本發(fā)明大體涉及蒸汽渦輪內(nèi)殼部件而更具體地涉及材料成分、結(jié)構(gòu)及其維修方法。

背景技術(shù)：

球墨鑄鐵諸如延展性鑄鐵等級ggg40(din)是一種用于制造一些在發(fā)電中所用的低壓蒸汽渦輪的內(nèi)殼的常見材料。這樣的機(jī)器可能在內(nèi)殼那里、特別是在與末級旋轉(zhuǎn)葉片的頂端對角相對的區(qū)域中超時經(jīng)受水滴侵蝕，在這些區(qū)域處凝結(jié)的蒸汽典型地在末級葉片的頂端區(qū)域處從末級葉片離心至內(nèi)殼以影響和侵蝕內(nèi)殼。雖然相同的現(xiàn)象可能發(fā)生在其他上游渦輪級處，但是該問題在末級處最大，因為該區(qū)域典型地具有最高的凝結(jié)集中。

該侵蝕減小殼體壁厚，這可能需要維修表面?；旧瞎J(rèn)，材料抗腐蝕性通常隨著硬度和脆性增加而增加。雖然這樣的材料可通過激光沉積方法來施加，但是因為焊接沉積通常更快且沒那么昂貴，使用焊接沉積方法將是有利的。然而，硬的和脆的材料通常較難成形并且難以或者不可能來焊接。

備選的激光沉積涉及安裝防蝕環(huán)，其被插入和機(jī)加工到最受腐蝕影響的內(nèi)殼的區(qū)域中。由于環(huán)材料不受焊接的限制所限，該環(huán)可由比球墨鑄鐵具有更大的水滴侵蝕復(fù)原能力的鐵素體鋼制成，因此顯著地增加內(nèi)殼的壽命。然而，雖然具有一些優(yōu)點(diǎn)，該方法會比合適的焊接方案(假如被開發(fā))更昂貴并且另外具有與激光沉積方法相同的缺點(diǎn)(即具有比焊接方法更長的維修/安裝時間)。

加工硬化不銹鋼是已知的適合用于焊補(bǔ)的材料。該類型材料的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)應(yīng)用時其可具有200brindell的硬度，使其適合于焊接。盡管如此在沖擊和/或壓縮磨損下使用時，材料的硬度可被增加500brindell。直到現(xiàn)在還認(rèn)為蒸汽渦輪的條件不會提供所需的冷加工硬化材料，因此使材料易受磨損和腐蝕。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供一種用于球墨鑄鐵低壓蒸汽渦輪內(nèi)殼(其形成蒸汽渦輪的末級)的設(shè)計和制造方法，其解決了水侵蝕問題。

嘗試通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來解決該問題。在從屬權(quán)利要求中給出有利的實(shí)施例。

一通用方面提供了焊接冷作硬化不銹鋼的覆層，其可延展且容易焊接至內(nèi)殼的至少一個易受侵蝕的區(qū)域。在使用中覆層由于水滴沖擊而加工硬化以形成抗侵蝕的硬化的表面。雖然已知侵蝕性的表面處理(諸如以硬物來表面處理)可加工硬化某些材料，意想不到的在特性上在蒸汽渦輪的流動路徑中發(fā)現(xiàn)的通過水滴加工硬化的效果提供了使用加工硬化材料以覆層和/或維修被水滴侵蝕的蒸汽渦輪內(nèi)殼部件的意想不到的優(yōu)點(diǎn)。

一個方面提供一種內(nèi)殼部件，其構(gòu)造成形成軸流式蒸汽渦輪的末級的蒸汽流路徑的一部分，該蒸汽渦輪內(nèi)殼部件具有由球墨鑄鐵制成的基部和在基部上在暴露于蒸汽流路徑的區(qū)域中的覆層，該覆層由奧氏體錳鋼且更具體地通過編號en1,4370所定義的材料(其是加工硬化的鋼)構(gòu)成。

在另一方面中，末級包括靜止的導(dǎo)葉排和下游的旋轉(zhuǎn)的葉片排，其中，覆層位于徑向上在旋轉(zhuǎn)的葉片排與基部之間的區(qū)域中。

另一通用方面提供一種用于制造內(nèi)殼部件的方法，該內(nèi)殼部件具有基部，其構(gòu)造成形成軸流式低壓蒸汽渦輪的末級的蒸汽流路徑的一部分。該方法包括將奧氏體錳鋼的覆層在運(yùn)行期間暴露于蒸汽流路徑的區(qū)域中施加至基部的步驟。

在又一方面中，施加覆層的區(qū)域徑向上在旋轉(zhuǎn)的葉片排與基部之間。

在又一方面中，該方法是一種用于維修基部的腐蝕損壞的方法。

本發(fā)明的另一目標(biāo)是克服或至少改善現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足或者另外提供一種有用的備選方案。

結(jié)合附圖(其通過示例示出本發(fā)明的示范性實(shí)施例)從以下說明中，本公開的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。

附圖說明

通過示例，以下參考附圖更充分地來說明本公開內(nèi)容的實(shí)施例，其中：

圖1示出了本公開的一示例性實(shí)施例可應(yīng)用于的蒸汽渦輪的一部分的截面圖；以及

圖2示出了圖1的截面的擴(kuò)大圖，其示出一示例性實(shí)施例的覆層。

附圖標(biāo)記清單

10殼體部件

12基部

14覆層

16導(dǎo)葉

18葉片

20級

22流動路徑。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖來說明本公開的示例性實(shí)施例，其中，相似的附圖標(biāo)記全文中被指相似的元件。在接下來的說明中，為了解釋，闡述了大量具體細(xì)節(jié)以提供本公開的充分理解。然而，本公開可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下來實(shí)踐并且不限于本文中所公開的示例性的實(shí)施例。

圖1示出了示例性實(shí)施例可應(yīng)用于的軸流式蒸汽渦輪的截面。示出了內(nèi)殼部件10、蒸汽流路徑22和末級20，其包括靜止的導(dǎo)葉排16和下游的旋轉(zhuǎn)的葉片排18。

內(nèi)殼部件10形成了軸向蒸汽流路徑22的徑向外部界限，由此部分地限定了軸向的蒸汽流路徑22。內(nèi)殼部件10可附加地提供承載器件用于承載一個或多個靜止的導(dǎo)葉排16。如在圖1中所示，內(nèi)殼部件10可形成蒸汽渦輪的內(nèi)殼的僅一部分。也就是說，內(nèi)殼部件10是若干部件中的一個部件。備選地，內(nèi)殼部件10可限定蒸汽渦輪的內(nèi)殼。

如在圖1中所示，靜止的導(dǎo)葉排16包含在軸向的蒸汽流路徑22內(nèi)，導(dǎo)葉排各自在下游繼之有葉片排18，這是對應(yīng)于額定流動方向或工作流體經(jīng)過流動路徑22的軸向。包含在流動路徑22內(nèi)的最后的導(dǎo)葉排16/葉片排18組合限定了渦輪的末級22。

在圖2中示出的示例性實(shí)施例中，內(nèi)殼部件包括由球墨鑄鐵制成的基部12和在基部12上位于暴露于蒸汽流路徑22的區(qū)域中的覆層14。覆層14由奧氏體錳鋼(其在示例性的實(shí)施例中由編號en1.4370來定義)構(gòu)成。

在示例性的實(shí)施例中，覆層14位于徑向上在旋轉(zhuǎn)的葉片排18與基部12之間的區(qū)域中，其中，徑向被限定在垂直于旋轉(zhuǎn)的葉片排18的旋轉(zhuǎn)軸線的方向上。

另一示例性實(shí)施例涉及一種用于制造如在圖2中所示的蒸汽渦輪內(nèi)殼部件10的方法。該示例性的方法涉及將奧氏體錳鋼的覆層14在操作期間暴露于蒸汽流路徑22的區(qū)域中施加至基部12，其中，在示例性的實(shí)施例中，該區(qū)域是徑向上在旋轉(zhuǎn)的葉片排18與基部12之間的部位。

在示例性的實(shí)施例中，該施加通過焊接進(jìn)行。

在另一示例性的實(shí)施例中，該方法是一種用于維修基部12的腐蝕損壞的方法。

盡管本公開已在本文中以被認(rèn)為是最實(shí)用的示例性實(shí)施例來示出和說明，應(yīng)理解的是本公開可以其它細(xì)節(jié)來體現(xiàn)。例如，盡管已說明了一種加工硬化奧氏體錳鋼，但是示例性的奧氏體錳鋼可被適合于顆粒蒸汽渦輪應(yīng)用的其它冷作硬化不銹鋼代替。當(dāng)前公開的實(shí)施例因此在各個方面都被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。本公開的范圍由所附的權(quán)利要求而不是前述說明來指示并且在意義和范圍內(nèi)的所有變化及其等同物意圖被包括在其中。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種內(nèi)殼部件(10)及其維修方法，其構(gòu)造成形成軸流式蒸汽渦輪的末級(20)的蒸汽流路徑(22)的一部分，蒸汽渦輪內(nèi)殼部件(10)具有由球墨鑄鐵制成的基部(12)和在基部(12)上在暴露于蒸汽流路徑(22)的區(qū)域中的由奧氏體錳鋼構(gòu)成的覆層(14)。

技術(shù)研發(fā)人員：K.維德曼
受保護(hù)的技術(shù)使用者：通用電器技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.02.17
技術(shù)公布日：2017.08.25