一種長葉片局部熱處理的方法

李肖霞

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱150046）

一種長葉片局部熱處理的方法

李肖霞

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱150046）

本文介紹了一種長葉片局部熱處理的裝置和方法。該方法主要是利用罩式爐，將長葉片需要熱處理的部分和不需要熱處理的部位分別置于加熱區(qū)和非加熱區(qū)，過渡區(qū)用保溫材料隔熱。該方法已經(jīng)在我公司開發(fā)的長度900mm ˉ1375mm范圍內(nèi)5種不同規(guī)格的末級長葉片局部熱處理時得到了廣泛應(yīng)用，取得了很好的效果。

長葉片；局部熱處理方法；裝置

隨著大功率火電汽輪機、核電汽輪機組的發(fā)展，末級長葉片的長度在逐漸增加，現(xiàn)有的長葉片鍛造成型技術(shù)無法實現(xiàn)無余量精鍛，通常是留有少量余量，在鍛造后通過機械加工的方式去除，在加工過程中，需去機械加工應(yīng)力退火；另外，末級長葉片進氣邊焊接司太立合金后也需要進行去焊接應(yīng)力退火，在這兩種情況下，葉根已精加工完畢，葉頂葉身需要局部熱處理[1-2]。針對上述情況，本文介紹一種長葉片局部熱處理的裝置及方法。

1長葉片局部熱處理裝置

因汽輪機組種類、功率、參數(shù)等不同，末級長葉片有很多種規(guī)格，也就意味著有很多種不同長度、不同材質(zhì)的長葉片需要進行局部熱處理。如果為每一規(guī)格的長葉片都設(shè)置專門的熱處理裝置，會造成能源、設(shè)備、場地、人力資源等浪費現(xiàn)象。為解決這些問題，設(shè)計一種通用的加熱爐，稱為罩式爐，結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。

圖1 罩式爐結(jié)構(gòu)圖

圖2 罩式爐下半俯視圖

罩式爐由上下兩半部分組成，下半部分埋置于地坑內(nèi)，爐體內(nèi)襯由耐火澆注料澆筑而成，內(nèi)表面用薄鋼板卷制焊接而成，并用鋼板將爐膛下半部分分割成七個區(qū)域，并設(shè)置有接地裝置以防漏電觸電。爐子上半主要有加熱裝置和風機裝置。爐頂上設(shè)置有吊耳。在使用時，爐子上半部分通過兩個導向定位裝置與下半合到一起。爐膛上半部分與下半部分閉合形成的封閉腔體為料槽，即長葉片放置區(qū)。

為了滿足不同高度長葉片局部熱處理的需要，并便于長葉片穩(wěn)固地垂直放置，設(shè)計了輔助工裝，如圖3所示。熱處理時，長葉片放置于輔助工裝的料盤上。工裝側(cè)面的角鋼上，鉆有不同高度的孔，可根據(jù)長葉片的長度調(diào)節(jié)料盤的高度，調(diào)節(jié)后用螺釘螺母固定。料盤下方焊接有角鋼，起到加強支撐的作用。工裝側(cè)面角鋼最上層鉆有起吊孔。工裝斜著焊接兩根加強筋，用以增加其穩(wěn)定性。

2長葉片局部熱處理方法

2.1 操作方法

本文所述的汽輪機末級長葉片，材質(zhì)為0Cr17Ni4 Cu4Nb，長度為900~1 375 mm之間。在利用該裝置對長葉片進行局部熱處理時，應(yīng)按照以下方法進行操作：

（1）在裝爐前，對輔助工裝進行檢查，認真清理氧化皮、鐵屑等雜物，并確保已按照工裝圖紙的要求正確安裝好，安裝后的工裝應(yīng)平穩(wěn)，不得有變形、歪斜等現(xiàn)象，螺栓螺母不得有松動。工裝在安裝時，要注意根據(jù)長葉片的長度調(diào)節(jié)料盤的高度，使得需要熱處理的部分全部置于加熱區(qū)內(nèi)，不需要熱處理的部分全部置于非加熱區(qū)內(nèi)。

（2）工裝清理、組裝、調(diào)節(jié)完畢后，吊入爐子下半工裝區(qū)內(nèi)。

（3）對每一片長葉片的葉根和過渡區(qū)用絕熱材料纏繞包扎，以減小葉身和葉根部位的熱傳導和溫度梯度。

（4）為了避免對長葉片造成磕碰，在工裝料盤上墊一層絕熱棉。將包扎好的長葉片依次垂直擺放于工裝上。對于長度為900~1375 mm的長葉片，一次最大裝爐量約為50~60片。

（5）裝爐時長葉片之間用耐火磚隔開，用絕熱材料填緊長葉片之間縫隙，保證長葉片處于垂直狀態(tài)且不易傾倒，必要時可用鐵絲將長葉片與料架邊緣角鋼進行捆綁。

（6）按照工藝要求搭接熱電偶以檢測爐膛和長葉片不同部位的實際溫度，搭接數(shù)量可根據(jù)長葉片長度和裝爐量進行調(diào)整。

（7）合上爐子，在儀表上設(shè)置熱處理工藝參數(shù)，送電進行熱處理。

2.2 工藝參數(shù)

按照以下工藝參數(shù)進行去應(yīng)力熱處理：裝爐溫度≤150℃，升溫速率≤80℃/h，保溫溫度為540±10℃，保溫3.5~4 h，降溫速率≤60℃/h，出爐溫度≤250℃.

3結(jié)束語

本文介紹了一種長葉片局部熱處理的裝置及方法，該裝置通用性強，占地面積小，極大地節(jié)省了熱處理爐的數(shù)量和場地；可滿足各種規(guī)格、各種材質(zhì)末級長葉片局部熱處理的需要，縮短了長葉片的熱處理周期和成本。利用該裝置對我公司研發(fā)的長度為900~1375 mm長度的長葉片進行了多爐去應(yīng)力熱處理，處理后的長葉片變形量較小，能滿足機加的需要，去應(yīng)力效果好，生產(chǎn)效率高。

[1]滕樹新，崔慧然，王進，等.核電汽輪機末級長葉片制造工藝技術(shù)研究[J].熱力透平，2015，44（4）：300-305.

[2]劉強.汽輪機低壓缸末級葉片水蝕機理分析及司太立合金片更換[D].上海：上海交通大學，2012.

A Kind of LocalHeat TreatmentMethod for Long Blades

LIXiao-xia
（Harbin Turbine Company Limited，Harbin Heilongjiang 150046，China）

This article introduces a kind of local heat treatment method for long blades.The blade root will be placed in heating section of the bell type furnace，and the leaf area will be placed in the unheated section，the transition zone will be wrapped with heat preservation cotton.Thismethod has been used in local heat treatment for the last stage long blades of different kinds，the length of long blades were changed from 900mm to 1375mm. Thismethod has achieved good result in the applications.

long blades；local heat treatmentmethod；device

TG155

A

1672-545X（2016）12-0088-02

2016-09-13

李肖霞（1985-），女，山西朔州人，碩士研究生，工程師，主要從事材料成型、熱處理、性能研究等工作。