Версия для печати

Ремонт и восстановление

Автоматическая электродуговая наплавка под флюсом вала гидротурбины

Детали оборудования, эксплуатируемого на электростанциях, подвергаются различным видам изнашивания. Наиболее ответственными из них являются валы гидротурбин (рис. 1), основная причина выхода из строя которых — кавитационное и гидроабразивное изнашивание шеек валов, расположенных под подшипниками и сальниками. До настоящего времени ремонт валов производили методом бандажирования. Бандаж изготавливают из листов нержавеющей стали 12Х18Н1 0Т толщиной 10-12 мм по достаточно сложной технологии, включающей вальцовку листов, их резку, сварку и механическую обработку. Время бандажирования вала диаметром около 1 м составляет две-три недели.


В данной статье описан опыт восстановления крупногабаритного вала поворотно-лопастной гидротурбины (мощность агрегата 250 МВт) из стали 20ГЛ диаметром 1 м, длиной 4,5 м и массой около 12 т с помощью автоматической дуговой наплавки под флюсом на предприятии АО «Сакэнергоремонти» (Тбилиси). Для наплавки деталей таких размеров необходимо было изготовить соответствующее оборудование, выбрать наплавочные материалы и разработать технологию наплавки. Специалистами Института электросварки им. Е. О. Патона для наплавки крупногабаритных валов на предприятии «Сакэнергоремонти» был модернизирован токарно-винторезный станок РТ-166 (типа ДИП-500). На суппорт станка установили наплавочный автомат А1406, заднюю бабку и редуктор станка подняли на 160 мм, а электрическую схему станка дополнили частотным преобразователем фирмы Lenze, что обеспечило необходимую для наплавки скорость вращения вала гидротурбины. Это позволило производить наплавку деталей типа «вал» как по кольцу, так и по винтовой линии. В качестве источника питания использовали выпрямитель ВС-600.
В результате модернизации на установке, выполненной на базе токарного станка РТ-166, можно наплавлять и механически обрабатывать после наплавки валы гидротурбин диаметром от 400 до 1050 мм, длиной до 4500 мм и массой до 12 т (рис. 2).
Внешний осмотр изношенного вала гидротурбины показал, что длина участка вала, подлежащего восстановлению, составляет примерно 710 мм. Для устранения дефектов применили токарную обработку. Обработанную под наплавку поверхность проверили на наличие дефектов ультразвуковым контролем, который позволяет выявить трещины, поры, отслоения и т. п. Оставшиеся после токарной обработки дефекты устранили зачисткой абразивными кругами.
После механической обработки вал имел диаметр примерно 1000 мм. Номинальный диаметр восстановленного вала на этом участке 1020 мм. С учетом значительной величины износа было предложено выполнять сначала наплавку подслоя сплошной проволокой Св-08 под флюсом АН-348 (рис. 3). Минимальный диаметр вала после наплавки подслоя составлял 1018 мм.
После полного остывания вала протачивали наплавленную поверхность до диаметра 1010 мм и производили ультразвуковой контроль. По техническим требованиям в подслое и в антикоррозионном слое, а также в зоне термического влияния и основном металле трещины не допускаются. В обеих наплавленных слоях допускаются отдельные поры диаметром не более 2,0 мм или скопления мелких пор диаметром не более 1,0 мм в количестве 3 шт. на площади 1 см2. Трещины и поры, которые превышают допустимые размеры, должны быть удалены механической обработкой. В результате ультразвукового контроля в наплавленном подслое никаких дефектов не было обнаружено.
Выполнили автоматическую наплавку под флюсом АН-26П слоя коррозионно-стойкой нержавеющей стали. Минимальный диаметр вала после наплавки коррозионно-стойкого слоя 1028 мм. Наплавленную поверхность вала протачивали до диаметра 1020 мм и производили ультразвуковой контроль. Как и в подслое, в основном наплавленном слое дефектов не было обнаружено. Шейка вала для посадки подшипника имеет жесткие допуски, поэтому окончательно наплавленную поверхность обрабатывали шлифованием. Участки вала гидротурбины после наплавки и обработки показаны на рис. 4.

Всего на изношенную поверхность вала было наплавлено около 320 кг металла, машинное время наплавки составило 60 ч. Учитывая, что процесс наплавки каждого из слоев (подслоя и коррозионностойкого слоя) шел практически непрерывно, вал нагревался, поэтому его деформации могли превысить допустимые пределы. С помощью тепловизора AZ 8868 (Франция) контролировали температуру наплавляемого вала (рис. 5). Температура после наплавки последнего прохода коррозионностойкого слоя не превышала 150 °С. Замеры показали, что такой нагрев не привел к деформации вала.

Восстановленный вал гидротурбины передан заказчику и будет установлен на ИнгуриГЭС (Грузия).
Предыдущая Следующая

Новости

2019.04.15 Семинар ANSYS 2019R1. Комплексный подход при оценке целостности оборудования и трубопроводов I контура АЭС с помощью связанных расчетов в ANSYS и Relap Code.
2018.04.14 Опубликована Программа международной конференции «Титан 2018. Производство и применение в Украине»
2018.01.07 Сайт перешел на безопасный HTTPS протокол.
2017.07.19 Новый раздел сайта Достижения
2017.03.03 24.01.2017 прошел семинар «Сварочные материалы», посвященный 90-летию со дня рождения академика Игоря Константиновича Походни (Подробнее)
2017.03.03 Создание совместного китайско-украинского научно-исследовательского центра «Чжунзи-Патон» в области сварочных технологий в г. Яньтай, КНР (Подробнее)
Новая страница Государственное предприятие Научно-производственный центр «Титан»
Распродажа

Распродажа сварочного оборудования

Цена ниже цены производителя!

Рекомендуем посетить обновленный сайт журнала "Сварщик"!

Получен Сертификат на аппараты серии ЕКВЗ-300 ПАТОНМЕД®!

Контакты:

Научно-технический комплекс "Институт электросварки им. Е. О. Патона" (НТК ИЭС) НАН Украины
03150 Украина, г. Киев, ул. Антоновича, 66
телефон/факс: (+38044) 2875529
E-mail: office@stc-paton.com
            proskudin@ntk.in.ua
Обучение персонала сварочного производства и сертификация продукции сварочного и родственных производств
Телефон для справок: (+38044) 456-63-30