一種靜葉持環(huán)T型葉根槽修復(fù)方法

楊槐 畢玉潔 李青海 趙君霞

摘 要：靜葉持環(huán)是反動(dòng)式汽輪機(jī)上靜葉的載體，單個(gè)持環(huán)上通常會(huì)裝配有多級(jí)靜葉片，它類似于沖動(dòng)式汽輪機(jī)上的隔板和隔板套的整合。反動(dòng)式汽輪機(jī)的靜葉是通過靜葉持環(huán)上的葉根槽裝配在靜葉持環(huán)上，以我公司生產(chǎn)的雙抽150MW反動(dòng)式汽輪機(jī)為例，靜葉持環(huán)葉根槽形式多為T型葉根槽形式，靜葉持環(huán)T型葉根槽轉(zhuǎn)子T型葉根槽類似，它的加工質(zhì)量和精度都非常重要，加工時(shí)，由于它的結(jié)構(gòu)特殊，尺寸小，加工干涉多，排屑困難等因素，所以靜葉持環(huán)T型葉根槽的加工失誤是持環(huán)加工中易出現(xiàn)的事故， 持環(huán)本體的鑄造毛坯成本很高，如果由于持環(huán)上葉根槽加工失誤而造成持環(huán)本體報(bào)廢，直接經(jīng)濟(jì)損失非常巨大，該文通過150MW反動(dòng)式汽輪機(jī)靜葉持環(huán)T型葉根槽加工失誤為實(shí)例，介紹了一種通過鑲嵌環(huán)來修復(fù)持環(huán)T型葉根槽的方法。

關(guān)鍵詞：反動(dòng)式汽輪機(jī) 靜葉持環(huán) T型葉根槽 修復(fù)方法

中圖分類號(hào)：TH878 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）03（a）-0085-02

靜葉持環(huán)是反動(dòng)式汽輪機(jī)上靜葉的載體，單個(gè)持環(huán)上通常會(huì)裝配有多級(jí)靜葉片，它類似于沖動(dòng)式汽輪機(jī)上的隔板和隔板套的整合。機(jī)輪機(jī)各級(jí)靜葉固定在持環(huán)上，靜葉持環(huán)再固定于汽缸上[1]。不同于鑄造和焊接隔板，持環(huán)上的靜葉片全部通過持環(huán)上葉根槽裝配在持環(huán)本體上，與轉(zhuǎn)子的動(dòng)葉片裝配方法類似，持環(huán)上葉根槽的加工精度有很高的要求，直接影響靜葉片的裝配質(zhì)量。

持環(huán)本體的鑄造毛坯成本很高（接近汽缸的鑄造成本），如果由于持環(huán)上葉根槽加工失誤而造成持環(huán)本體報(bào)廢，直接經(jīng)濟(jì)損失非常巨大，本文以我公司生產(chǎn)的雙抽150MW反動(dòng)式汽輪機(jī)低壓持環(huán)葉根槽加工失誤為例，介紹一種靜葉持環(huán)葉根槽修復(fù)方法。

1 問題分析

該公司雙抽150MW反動(dòng)式汽輪機(jī)低壓持環(huán)上靜葉葉根槽為T型葉根槽，其結(jié)構(gòu)形式如圖1所示，在車削葉根槽R2過渡圓弧工序時(shí)，由于編程未考慮刀具車削刃的變換，造成一側(cè)T型槽肩部（寬12.5mm）位置過切4mm，過切后的T型槽如圖2所示，肩部?jī)H剩8.5mm。

葉片在工作時(shí)，作用在葉片上的力主要有兩種：一是由于透平高速旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片自身重量和圍帶、拉筋質(zhì)量產(chǎn)生的離心力；二是氣流流過葉片產(chǎn)生的氣流作用力[2]。由于持環(huán)上是靜葉片，靜葉片僅受氣流作用力產(chǎn)生的彎應(yīng)力，此處輪槽肩部主要受葉片的剪切力。出現(xiàn)此類問題，通常解決方法是將兩側(cè)凸臺(tái)肩部加工至對(duì)稱，再定做與葉根槽相配的特殊靜葉片來完成修復(fù)，但由于此處肩部過切嚴(yán)重，肩部受力強(qiáng)度不合格，所以不能使用此種方法，在綜合考慮了葉根輪槽受力情況，修復(fù)的難易程度等因素，最終確定了使用嵌環(huán)法來修復(fù)該級(jí)葉根槽。

2 修復(fù)方法

嵌環(huán)法其基本原理是通過將葉根槽二次加工成型，然后在槽內(nèi)嵌入一個(gè)剛性半環(huán)來完成葉根槽的修復(fù)，如圖3是使用嵌環(huán)法完成修復(fù)的示意圖，要實(shí)現(xiàn)嵌環(huán)法修復(fù)，主要需要完成以下三個(gè)關(guān)鍵步驟。

2.1 葉根槽的二次加工

葉根槽按圖4進(jìn)行加工，由于葉根槽兩側(cè)肩部為主要受力面，所以應(yīng)盡量保證b面與a面的跳動(dòng)度和同軸度，為了滿足加工要求，加工時(shí)，必須使用數(shù)控機(jī)床編程進(jìn)行加工，且編程零點(diǎn)和對(duì)刀點(diǎn)要一致。

2.2 嵌環(huán)的加工

嵌環(huán)是由1個(gè)加工完成的整圈環(huán)線切割成2個(gè)半環(huán)而成，嵌環(huán)材質(zhì)選用與葉片相同的材質(zhì)2Cr12NiMo1W1V。2Cr12NiMo1W1V在調(diào)質(zhì)狀態(tài)使用，硬度達(dá)到277～311[3]。嵌環(huán)由于直徑大，外圓直徑Φ2047，截面尺寸小，截面為12.5×13，硬度高，所以要保證嵌環(huán)加工的精度及加工后不變形，難度較大，為了完成嵌環(huán)的加工，專門設(shè)計(jì)了加工嵌環(huán)的工裝胎具，該工裝胎具先用螺栓頂住嵌環(huán)來加工嵌環(huán)的上、下兩個(gè)端面，兩個(gè)端面加工完成后再改用壓板壓緊來加工嵌環(huán)的內(nèi)、外圓。

2.3 裝配

在準(zhǔn)備裝配靜葉前裝配嵌環(huán)，將嵌環(huán)整個(gè)嵌入葉根槽內(nèi)，沿周向?qū)⑶董h(huán)敲實(shí)，注意嵌環(huán)兩端距水平中分面距離要一致，嵌環(huán)裝配好后裝配靜葉，靜葉裝配完成后在嵌環(huán)和嵌環(huán)槽接縫處鉆、鉸Φ6H8深13銷孔，打入Φ6×12的銷子（標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB/T119.1-2000，不銹鋼，強(qiáng)度等級(jí)A2-50），最后對(duì)圓柱銷進(jìn)行斂縫，整個(gè)修復(fù)即完成。

3 結(jié)語

綜上所述，是一種利用嵌環(huán)法來修復(fù)持環(huán)T型葉根槽的方法，它相比傳統(tǒng)配靜葉修復(fù)方法，修復(fù)更為簡(jiǎn)單易行，修復(fù)周期短，修復(fù)后檢查葉片裝配各相關(guān)尺寸均符合要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 方雅麗，王爭(zhēng)艷.超臨界350MW汽輪機(jī)高壓靜葉持環(huán)的設(shè)計(jì)開發(fā)[J].熱力透平，2011，40（3）：180-183.

[2] 吳厚鈺.透平零件結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度計(jì)算[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982.

[3] GB/T8732-2004汽輪機(jī)葉片用鋼[S].中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2004.