烟气轮机损伤叶片激光仿形修复工艺
专利汇可以提供烟气轮机损伤叶片激光仿形修复工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及石化设备维修业的一种新工艺。针对常规热 熔焊 等方法，无法修复烟气轮机损伤 叶片 的难题，发明了一种激光熔铸仿形修复工艺，它是采用智能化机械手，以X、Y、Z、U、V五个方向，在直 角 坐标系 范围内，沿修复叶片空间曲面形状，全方位自动仿形扫描；激光功率 密度 为106～109w/cm2，扫描范围为10～80mm2。在机械维修部 门 可广泛应用。，下面是烟气轮机损伤叶片激光仿形修复工艺专利的具体信息内容。
1.烟气轮机损伤叶片激光仿形修复工艺，包括修复前预处理、熔铸、 无损检测和涂层等多道工序，其特征是：
a)激光束通过智能化机械手，以X、Y、Z、U、V五个方向，在直 角坐标系范围内，按照修复叶片空间曲面形状，实现全方位自动化仿形扫 描，也可以采用数控激光加工机，实行X、Y、Z方向人工仿形扫描；
b)激光束功率密度为106～109w/cm2，气体CO2激光使用功率为2000～ 3000w，固体YAG激光使用功率为500～1000w，扫描速度10～50mm/s， 也可以实行定点激光快速辐照，圆形或椭圆形激光束扫描范围为10～ 80mm2。
2.根据权利要求1所述的烟气轮机损伤叶片激光仿形修复工艺，其 特征是：为提高修复部件表面抗蚀性和冲刷能力，应采用等离子机在叶片 表面喷涂Co-Cr-W涂层0.15～0.25mm。
3.根据权利要求1、2所述的烟气轮机损伤叶片激光仿形修复工艺， 其特征是：燃气轮机、汽轮机、风机和水轮机等同类设备损伤叶片，均可 适用本工艺复原维修。
本发明涉及石油化工领域中，所采用的机械设备的一种维修方法。
烟汽轮机转子动叶片、定子静叶片在高温、具有腐蚀性强的环境下， 高速运转，长时间工作发生严重损伤。炼油厂的烟汽轮机一、二级动叶片 和静叶片及导向叶片，工作温度600～700℃，转速5000～6500转/分，单 个动叶片承受10000多公斤的径向剪切力，并长时间不间断的遭受无机化 合物、催化剂粒子的冲刷；在一、二级动叶片、静叶片叶尖部及叶根部产 生严重冲蚀，最严重处深10～15mm，长度50～60mm，进、排气边严重 磨损减薄，叶片榫齿头部有严重磨损，最严重处深8～13mm，严重地降低 了叶片的强度指标和使用寿命；由于叶片采用GH738(GH864)高温特种 合金制造，采用常规的热熔焊方法修补，造成热应力损伤和变形，并使叶 片基体材料金相组织变粗大、疏松，易产生裂纹，降低使用寿命。
本发明的目的，是针对常规技术无法修复此类损伤叶片的难题，研究 了一种激光熔铸仿形快速修复的工艺方法，利用高能量激光束加热面积小 的特性，实现叶片损伤区仿形再造，恢复叶片原有几何尺寸形态和技术指 标要求，达到原有叶片的使用性能，并延长使用寿命。
烟气轮机损伤叶片激光仿形修复工艺，包括修复前预处理、熔铸、无 损检测和涂层等多道工序，其特征是：
a)激光束通过智能化机械手，以X、Y、Z、U、V五个方向，在直 角坐标系范围内，按照修复叶片空间曲面形状，实现全方位自动化仿形扫 描，也可以采用数控激光加工机，实行X、Y、Z方向人工仿形扫描；
b)激光束功率密度为106～109w/cm2，气体CO2激光使用功率为2000～ 3000w，固体YAG激光使用功率为500～1000w，扫描速度10～50mm/s， 也可以实行定点激光快速辐照，圆形或椭圆形激光束扫描范围为10～ 80mm2。
为提高修复部件表面抗蚀性和冲刷能力，应采用等离子机在叶片表面 喷涂Co-Cr-W涂层0.15～0.25mm；燃气轮机、汽轮机、风机和水轮机等 同类设备损伤叶片，均可适用本工艺复原维修。
本发明的积极效果是：操作自动化、智能化，修复速度快，任何空间 形状及不同材质的叶片均可仿形修复；激光熔铸层与叶片基体实现冶金结 合，结合强度达到原基体材料90％以上；叶片损伤区基体材料在激光熔铸 过程中仅表面微熔，微熔层为0.05～0.1mm，基体热影响区极小，温升不 超过80℃，无热变形；熔铸层与基体均无粗大铸造组织，晶体细小、无孔 洞、无裂纹、无夹杂等缺陷；且叶片强度及抗恶劣工况环境侵蚀能力更高， 连续使用周期超过原设计的12000小时，具有显著的经济价值和社会效益。
实施例1
石化公司炼油厂催化裂化装置系统能量回收机组中，YLH-6000C型烟 汽轮机转子工作温度640～670℃，转速为5824转/分，动叶片材质为GH864 特种合金，经过近6万小时运行，转子一、二级动叶片尖部有4～8mm严 重冲刷磨损，排气边有局部减薄，叶片榫头部有冲刷磨损；二级导叶片外 环挡板有10～15mm严重冲刷磨损，排气边减薄。采用修复准备，激光仿 形熔铸修复，形状磨修，缺陷修补和抛光，修复后喷涂耐磨涂层及转子动 平衡试验一整套激光仿形熔铸修复工艺过程，进行叶片修复再造。
CO2激光器发出的激光束，通过智能化机械手，以X、Y、Z、U、V 五个方向，立体全方位仿形扫描，扫描功率为2000～2500W，自动化同步 送料，激光束扫描速度为20mm/s，使用熔铸材料与叶片材质相近的特制 Ni基合金；涂层采用Co-Cr-W材料，层厚为0.2mm。修复后的烟汽轮机 叶片在原工况环境中使用，已经达到17000小时，超过原设计能力指标。
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