俄制800mw机组中压转子叶片围带.doc

俄制800MW机组中压转子叶片围带 缺陷的原因分析与处理 赵东亮 王九崇 （绥中发电有限责任公司125222） 摘要：绥中发电有限责任公司的两台俄制800MW机组的中压转子在大修中都发现叶片铆钉头存在磨损的情况，同时在#1机大修中发现第22级叶片4块围带存在局部掉角，本文对中压转子的上述缺陷进行了原因分析，提出用激光融覆焊接和氩弧焊接两种不同的方式处理铆钉头磨损问题，并在不拆叶片的情况下对掉角的叶片围带进行更换，经机组运行实际检验处理措施是可行的。 关键词： 俄制800MW机组；汽轮机；叶片；激光融覆；氩弧焊接  概况 绥中发电有限责任公司（一期）安装两台前苏联生产的800MW燃煤汽K—800—240—5型,该T形叶根，叶轮为等厚叶轮，转子开设中心孔，两端用封堵封死。在2008、2009年相继进行的#2机组、#1机组的大修中发现中压转子的铆钉头存在磨损的情况，同时在#1机大修中发现中压转子的第22级叶片4块围带存在局部掉角。我公司通过各种渠道，对缺陷产生的原因进行深入的分析，采取了相应的处理措施，通过长时间的运行观察，效果良好，保证了机组的安全及经济运行。 中压转子围带局部掉角的处理 结构及参数 中压缸为双层缸，对称分流结构，内部由6个隔板套，1个内缸组成，中压转子共计18级，第22级叶片为中压缸靠近机侧第1级，共有叶片102片，其中锁叶片2片，有铆接围带20组，叶片、围带材质均为18Cr11MoNiVNb。叶片高度110 mm，平均直径1285 mm，通流面积1511 cm2，蒸汽流量1010.3 t/h，级后压力24.5MPa，级后温度496℃，级内功率23227 kw。 解体发现的问题及原因分析 中压内缸揭缸后，检查发现第22级4块围带存在局部掉角，掉角位置在围带进汽侧边角处，为围带探出部分，尺寸约为40mm×40mm（见图1）。 中压转子第22级叶片围带不存在设计问题，其强度满足运行环境的要求，在以往大修中也没发现类似问题，因此认为导致4组围带局部损坏的原因为通流部分进入异物打击造成。 图1 #1机中压转子第22级叶片围带4处掉角图示 处理措施 围带断裂处已达铆钉孔位置，如不进行更换，将进一步冲刷铆钉头，威胁机组的安全稳定运行。在大修中发现此问题，整级更换此级叶片面临着无备件，工期长等诸多问题，经中外专家共同研究决定，在不拆叶片的情况下，对局部损坏的4组围带进行了更换，更换后切除了第13级和第22级围带探出部位尖角，以提高整组围带的安全系数，主要工序有： 1.3.1 用切割机将局部破损的围带分段切断（见图2），小心清除铆钉头翻边，取下原围带； 图2 围带切割图示 1.3.2 铆钉部分磁粉探伤试验检查，确认无异常状况后准备回装； 1.3.3 待更换的新围带进行打磨，厚度减薄 0.5mm，此工作可在围带生产加工阶段完成； 1.3.4 为去除铆接金属应力，将围带铆钉部分浸入到铅熔槽内进行退火处理（见图3），退火温度T= 650±10℃，持续1小时，退火后在空气中自然冷却。加热方法为采用乙炔氧气焰在对称位置加热铅槽底部，加装临时热电偶和便携式红外线测温仪两种方式进行温度监测。 图3 铆钉头在铅槽中热处理图示 1.3.5 为确保铆钉头根部基径（R=0.8-1.0mm） 图4 #2机中压转子第13、22级铆钉头磨损情况图示 造成中压转子铆钉头磨损的主要原因为汽流冲刷，汽流冲刷不但造成汽缸上的阻汽片脱落，起不到密封作用，同时也造成铆钉头磨损，锅炉蒸汽中含有结垢物使铆钉磨损更加严重。以#1机的现场检查情况为例，中压第13级上缸进汽侧阻汽片脱落870mm，下缸进汽侧阻汽片脱落720mm；第22级上缸进汽侧阻汽片脱落1120mm，下缸进汽侧阻汽片脱落1380mm，且燕尾槽冲蚀；第23级上缸进汽侧阻汽片脱落1000mm。中压缸其余阻汽片均存在不同程度的损坏。 处理措施 铆钉头磨损能够采取铆钉头与围带焊接在一起的方法进行处理，目前国内采用的焊接的方式有2种，一是激光融覆焊接技术，二是氩弧焊接技术，这两种方法在绥电公司都有成功的应用。 2.2.1 方案一：激光融覆焊接技术 该种焊接方法焊接温度低（不超过60℃），焊后热应力小，安全可靠，但焊接所需工期较长，所需费用较高。主要工序如下： 转子入厂后检测，对需要修复的磨损铆钉头及围带进行探伤处理，检查除冲刷外是否还存在其他损伤和缺陷。 对磨损的部位进行钳修清理，打磨掉冲刷位置的残余的铆钉翻边，铆钉头上残余厚度超过1mm的翻边保留。打磨掉铆钉头上及其周围的围带上的氧化层和其他附着杂质。 根据基体材质配置，对于汽轮机用马氏体耐热不锈钢熔覆性能较好且抗冲刷的材料作为铆钉头熔覆材料。 根据转子围带和激光加工设备特点确定激光熔覆的具体工艺参数。 编制激光熔覆程序