激光熔覆技术在检修中的应用

摘要：本文从大型设备检修实际案例进行了激光熔覆技术的介绍，对同类型的设备检修有着较强的借鉴作用。

本文从大型设备检修实际案例进行了激光熔覆技术的介绍，对同类型的设备检修有着较强的借鉴作用。

In this paper, the laser cladding technology introduced from the maintenance of large equipment case, has a strong reference to the maintenance of the same type.

关键词：汽轮机；激光熔覆

中图分类号：TK26 文献标识码：A

一、前言

唐钢炼铁厂10#汽轮发电机组由于调速汽门不严，打闸停机后，调速汽门仍有蒸汽进入机组，致使转速上升，最高到4900rpm，不得不破坏真空，迅速关闭主汽门，才能将转速降下而停机。如果不及时破坏真空，转速将失去控制，严重的将造成飞车等严重设备事故。同时，机组启机时调速系统基本失去作用，转速无法控制，冲转时无法按照升速曲线进行暖机，只能采取用主汽门旁路门手动升速的方法奇迹。即升速时将一道主汽门全开，二道主汽门全关，缓慢打开二道主汽门旁路门控制转速上升。这种升速方法完全依靠职工手感和经验，转速虽然能控制在一定范围内，但由于定速并网需要转速稳定在4340rpm，而手动升速很难将其控制在一个稳定值上，故并网时需要反复调整转速，造成发电机并网空难，同时机组存在设备安全隐患。

二、设备故障原因

为保证机组稳定运行，经生产科、设备科等相关科室协调后，机组于2013年3月20日利用2BF定修时间停机检修。

机组调速汽门解体检查发现，在其中一个组合阀碟的中心阀碟密封处有一不规则硬物，致使中心阀碟无法正常关闭，致使阀碟与阀座密封面均出现凹痕，造成进气量不能有效控制，导致机组无法正常启、停机。

三、确定检修方案

方案一：更换阀碟与阀座

现状：1.库存无备件。

2.检修难度大，需返厂（广汽）更换。

3.返厂设备较大，运输困难。

4.返厂更换时间长（约10天），将严重影响我厂发电效益。

5.返厂更换所需备件费、运输费等费用车间无力承担。

结论：此方案不可行。

方案二：利用唐钢机械装备公司现有激光修复技术检修

现状：1.激光修复设备拆卸、移动、安装便捷。

2.检修时间较短（约3天）。

3.损坏部位（设备）无需拆卸，在线修复。

4.修复后设备可保持原有性能。

5.大大降低检修费用，且提高我厂经济效益。

结论：此方案可行。

四、激光熔覆技术

激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、 抗氧化及电器特性等的工艺方法。

五、制定检修工艺方案

阀座检修方案：

1.激光熔覆设备运至检修现场，并进行接线、定位。

2.用白布堵塞阀座进汽孔、上部并放置软白面，防止金属粉末及杂物进入机组内部。

3.阀座除锈、除油、砂纸打磨。

4.根据阀座材质（15CrMoA-5）配置激光熔覆金属粉末。

5.开始现场激光熔覆，设备功率1000W，速度1.2m/min，轨迹为圆弧形，熔覆厚度单面0.7mm。

6.熔覆完成后，用铣床进行粗加工熔覆层。

7.根据阀座弧形角度数控车床加工铸铁研磨试件，并进行精研磨阀座。

8.探伤，检查熔覆层内有无气孔等缺陷。

9.检验、验收其结构尺寸及密封效果。

阀蝶检修方案：

1.阀蝶除锈、除油、砂纸打磨。

2.根据阀蝶材质（25Cr2MoVA-5）配置激光熔覆金属粉末。

3.阀蝶固定，开始激光熔覆，设备功率1000W，速度1.2m/min，轨迹为圆弧形，熔覆厚度单面1.5—2.0mm。

4.将阀蝶熔覆层进行数控精加工。

5.探伤，检查熔覆层内有无气孔等缺陷。

6.检验、验收其结构尺寸及密封效果。

六、修复前后对比

修复前 修复后

七、修复方案的优越性

1.时间方面

如果损坏设备部件返厂更换，则时间长达10天左右，而此修复方案时间仅为3天。

2.费用方面

（1）经济效益

10#汽轮发电机组功率为25MW,如果损坏设备部件返厂更换，时间按10天，费用按0.5元/度计算，则直接影响我厂发电效益300万。

（2）备件费用

更换全部阀座及阀蝶，费用约为1.5万元。

（3）运输费用

约为3万元。

激光熔覆费用为15万元。

此次激光熔覆为我厂节省费用为：300+1.5+3-15=289.5万元

八、修复后机组的运行状况

调速汽门检修后，机组启机正常冲转，调速汽门能够在调速系统的控制下缓慢打开，中控室内用调速系统对机组转速进行控制，按照正常的升速曲线进行启机（600rpm暖机10分钟，1400rpm暖机30分钟，4340rpm定速），每个转速节点均能保持转速稳定，不仅保证了机组的正常暖机，且机组并网时，能够稳定维持4340rpm转速，为并网创造了良好条件。

机组打闸停机后，调速汽门能够迅速关闭，机组转速缓慢下降，正常停机。不会出现打闸后转速迅速上升的现象，避免了因汽轮机超速对机组产生的严重损伤。

九、结束语

对于其他大型A类设备，尤其是其有些主要零部件不可能进行申请备用，一旦发生磨损等情况，拆卸或返厂更换极其困难，给生产和检修造成了很大麻烦。

激光熔覆技术成功解决了这一难题，激光熔覆设备可移动、就地安装，对损坏部位进行现场修复，节省了大量的人力、物力、财力，是一种新型的检修手段，在汽轮机、鼓风机、TRT等设备检修时有较强的借鉴性。