Способ ремонта бандажных колец турбогенератора

 

Изобретение может быть использовано при ремонте методом наплавки деталей, в частности турбогенераторов, имеющих глубокие трещины по местам плотной посадки колец на якорь генератора. Трещины устраняют вышлифовкой. Выборку по месту устранения трещин заплавляют электродным металлом с образованием пластичной и прочной структуры аустенита, усиленной ферритной дельта-фазой. При этом осуществляют постоянный контроль температуры и обеспечивают гарантированное тепловложение. Осуществляют доводку размеров кольца по месту наплавки до заданных величин. Способ позволяет сократить сроки проведения ремонта и повысить его качество.

Изобретение относится к технологии ремонта деталей методом наплавки и может быть использовано для ремонта турбогенераторов, имеющих на внутренней поверхности глубокие трещины (до 10 мм в глубину) по местам плотной посадки бандажных колец на якорь генератора.

Известен способ ремонта бандажных колец турбогенератора, заключающийся в устранении трещин, возникающих в процессе эксплуатации, путем зачистки или механической проточки кольца на фиксированную допустимую глубину (Циркуляр Ц-3-98Э. Департамент стратегии развития и научно-технической политики РАО "ЕЭС России" от 30.04.1998 - прототип).

Однако существующие строгие ограничения по глубине проточки приводят к тому, что при выходе за эти пределы дорогостоящие бандажные кольца подлежат выбраковке.

Известен способ восстановления подпятника (патент России 2100159, МПК В 23 К 9/04, В 23 Р 6/00, опубл. 27.12.1997, Бюл. 36), согласно которому осуществляют удаление изношенной части поверхности стенки подпятника с образованием скоса, после чего производят наплавку на всю ширину разделки.

Однако этот способ не может быть использован для ремонта бандажных колец турбогенератора, так как бандажные кольца изготовлены из стали 60ХЗГ8Н8В, которая относится по содержанию углерода к трудносвариваемым. Кроме того, к бандажным кольцам предъявляются повышенные требования по прочности, по физическим свойствам, по величине остаточных напряжений в металле, которые не могут быть соблюдены при использовании известного способа.

Задачей изобретения является разработка способа ремонта бандажных колен турбогенератора, позволяющего сократить срок ремонта и увеличить срок службы дорогостоящих бандажных колец.

Поставленная задача достигается за счет того, что в известном способе ремонта, включающем устранение трещин путем их вышлифовки с последующей наплавкой, согласно изобретению выборку по месту устранения трещин заплавляют электродным металлом с образованием пластичной и прочной структурой аустенита, усиленной ферритной дельта-фазой при гарантированном минимальном тепловложении, после чего осуществляют доводку размеров кольца по месту наплавки до заданных величин.

Сущность изобретения заключается в следующем.

После обнаружения трещин при контроле бандажных колец производят их вышлифовку, после чего образовавшуюся выборку заполняют наплавкой.

Однако при наплавке возникает ряд технических сложностей. Высокая прочность металла кольца требует аналогично высокой прочности наплавляемого материала. Кроме того, металл кольца, работающего в зоне действия мощного электромагнитного излучения, не магнитен, и наплавляемый материал должен обладать теми же свойствами. Учитывая, что при работе создаются значительные напряжения на конструкцию, величина остаточных напряжений в металле кольца после его изготовления не должна превышать 137 МПа, а материал заготовок кольца не должен иметь внутренних нарушений сплошности.

В процессе наплавки происходит расплавление металла кольца и сварочного электрода с последующим протеканием соответствующих металлургических процессов и кристаллизации, что может привести к образованию сварочных дефектов типа пор, неметаллических включений, трещин, а также к росту зерна.

Для исключения отмеченных факторов наплавку выполняют электродами с получением наплавленного металла аустенитной микроструктуры, усиленной ферритной дельта-фазой, что придает наплавленному металлу высокую трещиностойкость, необходимую прочность, высокую пластичность, требуемые физические свойства по магнитности и электросопротивлению.

Для снижения влияния на металл кольца градиента температур, возникающего при наплавке, бандажное кольцо по месту наплавки нагревают до температуры 250^oС±20^o, а процесс наплавки ведут с наложением коротких валиков без поперечных колебаний электрода, при этом скорость сварки равна скорости плавления электрода. Перед наложением каждого последующего валика предыдущий валик охлаждают до температуры ≈300^oС, осуществляя постоянный контроль температуры. После осуществления наплавки производят механическую обработку по месту наплавки до заданных размеров.

Был произведен ремонт бандажного кольца по данному способу. Предел прочности наплавленного металла составил 800-850 МПа, относительное удлинение 20-25%. Время ремонта составило 36 ч. Проведенный ультразвуковой контроль и цветная дефектоскопия не выявили дефектов по месту наплавки.

Предлагаемый способ позволяет сократить сроки проведения ремонта и повысить его качество, тем самым сэкономить средства, необходимые для изготовления новых дорогостоящих колец.

Формула изобретения

Способ ремонта бандажных колец турбогенератора, включающий устранение трещин путем их вышлифовки, отличающийся тем, что выборку по месту устранения трещин заплавляют электродным металлом с образованием пластичной и прочной структуры аустенита, усиленной ферритной дельта-фазой при гарантированном тепловложении, после чего осуществляют доводку размеров кольца по месту наплавки до заданных величин.