Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЛОПАТОК ПАРОВЫХ ТУРБИН ОТ ПАРОКАПЕЛЬНОЙ ЭРОЗИИ

Вид РИД

Патент

Юридическая информация Юридическая информация Свернуть Развернуть

Авторы

Скрыто правообладателями

Правообладатели

ООО "ТСЗП"

№ охранного документа

2545878

Дата охранного документа

16.05.2013

Статус

Действует

Дата окончания действия пошлины

16.05.2033

Вид патента

Изобретение

Краткое описание РИД Краткое описание РИД Свернуть Развернуть

Аннотация: Изобретение относится к защите лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии. Способ включает нанесение на лопатку защитного покрытия.

Ключевые слова: парокапельная эрозия, защита лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии, нанесение на лопатку защитного покрытия

Характеристика результата

Опытный образец/опытная партия

Основные результаты: Желаемым техническим результатом является получение по всему профилю входной кромки лопатки, упрочненного слоя на длину не менее 1/3 от длины рабочей части пера, без ухудшения аэродинамических характеристик лопатки. Желаемый технический результат достигается тем, что в способе защиты лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии, содержащем нанесение методом лазерной наплавки на лопатку защитного покрытия на длину не менее 1/3 от длины рабочей части пера, лазерную головку перемещают со скоростью линейной интерполяции Vi не более 0.05 м/с, а мощность лазерного излучения составляет (800-1200 Вт).

Новизна: Принципиально новый результат

Развернутое описание Развернутое описание Свернуть Развернуть

Область применения РИД:

Изобретение относится к энергетике, конкретнее к способам защиты лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии.

Форма представления сведений об объекте учета: Патент

Реферат Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к защите лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии. Способ включает нанесение на лопатку защитного покрытия. Покрытие наносят методом лазерной наплавки. Лазерную головку перемещают со скоростью линейной интерполяции Vi не более 0,05 м/с. Мощность лазерного излучения составляет (800-1200) Вт. Техническим результатом является получение по всему профилю входной кромки лопатки упрочненного слоя на длину не менее 1/3 от длины рабочей части пера без ухудшения аэродинамических характеристик лопатки. 2 ил. Изобретение относится к энергетике, конкретнее к способам защиты лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии. Назначение лопаток турбин - превращение потенциальной энергии сжатого пара в механическую работу. В зависимости от условий работы в турбине длина ее рабочих лопаток может колебаться от нескольких десятков до полутора тысяч миллиметров. На роторе лопатки расположены ступенчато, с постепенным увеличением длины, и изменением формы поверхности. На каждой ступени лопатки одинаковой длины расположены радиально оси ротора. Это обусловлено зависимостью от таких параметров, как расход, объем и давление. При равномерном расходе давление на входе в турбину максимальное, расход минимален. При прохождении рабочим телом через лопатки турбины совершается механическая работа, давление уменьшается, но увеличивается объем. Следовательно, увеличивается площадь поверхностей рабочей лопатки и, соответственно, ее размер. Рабочие лопатки - наиболее напряженные и ответственные части проточной части турбины и самый дорогой ее элемент. Ресурс таких лопаток - 40-50 тыс. часов. Разрушение лопаточного аппарата турбины приводит к неблагоприятным последствиям для всего турбоагрегата в целом и вынужденному останову турбины. В настоящее время накоплен значительный опыт применения различных технологий защиты деталей проточной части турбин от эрозии, все они основаны на конструкторско-технологических решениях. Например, закалка токами высокой частоты (ТВЧ). Этот способ позволяет получить на кромке лопатки закаленный слой на длину не менее 1/3 от длины рабочей части пера. Характеризуется сложностью технологии, которая определяется высокими требованиями к конструкциям индукторов ТВЧ, а также специализированным сложным оборудованием. К недостаткам данной технологии можно отнести следующее: невозможность осуществления технологического процесса непосредственно на облопаченном роторе; большая вероятность образования трещин длиной до 0,5 мм в закалочных зонах металла лопаток; отсутствие технологического процесса высокого отпуска. Напайка (припайка) стеллитовых пластин из кобальтового стеллита марки ВЗК. Является одним из основных способов для защиты входных кромок лопаток. Напайка осуществляется с помощью серебряного припоя ПСр-45. Этим способом обеспечивается защита наиболее повреждаемой части входной кромки лопаток (до 400 мм) на период 1015 лет. В ряде случаев на ТЭС применялся ремонт лопаток, при котором стеллитовые пластины напаивались в места отслоившихся. Однако этот прием ремонтной технологии не всегда себя оправдывал из-за перегрева лопатки, поскольку ухудшается аэродинамика профиля рабочих лопаток; ускоряется промыв металла за пластинами, в зоне резкого изменения профиля, имеющего вид почти ступеньки; закрепление стеллитовых пластин посредством серебряного припоя является ненадежным; происходит отрыв отдельных пластинок и повреждение ими трубок конденсатора; несовершенство технологии пайки стеллитовых пластинок к лопаткам приводит к образованию опасных подкалочных зон, способствующих образованию и развитию усталостных трещин, создающих аварийные ситуации; неподдающийся прогнозу процесс отрыва стеллитовых пластинок может ухудшать отстройку от резонанса отдельных лопаток, что, в свою очередь, может ускорить процесс повреждения и аварийного разрушения энергоблоков ТЭС. Приварка (и/или наварка) пластин вместо поврежденной части лопатки. Способ рекомендован как без разлопачивания ротора при вскрытом цилиндре, так и с разлопачиванием на лопатках. Позволяет восстанавливать близкий к исходному профиль рабочих лопаток. Однако после приварки пластин необходима соответствующая термообработка. Ремонт рабочих лопаток осуществляется путем нанесения высоконикелевой аустенитной наплавки без послесварочной термической обработки с обязательной приваркой стеллитовых пластин из кобальтового стеллита марки ВЗК. Имеется информация об аварийных ситуациях, возникающих при разрушениях таких лопаток, т.к. наличие аустенитной наплавки неизбежно приводит к получению сварочного соединения с резкой химической, структурной и механической неоднородностью металла по зонам. Ионная имплантация с формированием на поверхности покрытия. Покрытие наносится на лопатки в специальных камерах при использовании вакуумного оборудования. Обязательно разлопачивание ротора. Упрочнение достигается за счет формирования износостойкого коррозионностойкого однослойного покрытия из TiN или многослойного с возможным чередованием слоев (Ti+TiN), толщина которого не превышает 50 мкм. Способ предполагает использование дорогостоящего вакуумного оборудования. К недостаткам следует отнести: низкую производительность при формировании покрытия; высокую стоимость процесса формирования покрытия; разнотолщинность покрытия на лопатке, в зависимости от расположения катода по отношению к лопатке. В энергетике ионная имплантация с покрытиями на основе TiN отработана на рабочих лопатках последних ступеней из сталей 20Х13-Ш и 15Х11МФ-Ш, но широкого применения не получила. Ближайшим аналогом к предлагаемому изобретению модели является способ защиты лопатки паровой турбины от парокапельной эрозии, содержащий нанесение на лопатку защитного покрытия, описанный в патенте РФ RU 2234556 С2, МПК С23С 14/06, опубликовано 20.08.2004. Недостатком ближайшего аналога является недостаточная адгезионная связь напыляемого материала и материала подложки. При нанесении материала методом способ защиты лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии, патент № 2545878 способ защиты лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии, патент № 2545878 способ защиты лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии, патент № 2545878 на поверхность лопатки, чрезвычайно трудно обеспечить равную толщину покрытия, вследствие нелинейной кривизны поверхности. Таким образом создаются предпосылки появления неравномерно распределенных остаточных напряжений в покрытии, что приводит к трещинообразованию и отслоению. Задача, на которую направлено предлагаемое изобретение, заключается в том, чтобы увеличить эрозионную стойкость кромок лопаток паровых турбин в условиях ударно-капельного воздействия путем применения метода лазерной наплавки. Желаемым техническим результатом является получение по всему профилю входной кромки лопатки, упрочненного слоя на длину не менее 1/3 от длины рабочей части пера, без ухудшения аэродинамических характеристик лопатки. Желаемый технический результат достигается тем, что в способе защиты лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии, содержащем нанесение методом лазерной наплавки на лопатку защитного покрытия на длину не менее 1/3 от длины рабочей части пера, лазерную головку перемещают со скоростью линейной интерполяции Vi не более 0.05 м/с, а мощность лазерного излучения составляет (800-1200 Вт). Повышение мощности лазерного излучения при постоянных значениях остальных параметров приводит к увеличению ширины и высоты наплавленных валиков. При этом также наблюдается тенденция к возрастанию коэффициента перемешивания. С увеличением скорости наплавки время облучения единицы поверхности, а следовательно, и удельная погонная энергия уменьшаются. Кроме того, уменьшается относительный расход порошка, ширина и высота наплавленных валиков. В этом случае имеется тенденция к возрастанию коэффициента перемешивания. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ защиты лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии, включающий нанесение на лопатку защитного покрытия, отличающийся тем, что покрытие наносят на длину не менее 1/3 от длины рабочей части пера методом лазерной наплавки мощностью лазерного излучения (800-1200 Вт), а лазерную головку перемещают со скоростью линейной интерполяции не более 0,05 м/с. На рис. 1 изображена технологическая схема лазерной наплавки на лопатку паровой турбины, где 1 - лопатка паровой турбины; 2 - лазерная головка; 3 - направление рабочих ходов при наплавке; а - дистанция наплавки; способ защиты лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии, патент № 2545878 - смещение наплавленных валиков; Vi - скорость линейной интерполяции, м/с. На рис. 2 изображена входная кромка паровой турбины с покрытием.

Оригинал произведения Оригинал произведения Свернуть Развернуть

Содержательная часть РИД:

Хеш-код депонирования: 45f57e1ae9a72dd4a8a9949e4f7a7b3ba2add50eaa50d7405a8e274c0e868093

Источник поступления информации: Портал edrid.ru

Авторы
Правообладатели

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