汽轮机叶片水蚀损伤修复与防护研究及应用

汽轮机叶片水蚀损伤修复与防护研究及应用
李太江 李巍 李勇  王博

摘要：基于电厂汽轮机末级动叶片水蚀损伤机理，试验研究分析了叶片GTAW 焊接接头的组织性能，对比分析了超音速火焰喷涂NiCr 和WC-Co 金属陶瓷两种不同涂层的组织结构、机械性能、热震性能、磨粒磨损及冲蚀磨损性能。研究表明，采用GTAW 焊接修复工艺，修复区域力学性能及金相组织满足使用要求，修复后叶片的型线恢复良好，叶片振动特性没有改变；超音速火焰喷涂制备的NiCr 金属陶瓷涂层具有优异抗水性能。该修复与防护技术可以现场解决和改善汽轮机末级动叶片普遍存在的水蚀问题，延长叶片使用寿命，具有广阔的推广应用前景。
关键词：汽轮机；叶片；水蚀；焊接修复；超音速火焰 喷涂；
0 引言
汽轮机末级动叶片工作在含有水滴的湿蒸汽环境中，工作条件相当苛刻，在离心力、蒸汽作用力、激振力及湿蒸汽所携带水滴冲刷的共同
作用下，极易遭到水蚀。一般情况下，末级动叶片发生水蚀的区域为顶部进气边和根部出气边，其外观为蜂窝状，边缘为锯齿形，严重时出现缺
口。汽轮机末级叶片水蚀所形成的锯齿状毛刺会造成应力集中和减小叶型根部截而的面积，影响叶片的振动特性，极大地降低了叶片的强度，使
叶栅的气动性能恶化。水蚀问题的存在不仅降低了汽轮机的热效率，而且极易在水蚀区域造成应力集中萌生裂纹，如不及时加以修复与防护，叶
片水蚀损伤扩展可能会导致叶片的断裂失效，造成机组设备损坏的严重事故。因此，有必要针对汽轮机末级动叶片水蚀损伤，采取有效的修复与
防护措施，防止和减缓末级动叶片水蚀损伤。本文尝试采用手工焊接仿形修复，并采用超音速火焰喷涂技术制备耐水蚀涂层，通过对焊接接头

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