×
02.11.2018
218.016.99e8

СПОСОБ РЕМОНТНОЙ НАПЛАВКИ ЛОПАТОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Вид РИД

Патент

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
2545877
Дата охранного документа
16.05.2013
Статус
Действует
Дата окончания действия пошлины
16.05.2033
Вид патента
Изобретение
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу ремонта лопаток энергетических установок. Способ включает подготовку поверхности лопатки.
Ключевые слова: ремонт лопаток энергетических установок, нанесение покрытия с применением лазерного излучения, лазерное излучение, подача порошкообразного присадочного материала, ванна расплава

Характеристика результата

Опытный образец/опытная партия

Основные результаты: Желаемый технический результат заключается в снижении длительности проведения ремонтных работ и улучшении качества наплавки за счет управления протекающим процессом. Желаемый технический результат достигается тем, что способ ремонта лопаток энергетических установок включает восстановление предварительно подготовленных поверхностей лопатки, нанесение покрытия с применением лазерного излучения и одновременной подачей порошкообразного присадочного материала в ванну расплава, причем управление процессом наплавки и величиной припуска осуществляют путем изменения мощности излучения Р в пределах от 300 до 2500 Вт, и/или скорости перемещения источника излучения V в пределах от 0,1 до 0,01 м/с, и/или количеством подаваемого порошкового материала G в пределах от 3 до 15 г/мин.
Новизна: Принципиально новый результат
Развернутое описание Свернуть Развернуть
Область применения РИД:
Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при восстановлении и ремонте рабочих лопаток газотурбинных энергетических установок, паровых турбин, подвергающихся в процессе эксплуатации различному воздействию, такому как температура, абразивный, эрозионно-коррозионный износ и другие.
Форма представления сведений об объекте учета: Патент
Реферат Свернуть Развернуть
Изобретение относится к способу ремонта лопаток энергетических установок. Способ включает подготовку поверхности лопатки. Нанесение покрытия с применением лазерного излучения и одновременной подачей порошкообразного присадочного материала в ванну расплава. В процессе наплавки осуществляют изменение мощности излучения Р в пределах от 300 до 2500 Вт, и/или скорости перемещения источника излучения V в пределах от 0,1 до 0,01 м/с, и/или количества подаваемого порошкового материала в пределах от 3 до 15 г/мин. Технический результат заключается в снижении длительности проведения ремонтных работ и улучшении качества наплавки. зобретение относится к области машиностроения и может использоваться при восстановлении и ремонте рабочих лопаток газотурбинных энергетических установок, паровых турбин, подвергающихся в процессе эксплуатации различному воздействию, такому как температура, абразивный, эрозионно-коррозионный износ и другие. Специфические разрушения деталей паровых турбин, возникающие под действием многократных ударов капель конденсата, принято называть эрозией. Наиболее интенсивной эрозии подвергаются входные кромки периферийных зон лопаток. При длительной работе турбины она может привести к износу периферийных зон на половину хорды лопатки и более. Эрозия входных кромок характерна для рабочих лопаток всех ступеней, работающих с влажным паром, однако наиболее интенсивно процессы износа протекают на рабочих лопатках последних ступеней. Кроме того, в процессе эксплуатации лопатки подвергаются коррозии, которая приводит к ускоренным процессам наводороживания, что, в свою очередь, может привести к снижению усталостной прочности и, как следствие, разрушению. Помимо эрозионного износа лопаток паровых турбин под действием конденсированной влаги также имеет место износ под действием абразивных частичек, окалины и других примесей, попадающих в рабочие области турбины, тем самым дополнительно способствуя выходу из строя основных элементов либо их интенсивному изнашиванию с потерей рабочего профиля. Для восстановления рабочего профиля при ремонте, а также увеличения срока эксплуатации лопаток паровых турбин при их производстве на основные участки лопаток наносят эрозионно-стойкие и коррозионно-стойкие покрытия. В отдельных случаях осуществляется лишь восстановление геометрии лопаток до рабочего профиля. Как известно, одними из наиболее ответственных деталей газовой турбины являются рабочие лопатки турбины. На них действуют высокие температуры газового потока, центробежные и газодинамические силы, вызывающие в лопатках растяжение, изгиб, кручение и колебание лопаток (знакопеременные нагрузки). Высокие напряжения, температура, нестабильность режимов нагрева, возможность возникновения резонансных колебаний, сравнительно быстрые пуски и остановки турбины, неравномерность температурного поля от камеры сгорания делает рабочие лопатки одними из наиболее нагруженных деталей турбины. Лопатки подвергаются эрозии, коррозии, абразивному износу, высоким температурам, пылевому загрязнению из тракта двигателя, знакопеременным нагрузкам и др. Из уровня техники известен способ ремонта гребешков рабочих лопаток газотурбинного двигателя (RU 2354523 C1, МПК B23P 6/00, опубликовано 10.05.2009). Способ включает подготовку поверхности к восстановлению, затем проводят предварительную механическую обработку поверхности бандажной полки. При этом осуществляют обработку одной из боковых поверхностей каждого гребешка лабиринтных уплотнений, которую выполняют с заглублением в бандажную полку на величину 0,05-0,2 мм с радиусом сопряжения 0,15-0,7 мм между поверхностью бандажной полки и гребешком лабиринтных уплотнений. Осуществляют сборку указанной полки лопатки с помощью конденсаторной точечной сварки с присоединяемым элементом, площадь которого больше площади восстанавливаемой поверхности. Наносят пастообразный припой и осуществляют высокотемпературную пайку присоединяемого элемента в вакуумной или в челночной печи до температуры плавления припоя. Пастообразный припой наносят в заглубление бандажной полки лопатки. Присоединяемый элемент выполняют в виде пластины толщиной 0,5-1,2 мм, с выемками на основании пластины, расположенными с шагом 3,5-4,5 мм, шириной 0,5-1,5 мм и высотой 0,2-0,4 мм, а поверхность пластины, предназначенную для контакта с боковой поверхностью гребешка бандажной полки лопатки, выполняют рельефной. Недостатками указанного аналога являются длительность и многоэтапность процесса проведения ремонтных работ, а также применение контактной сварки в качестве прихваток тонкостенных пластин может привести к значительным локальным деформациям как самих гребешков, так и пластин с образованием участков с неравномерным зазором между спаиваемыми поверхностями. При этом наличие неравномерных зазоров может привести к увеличению длительности процесса пайки, а также снижению качества паяного соединения за счет увеличения его пористости. Ближайшим аналогом к заявленному изобретению является способ, описанный в патенте РФ № 2207238 C1, МПК B23P 6/00, опубликовано 27.06.2003). Известный способ описывает ремонт газотурбинных лопаток. Способ включает предварительную механическую обработку, удаление поврежденных участков и их восстановление. Недостатком указанного прототипа является длительность и многоэтапность процесса проведения ремонтных работ, а также, поскольку выбор припоя осуществляется от материала основы, существует вероятность неправильного подбора материала припоя, кроме того, сложность обеспечения и контроля зазора между подготовленной кромкой лопатки и применяемой вставкой не может гарантировать получение одинаковой прочности по паяемым поверхностям. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является восстановление и ремонт дорогостоящих деталей ротора путем нанесения покрытий по лазерной технологии с минимальным припуском под последующую обработку либо проведение процесса наплавки в размер, а также улучшение качества наплавленного слоя в зоне сплавления. Желаемый технический результат заключается в снижении длительности проведения ремонтных работ и улучшении качества наплавки за счет управления протекающим процессом. Желаемый технический результат достигается тем, что способ ремонта лопаток энергетических установок включает восстановление предварительно подготовленных поверхностей лопатки, нанесение покрытия с применением лазерного излучения и одновременной подачей порошкообразного присадочного материала в ванну расплава, причем управление процессом наплавки и величиной припуска осуществляют путем изменения мощности излучения Р в пределах от 300 до 2500 Вт, и/или скорости перемещения источника излучения V в пределах от 0,1 до 0,01 м/с, и/или количеством подаваемого порошкового материала G в пределах от 3 до 15 г/мин. Приведенный диапазон изменения мощности излучения связан с тем, что при постоянных остальных параметрах повышение мощности излучения ведет к увеличению глубины проплавления основы, что повышает долю перемешивания материалов и тем самым снижает эксплуатационные свойства по высоте наплавленного слоя, а также ведет к образованию горячих и холодных трещин. При этом приведение процесса при значениях мощности ниже нижнего предела приводит к условиям некачественного сплавления материалов и низкому коэффициенту использованию порошкового материала. Влияние скорости перемещения диаметрально противоположно действию мощности излучения. Так, повышение скорости выше указанного диапазона при постоянных остальных параметрах приводит к формированию узкого валика со сниженными механическими свойствами (пластичности, вязкости и др.) в связи с протеканием ускоренных закалочных процессов, приводящих к увеличению напряженности слоя, что в дальнейшем требует проведения соответствующей термообработки и приведет к повышению длительности работ. С другой стороны, понижение скорости перемещения источника излучения позволяет увеличить коэффициент использования материала, но также приводит к чрезмерному перегреву порошкового материала с выгоранием легирующих элементов и короблению детали. Количество вводимого материала влияет как на геометрию валика, так и на качество наплавки. Расход порошкового материала свыше 15 г/мин приводит к снижению зоны термического воздействия на материал основы, а также неполному проплаву частиц, пористости и тем самым снижению качества наплавки. При этом понижение расхода порошка приводит к неэффективному использованию лазерного излучения, перегреву основы и частиц порошка и тем самым снижению коррозионной стойкости, износостойкости и др. за счет выгорания легирующих элементов. Оптимальный результат обеспечивается за счет определенного соотношения данных характеристик. В качестве примера реализации ремонтной технологии можно привести процесс восстановления рабочей лопатки паровой турбины из стали с мартенситным характером упрочнения типа 13Х11Н2В2МФ-Ш. Последующая операция наплавки подготовленной поверхности осуществляется таким образом, чтобы обеспечить минимальный припуск на операцию механической обработки, равный 300-500 мкм, что достигается за счет варьирования мощностью излучения Р от 1200-1500 Вт, скорости перемещения V, равной 0,01 м/с, так и количеством подаваемого материала в единицу времени - 10 г/мин. Проведение процесса по данной схеме позволило значительно сократить длительность ремонтных работ в 2-3 раза при экономии наплавочного порошка за счет высокого коэффициента использования материала при лазерной наплавке, а также обеспечило формирование бездефектного наплавочного покрытия без трещин и пористости. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ ремонта лопаток энергетических установок, включающий подготовку поверхностей лопатки и последующее ее восстановление, отличающийся тем, что восстановление поверхности лопатки осуществляют наплавкой покрытия лазерным излучением с одновременной подачей порошкообразного присадочного материала в ванну расплава, при этом в процессе наплавки изменяют мощность излучения Р от 300 до 2500 Вт, и/или скорость перемещения источника излучения V от 0,1 до 0,01 м/с, и/или количество подаваемого порошкового материала G от 3 до 15 г/мин.
Оригинал произведения Свернуть Развернуть
Содержательная часть РИД:
Хеш-код депонирования: a0576b9451fd53e1e4719632e5c6672424c5d2cec406328580368fd0b48e504c
Источник поступления информации: Портал edrid.ru

Показаны записи 1-10 из 45.
01.11.2018
№218.016.996f

Теплофикационная паротурбинная энергоустановка с автономным ротором цилиндра низкого давления, соединенным с отдельным электрогенератором

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована при разработке новых и реконструкции действующих теплофикационных паротурбинных энергоустановок. Теплофикационная паротурбинная энергоустановка, цилиндр низкого давления ЦНД 4 которой выполнен с возможностью отключения...
Тип: Патент
Номер охранного документа: 129994
Дата охранного документа: 10.07.2013
01.11.2018
№218.016.9970

Установка для нанесения электроискровых покрытий с раздельными высоковольтным и низковольтным блоками электропитания

Устройство относится к области электрофизической, в частности, электроискровой обработки изделий и может быть использовано для электроискрового легирования поверхностей токопроводящих материалов, в том числе в условиях стесненных закрытых металлических объемов, таких как части паровых турбин...
Тип: Патент
Номер охранного документа: 130534
Дата охранного документа: 18.04.2013
01.11.2018
№218.016.9972

Впрыскивающий пароохладитель с направляющим аппаратом для крутки смешиваемых сред

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в энергетических блоках парогазовых установок (ПГУ) для подготовки насыщенного пара требуемой температуры, направляемого в качестве греющей среды в вакуумные деаэраторы и на вход конденсаторов воздушного охлаждения.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 132863
Дата охранного документа: 05.06.2013
01.11.2018
№218.016.9973

Конденсатор пара с воздушным охлаждением и теплообменными трубами типа труб фильда

Полезная модель относится к области теплоэнергетической, химической, холодильной и других отраслей промышленности и может быть использована для конденсации многокомпонентных парогазовых смесей (ПГС) с различными температурами насыщения компонентов, в частности, при создании конденсаторов пара с...
Тип: Патент
Номер охранного документа: 132876
Дата охранного документа: 10.06.2013
01.11.2018
№218.016.9974

Вертикальный барабанный паровой котел-утилизатор с секционир-ми водогрейными поверхностями нагрева

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплоэнергетике. Водогрейный теплофикационный котел-утилизатор башенного типа содержит несущий каркас, выполненный с возможностью установки в нем двух корпусов котла с конвективными пакетами.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 133256
Дата охранного документа: 10.06.2013
01.11.2018
№218.016.9975

Шпиндель запорной и регулирующей энергетической арматуры

Полезная модель относится к машиностроению, конкретнее к арматуростроению, в частности к шпинделям запорной и регулирующей энергетической арматуры. Шпиндель запорной и регулирующей энергетической арматуры содержит нанесенное на него защитное покрытие. Покрытие нанесено газотермическим способом на...
Тип: Патент
Номер охранного документа: 139791
Дата охранного документа: 24.03.2014
01.11.2018
№218.016.9976

Элемент статора энергетической турбины

Полезная модель относится к элементу статора энергетической турбины, в частности к уплотняемым зазорам в роторных машинах. Элемент статора энергетических турбин содержит нанесенное на него уплотнительное покрытие. Под уплотнительное покрытие в качестве подслоя проволочным газопламенным методом...
Тип: Патент
Номер охранного документа: Патент
Дата охранного документа: 14.04.2014
01.11.2018
№218.016.9977

Устройство автоматизированного проведения процесса восстановления лопаток энергетического оборудования

Полезная модель относится к паротурбостроению и может быть использована для восстановления изношенных участков деталей энергетического оборудования до рабочего профиля за счет автоматизированного проведения процесса нанесения покрытия с применением источника воздействия, обеспечивающего...
Тип: Патент
Номер охранного документа: 140965
Дата охранного документа: 16.04.2014
01.11.2018
№218.016.9978

Лопатка паровой турбины

Полезная модель относится к энергетике, конкретнее к лопаткам паровых турбин, в частности к защите лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии. Лопатка паровой турбины содержит нанесенное на нее защитное покрытие в виде сплава на основе Co. Толщина покрытия не более 1000 мкм. В качестве метода...
Тип: Патент
Номер охранного документа: 140966
Дата охранного документа: 16.04.2014
01.11.2018
№218.016.9979

Лопатка газотурбинной установки с многослойным керамическим покрытием

Полезная модель относится к области энергомашиностроения, в частности к материалам для парогазовых установок на базе газотурбинных установок большой мощности и может быть использована для защиты лопаток и других деталей газотурбинного двигателя от воздействия высоких температур, эрозионного...
Тип: Патент
Номер охранного документа: 140967
Дата охранного документа: 16.04.2014
Показаны записи 1-8 из 8.
02.11.2018
№218.016.99e3

Состав уплотнительного покрытия для модификации элемента статора турбины

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности для получения уплотнительного покрытия методом газотермического напыления. Может использоваться при производстве паровых или газовых турбин для обеспечения стабильности зазоров в сопряженных элементах проточной части турбины.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2530974
Дата охранного документа: 15.05.2013
02.11.2018
№218.016.99e4

Покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры

Изобретение относится к машиностроению, в частности к покрытиям для восстановления и упрочнения запорной и регулирующей арматуры. Покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры представляет собой двухслойную систему, состоящую из подслоя и основного слоя.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2530975
Дата охранного документа: 16.05.2013
02.11.2018
№218.016.99e5

Состав присадочного материала

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при ремонте деталей паровых турбин.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2530978
Дата охранного документа: 16.05.2013
02.11.2018
№218.016.99e6

Многослойное теплозащитное покрытие

Изобретение относится к многослойному теплозащитному покрытию на детали горячего тракта энергетических газотурбинных установок большой мощности. Многослойное теплозащитное покрытие включает основной металлический подслой, выполненный из сплава на основе никеля, верхний керамический теплозащитный...
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2532646
Дата охранного документа: 28.06.2013
02.11.2018
№218.016.99e7

Способ получения защитного упрочняющего покрытия на деталях запорной арматуры

Изобретение относится к способу получения защитного упрочняющего покрытия на деталях запорной арматуры.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2543117
Дата охранного документа: 16.05.2013
02.11.2018
№218.016.99e9

Способ защиты лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии

Изобретение относится к защите лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии. Способ включает нанесение на лопатку защитного покрытия.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2545878
Дата охранного документа: 16.05.2013
02.11.2018
№218.016.99ea

Способ модификации элемента статора энергетической турбины

Изобретение относится к способу получения покрытия на поверхности элемента статора энергетических турбин.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2545879
Дата охранного документа: 16.05.2013
02.11.2018
№218.016.99eb

Способ нанесения многослойного теплозащитного покрытия

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к материалам для парогазовых установок на базе газотурбинных установок большой мощности и может быть использовано для защиты лопаток и других деталей газотурбинного двигателя от воздействия высоких температур, эрозионного износа и...
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2545881
Дата охранного документа: 26.02.2013
+ добавить свой РИД