[发明专利]一种减小汽轮机喷嘴组渗硼变形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机用喷嘴组的加工制造方法。

背景技术

超临界、超超临界汽轮机发电技术要求汽轮机高中压喷嘴组具有较高的耐固体粒子冲蚀性能。汽轮机喷嘴组经过渗硼处理后其表面硬度会提高，耐磨性和抗蚀性良好，因此喷嘴渗硼技术在国内外得到了广泛应用。但和传统的亚临界喷嘴组渗氮相比渗硼温度更高，汽轮机喷嘴渗硼温度增加则使喷嘴的变形加大；由于堆焊部位存在较大的焊接应力导致热处理过程中轴向和径向变形量不均一，径向变形量大于轴向呈椭圆状。而为了提高产品合格率，一般渗硼前需要在这两个方向上都要按最大变形量留出加工余量，通过后续机械加工来弥补热处理变形影响。但是由于喷嘴变形是不均匀的，这样不仅导致后续机械加工难度增加，切削量增加严重浪费人力物力和金属材料。而且由于变形量无法预估准确，无法保证产品质量，其中预留加工余量还有继续增大的趋势，最终导致喷嘴成本进一步增加。

发明内容

本发明的目的是为了解决汽轮机喷嘴组经现有渗硼方法后变形量大的问题，而提供一种减小汽轮机喷嘴组渗硼变形的方法。

本发明减小汽轮机喷嘴组渗硼变形的方法按下列步骤实现：

一、将经焊接后的汽轮机喷嘴组进行振动时效处理，清洗干净得到时效处理后的喷嘴组；

二、将时效处理后的喷嘴组放在平板上，喷嘴组的进汽边朝下置于平板的上表面上，然后沿叶片间隙倒入渗硼剂，使渗硼剂充满喷嘴组内腔，再把渗硼工装压板盖在喷嘴组的出汽边上，得到密封的喷嘴组；

三、将步骤二得到的密封的喷嘴组放入高温炉中，先将炉温加热到500～800℃，保温1～5h，然后再将炉温升温至900～1100℃，保温6～12h后出炉空冷至室温，得到渗硼后的喷嘴组；

四、把渗硼后的喷嘴组放入高温炉中，加热到500～700℃并保温3～6h进行回火处理，最后出炉空冷至室温，完成汽轮机喷嘴组渗硼。

本发明在渗硼之前，采用振动时效处理对喷嘴组进行合适的应力释放，并结合在500～800℃热处理1～5h能够有效减小汽轮机喷嘴组渗硼后的变形，通过振动时效改善应力不均匀的状况，利用后续热处理来消除应力作用，提高喷嘴组的合格率。此处理后未出现不合格情况，渗硼后的喷嘴组的轴向和径向变形量控制在4mm以内，小于5mm加工余量。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式减小汽轮机喷嘴组渗硼变形的方法按下列步骤实施：

一、将经焊接后的汽轮机喷嘴组进行振动时效处理，清洗干净得到时效处理后的喷嘴组；

二、将时效处理后的喷嘴组放在平板上，喷嘴组的进汽边朝下置于平板的上表面上，然后沿叶片间隙倒入渗硼剂，使渗硼剂充满喷嘴组内腔，再把渗硼工装压板盖在喷嘴组的出汽边上，得到密封的喷嘴组；

三、将步骤二得到的密封的喷嘴组放入高温炉中，先将炉温加热到500～800℃，保温1～5h，然后再将炉温升温至900～1100℃，保温6～12h后出炉空冷至室温，得到渗硼后的喷嘴组；

四、把渗硼后的喷嘴组放入高温炉中，加热到500～700℃并保温3～6h进行回火处理，最后出炉空冷至室温，完成汽轮机喷嘴组渗硼。

本实施方式步骤一将粗加工、叶型加工、焊接工序完成的喷嘴组进行振动时效处理以平均焊接和加工过程的应力，从而减小后续喷嘴组在渗硼过程中发生的变形。步骤二喷嘴组的进汽边朝下置于平板的上表面上，保证封住进汽边，通过渗硼工装压板起到密封与控制变形的作用。步骤三当喷嘴组回火装炉时的炉温可以不受限制。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一所述的汽轮机喷嘴组的材质是2Cr10MoVNbN或1Cr12MoNb。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中采用亚共振模式振动时效处理25～35min。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤三将炉温加热到500～600℃，保温2～3h。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是步骤三将炉温加热到500℃，保温3h。其它步骤及参数与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤三然后再将炉温升温至1000℃，保温8～10h后出炉空冷至室温。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。