Устройство автоматизированного проведения процесса восстановления лопаток энергетического оборудования
Полезная модель относится к паротурбостроению и может быть использована для восстановления изношенных участков деталей энергетического оборудования до рабочего профиля за счет автоматизированного проведения процесса нанесения покрытия с применением источника воздействия, обеспечивающего наращивание слоя поверхности наплавкой. Автоматизированное устройство для проведения процесса восстановления лопаток энергетического оборудования содержит роботизированный комплекс с закрепленным на него источником воздействия на изношенную поверхность, систему продольного перемещения роботизированного комплекса, механизм перемещения детали. Устройство выполнено с возможностью синхронизации траектории движения роботизированного комплекса с механизмом перемещения ремонтируемой детали в одной из плоскостей. В качестве источника воздействия на изношенную поверхность установлено устройство, позволяющее обеспечить наращивание слоя поверхности наплавкой. Желаемый технический результат заключается в сокращении сроков ремонтно-восстановительных работ, а также обеспечении высокого качества наплавленных покрытий. 1 н.п.ф.
Полезная модель относится к паротурбостроению и может быть использована для восстановления изношенных участков деталей энергетического оборудования до рабочего профиля за счет автоматизированного проведения процесса нанесения покрытия с применением источника воздействия, обеспечивающего наращивание слоя поверхности наплавкой.
Специфические разрушения деталей паровых турбин, возникающие под действием многократных ударов капель конденсата, принято называть эрозией.
Наиболее интенсивной эрозии подвергаются входные кромки периферийных зон лопаток. При длительной работе турбины она может привести к износу периферийных зон на половину хорды и более. Эрозия входных кромок характерна для рабочих лопаток всех ступеней, работающих с влажным паром, однако наиболее интенсивно процессы износа протекают на рабочих лопатках последних ступеней.
Кроме того в процессе эксплуатации лопатки подвергаются коррозии, которая приводит к ускоренным процессам наводороживания, что в свою очередь может привести к снижению усталостной прочности и, как следствие, разрушению.
Помимо эрозионного износа лопаток паровых турбин под действием конденсированной влаги также имеет место износ под действием абразивных частичек, окалины, и других примесей, попадающих в рабочие области турбины, тем самым дополнительно способствуя выходу из строя основных элементов, либо их интенсивному изнашиванию с потерей рабочего профиля.
Для восстановления рабочего профиля при ремонте, а также увеличения срока эксплуатации лопаток паровых турбин при их производстве, на основные участки лопаток наносят эрозионностойкие и коррозионностойкие покрытия. В отдельных случаях осуществляется лишь восстановлением геометрии лопаток до рабочего профиля.
Из уровня техники известен роботизированный технологический комплекс для нанесения упрочняющих покрытий (RU 2330750 С2, МПК В23Р 6\00, опубликовано 10.08.2008) в котором представлено автоматизированное устройство для восстановления наплавкой лопаток энергетического оборудования, которое содержит источник наплавки слоя на изношенную поверхность лопатки и механизм перемещения лопаток.
Ближайший аналог обладает рядом недостатков таких, как: возможность проведения процесса упрочнения поверхности деталей, предполагающая лишь финишную, либо одну из промежуточных операций на новых деталях или отремонтированных, кроме того получаемое покрытие имеет высокое значение пористости, а также сквозные поры, при этом попадание влаги может привести к возникновению процессов электрохимической коррозии, с другой стороны адгезия формируемых покрытий не превышает 60 МПа, что в условиях работы деталей энергетических установок, например рабочих лопаток, недостаточно, так как покрытие с такими свойствами обладает пониженной эрозионной стойкостью.
Таким образом, задачей, на решение которой направлено заявленное устройство, является автоматизированного процесса восстановления изношенных деталей энергетического оборудования в минимальные сроки с обеспечением высокого качества проводимых работ.
Желаемый технический результат заключается в сокращении сроков ремонтно-восстановительных работ, а также обеспечения высокого качества наплавленных покрытий.
Желаемый технический результат достигается тем, что автоматизированное устройство для проведения процесса восстановления наплавкой лопаток энергетического оборудования содержит источник наплавки слоя на изношенную поверхность и механизм перемещения лопаток, отличающееся тем, что оно снабжено роботизированным комплексом с системой его продольного перемещения вдоль обрабатываемой лопатки и пультом контроля и управления, а механизм перемещения лопаток состоит из электродвигателя, вращателя с опорами и зубчатого механизма, при этом источник наплавки слоя закреплен на роботизированном комплексе.
На рис.1 изображено устройство автоматизированного процесса восстановления лопаток энергетического оборудования, где
1 - система продольного перемещения роботизированного комплекса;
2 - роботизированный комплекс;
3 - источник воздействия (лазер, плазматрон и др.)
4 - электродвигатель;
5 - зубчатая передача;
6 - опоры вращателя;
7 - пульт контроля и управления;
8 - обрабатываемая деталь.
Автоматизированное устройство для проведения процесса восстановления лопаток энергетического оборудования содержит систему продольного перемещения 1 (вдоль обрабатываемой детали) роботизированного комплекса 2, роботизированный комплекс 2 с закрепленным на нем источником воздействия 3, обеспечивающим наращивание слоя поверхности наплавкой, механизм перемещения детали, состоящий из электродвигателя 4 и совмещенный с самой деталью через зубчатый механизм 5, опор вращателя 6, пульт контроля и управления 7.
Автоматизация процесса восстановления осуществляется за счет применения промышленного роботизированного комплекса с установленным на него источником воздействия, траектория движения которого синхронизируется с перемещением ремонтируемой детали в одной из плоскостей, что достигается за счет программного обеспечения пульта контроля и управления, имеющего возможность соединения дополнительными устройствами через контроллер. В качестве роботизированного комплекса могут быть применены устройства фирм Kuka, Fanuc, и другие, имеющие возможность на программном уровне соединение с внешними устройствами. В качестве устанавливаемого источника воздействия на изношенную поверхность может быть лазерное излучение, плазменный разряд, и другие устройства, позволяющие обеспечить наращивание слоя поверхности наплавкой.
В качестве примера реализации ремонтной технологии можно привести процесс восстановления гребешков рабочих дисков паровой турбины из стали с мартенситным характером упрочнения, типа 20X13. Процесс наплавки осуществлялся при вращении ротора с рабочими дисками. После завершения восстановления одного рабочего диска осуществляется перемещение источника лазерного излучения вдоль оси ротора к следующей ступени, и затем процесс наплавки начинается заново. Проведение процесса наплавки по проведенной схеме позволило значительно сократить длительность ремонтных работ при обеспечении высоких эксплуатационных свойств наносимого покрытия.
Устройство для автоматизированного проведения процесса восстановления лопаток энергетического оборудования наплавкой, содержащее источник воздействия на изношенную поверхность лопаток для наращивания наплавленного слоя и механизм перемещения лопаток, отличающийся тем, что механизм перемещения лопаток состоит из электродвигателя, вращателя с опорами и зубчатого механизма, а источник воздействия установлен с возможностью продольного перемещения вдоль обрабатываемых лопаток, причем устройство снабжено пультом контроля и управления для синхронизации траектории движения источника воздействия с механизмом перемещения лопаток в одной из плоскостей. 
РИСУНКИ
