Ремонт деталей газовых турбин

Больше, чем просто ремонт газовых турбин

Узлы газовых турбин ремонтируются с помощью различных металлургических процессов, восстанавливающих металлургические харатеристики и размеры узла. Sulzer предлагает ремонт и восстановление компонентов для повышения надежности вашего оборудования.

Рентгендефектоскопия для поиска трещин

После проведения анализа мы сможем удалить существующее защитное покрытие. Мы подбираем подходящую химическую ванну для снятия покрытия с учетом его состояния и состава.

Мы документируем результаты неразрушающего контроля и наносим их на компоненты с помощью маркировки. Затем мы определяем деталей с помощью ряда инструментов — от штангенциркулей до новейших оптических трехмерных сканеров — и документируем результаты.

Инспекция

Следующий этап — инспекции при помощи методов неразрушающего контроля. Мы применяем одну из трех основных технологий: 

  • В большинстве случаев мы выполняем проверку проникающей люминесцентной краской для инспекций немагнитных сплавов, таких как жаропрочные сплавы на основе никеля и кобальта. В ходе данного процесса мы опрыскиваем детали люминесцентной краской. Под воздействием капиллярных сил жидкость проникает в трещины и другие дефекты. После пропитки, промывки и сушки поверхности даже мельчайшие трещины будут заметны в УФ-излучении.
  • Альтернативой проверке проникающей люминесцентной краской является проверка методом вихревых токов. Эта более совершенная технология подходит для выявления скрытых трещин, особенно трещин образовавшихся вследствие многоцикловой усталости. Такие трещины могут быть недостаточно открытыми для проверки проникающей люминесцентной краской, однако они выявляются проверкой методом вихревых токов.
  • Для выявления трещин также применяется рентгенодефектоскопия, но она может выявить только параллельные рентгеновским лучам трещины. Поэтому данный метод применяется не регулярно, а только в случае необходимости.

Процесс ремонта

Процесс ремонта в значительной степени включает в себя контролируемое удаление и добавление материала. Между этими этапами может потребоваться термическая обработка. Удаление материала — один из самых трудоемких этапов ремонта. Очень важно тщательно удалить невосстанавливаемый материал перед добавлением нового.  

Чистота поверхности имеет первостепенное значение для большинства процессов с добавлением материала. Мы обезжириваем и выполняем пескоструйную обработку компонентов практически после каждого этапа га в процессе ремонта. Существуют две основные технологии пескоструйной обработки:

  • с помощью эрозионных частиц, стирающих поверхностные слои;
  • с помощью металлических частиц, выравнивающих поверхность и удаляющих керамические примеси.
Сварка является частью ремонта

Сварка

При сварке для добавления материала применяется сварочный (присадочный) металл. Сварка создает промежуточные слои, жидкие во время сварки, со смешанным составом из основного и присадочного металла. Состав материала на этом участке неоднороден. Если основной материал не плавится, формируется зона с измененной микроструктурой основного материала. Это зона, подвергшаяся тепловому воздействию.
 
Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа часто применяется для ремонта, поскольку она представляет собой наиболее гибкий для данной цели сварочный процесс. В случае жаропрочных сплавов на основе никеля сварка выполняется в аргоновой среде в вакуумной камере. Лазерная сварка применяется для периодически повторяющихся ремонтов, а также для сварки высоколегированным присадочным материалом в деталях, полученных направленной кристаллизацией, и монокристаллических материалах.

Избыток сварочного материала необходимо удалить с помощью механической обработки или вручную. Квалифицированные операторы могут выполнить эту работу с высокой точностью.

Пайка

Твердый припой содержит элементы снижающие его точку плавления, чтобы припой можно было использовать для соединения деталей.
 
В идеале твердый припой должен расплавиться при температуре намного ниже точки плавления основного металла. С другой стороны, твердый припой должен выдержать окончательную термическую обработку узла. Это определяет допустимые температурные интервалы плавления высокотемпературных твердых припоев (на основе никеля и кобальта).
 
Сверхпрочные сплавы на основе никеля содержат алюминий и титан для придания хорошей устойчивости к ползучести. Эти элементы дают очень сильную реакцию с кислородом. Поэтому пайку твердым припоем можно выполнять только в высоковакуумных печах при температурах намного выше 1 100 °C (2 000 °F).
 
Для ремонта путем нанесения слоев припоя применяются паечные смеси. Это смеси из порошка жаропрочных сплавов и твердого припоя образуют плотную полурасплавленную массу на ремонтируемых участках. После затвердевания паечная смесь обладает стойкостью к ползучести, сравнимой с литыми жаропрочными сплавами.
 
Поскольку детали нагреваются и охлаждаются равномерно, пайка твердым припоем создает небольшое искажение или не создает искажения вообще.
 
Типовые области применения пайки твердым припоем:

  • Соединение: например, пайка сотовых уплотнений
  • Ремонт поверхности (даже на участках с большим напряжением) для восстановления корродированных, эродированных или истертых участков

Имеется позитивный опыт эксплуатации компонентов, подвергшихся ремонту пайкой тугоплавким припоем. Sulzer ремонтирует компоненты газовых турбин с помощью этой технологии уже много лет. Узлы можно ремонтировать неоднократно, а паечные смеси после обычно сохраняются в хорошем состоянии после службы в агрегате.
 
Элементы, понижающие точку плавления, создают ограниченное количество хрупких фаз в кристаллизовавшемся материале. Во время работы эти фазы становятся более сбалансированными, что со временем повышает умеренную вязкость компонентов, подвергшихся ремонту пайкой.
 
После ремонта мы открываем и доводим охладительные отверстия до требуемого размера с помощью электроискровой обработки или фрезерования. Затем мы проводим испытание течения газов в деталях.
 
Процесс ремонта завершается нанесением покрытия и окончательной термической обработкой.

Дополнительные операции

После основного ремонта, восстановления и нанесения покрытия Sulzer может выполнить несколько дополнительных операций:
 

  • Дробеструйная обработка применяется для создания напряжения сжатия на поверхностях, склонных к усталости, например в основаниях хвостовиков лопаток.
  • Лопатки в наборе обычно балансируются с помощью расчета моментного веса и сортировки. Настоятельно рекомендуется максимально соблюдать изначальную последовательность. Это достигается с помощью специально разработанной процедуры сортировки.
  • Направляющие лопатки восстанавливаются в соответствии с известными размерами их горлового сечения. Это проверяется и документируется.
  • Клиенту может потребоваться отчет о состоянии и ожидаемом сроке службы. Для этого нужно провести разрушающий анализ одного или нескольких компонентов, который необходимо начать как можно скорее после получения компонентов. Поскольку ожидаемый срок службы компонентов, отобранных для ремонта, редко бывает очень коротким, мы начинаем процесс ремонта одновременно с исследованием. Частью исследования является испытание на ползучесть, требующее несколько недель для завершения.
Документы
Как мы можем вам помочь?

Позвоните или напишите нашим экспертам, чтобы найти оптимальное для вас решение.