Повышение эффективности ремонтов, изготовления и эксплуатации оборудования ТЭС путем применения технологий газотермического нанесения покрытий и лазерной наплавки

Abstract

Повышение эффективности ремонтов, изготовления и эксплуатации тепломеханического оборудования ТЭС рассматривается на примере газотермического метода упрочнения рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин. Рабочие лопатки эксплуатируются в условиях высокого силового нагружения, эрозионно-коррозионного разрушения поверхности пера лопатки со стороны влажнопарового потока. Часть эрозионно изношенных рабочих лопаток может быть восстановлена ремонтными компаниями путем использования целого ряда технологий: аргонодуговой, плазменной и газопорошковой наплавки основного материала с последующей мехобработкой, восстановления стеллитовой защиты, электроискрового легирования поверхностного слоя входной кромки, нанесения ионно-плазменных покрытий на поверхность пера лопатки. В отечественном турбостроении рабочие лопатки последних ступеней паровых турбин изготавливаются из сталей мартенситного класса. Важным условием успешного восстановления лопатки является минимизация теплового воздействия на основной материал для исключения возможного формирования зон подкалки. Технология лазерной наплавки позволяет создать такие условия. На поверхность обрабатываемой детали наносится покрытие путем расплавления основы и присадочного материала. Поскольку основа подплавляется минимально, свойства покрытия зависят главным образом от свойств присадочного материала. Процесс лазерной наплавки протекает в несколько стадий, включающих создание физического контакта, химического взаимодействия (поглощения лазерного излучения), объемные процессы с образованием прочных связей в объеме провзаимодействовавших материалов. Для дополнительной защиты от эрозионного разрушения рабочих лопаток ступеней цилиндра низкого давления ООО «Технологические системы защитных покрытий» разработана технология нанесения защитного покрытия пера лопатки методом высокоскоростного газопламенного напыления. Данная технология реализована компанией в 2012 г. при ремонте турбины К-200-12,8 (Ленинградский металлургический завод) на Заинской ГРЭС ОАО «Татэнерго» (упрочнение поверхности пера рабочей лопатки проводится без выемки облопаченного ротора из цилиндра низкого давления). По данным ГРЭС, на начало 2015 г. следов эрозионного износа рабочих лопаток не обнаружено.