——利用激光技术可以现场修理低压涡轮叶片
在一项由焊接结构合作研究中心和一家动力设备集团共同赞助的项目中,澳大利亚墨尔本斯威本科技大学(Swinburne University of Technology)所属的斯威本工业研究院(IRIS)发展了一项用于现场维修的技术。该技术利用了高功率激光器和光纤来现场修理低压涡轮叶片被磨损和腐蚀的前缘。运转时的严重磨损限制了发电站的低压蒸汽涡轮叶片的使用寿命。而使用寿命对一个发电站来说是极为重要的。使用这项新技术,预计可以为一个发电站在整个运行期限内节约停工期间花费约一千万美元。
更换高扭曲的叶片是很昂贵的,因此,强调的重点就在于发展能延长这些叶片安全使用寿命的技术。这可以通过使用焊接到锻造叶片的前缘保护条来实现。传统上,这项维护操作需要把叶片从转子上卸下来,然后装上新的防护板。这就导致了发电机的长时间停工,相应造成严重的损失。这项新发展使得这些保护性的耐火合金防护层(通常由钴/铬合金制造),可以被现场熔覆到叶片上。该过程使用了高功率光纤光学传输激光器,合金以粉末状实现加工应用。
从Laserline公司的高功率二极管激光器得到的光束通过光纤被传输到表面,光束使粉末熔融,使其熔化到叶片上,这就在所需要的叶片区域生成了一层厚的抗腐蚀的涂层。这个专门开发的粉末输送喷嘴和激光传输光学器件被安装在一个机械手上,该机械手按照叶片的形状在需要的叶片区域生成涂层。这项技术最近在TXU公司在Torrens岛的发电厂(澳大利亚Adelaide市)进行的测试,包含了从IRIS引入二极管激光器,机械设备,以及合金粉末输送系统,同时在转子上修理了大量低压涡轮叶片。
这项技术很有可能实现一些难以从作业过程中取出的元件的现场维修。由于相对集成,便携式,大功率,高效率的激光光源的发展,这项技术在过去的几年才开始成为可能。此外,这项工作有力的表明了真正的合作的价值,这里,来自研究机构、合作研究中心(CRC)、工业赞助商的专门技术被综合到一起来发展和实现这项创新的技术。现场试验是成功的,人们目前正继续研究新的应用方向。
这项研究是IRIS的战略研究的一部分,IRIS的战略目标是成为工业领域内研究制造方案的主要提供应方,为应用研究和技术提供非常成功的平台。
Milan Brandt教授,mbrandt@swin.edu.au,是 IRIS中开发现场元件维修技术的小组负责人。


