層、母材過渡層的晶粒細小,無長大傾向;堆焊層組織為極細小柱狀晶體結構,證明該堆焊層具有良好的耐腐蝕、耐磨損效能。

經堆焊層ni,cr元素的能譜分析,微弧堆焊的熱影響區僅為10μm。顯示堆焊熱影響區極窄,焊接殘餘應力可忽略。經顯微硬度測定,可知堆焊層、熱影響區的平均硬度與基體硬度hvv220極其接近。

1.3焊層的結合強度試驗

(1)定性試驗

在圓柱試樣表面上,微弧焊接一層0.5~2mm深的溝槽,微弧焊接補覆至溝槽全填滿並磨平,然後將溝槽部位剩餘基材銑削除去,中部剩下的則全是焊補材料,再進行拉伸試驗。

試樣在補層與基材介面斷裂,其強度已超過230mpa。結果表明,修復層與基體材料的結合強度良好。

2軸頸劃傷的修復

秦皇島發電有限責任公司採用微弧堆焊裝置,輸出功率為1400w,放電率50~1200hz。焊接時節採用氬氣保護,作為陽極的自耗電極在工件磨損部位以4700r/s高速旋轉移動,產生高頻火花放電,形成緻密、均勻的堆焊層,厚度達2mm以上;通過調整火花放電頻率,可獲得不同焊層表面粗糙度。該裝置可堆焊金屬、合金,材料選擇範圍大,堆焊工藝過程簡單,熱輸量低(修復中的基本溫度保持在60℃左右),基體不變形,不咬邊;裝置移動方便,適於現場修復汽輪機及發電機轉子軸頸拉傷溝槽、閥門面、導桿、水幫浦軸拉傷及鏽蝕缺陷。

通過對汽輪機發電機組轉子軸頸拉溝進行微弧焊處理,堆焊後表面硬度微低於軸頸母材,經打磨表面粗糙度達到設計要求。其使用效果很好,解決了以往汽輪機轉子軸頸拉溝不能補焊的問題,為機組的安全穩定執行打下了好好的基礎。

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