《高温高压蒸汽阀门密封面在线修复技术与装备》

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电站发电机组的高温高压蒸汽阀门受汽蚀、急剧温变等因素的影响和作用,导致其阀座和阀芯密封面经常出现大量的裂纹、吹损,甚至发生堆焊层的剥离,严重影响机组的安全,使机组的运行经济性大幅降低。常用维修方式是将存在缺陷的阀体割离主体部件的方式进行维修,这种方法耗费了大量时间与资金。近几年,国内外厂家都开始研发在线修复技术和装备,但大多依赖国外修复设备,维修费用极高。

上海理工大学、上海电力股份有限公司吴泾热电厂、上海吴泾电力工程有限责任公司以及上海平安高压调节阀门有限公司联合攻克了在线作业空间受限、修复时效性、大深度腔体内施焊、热处理协同性以及多层多道多材料一次焊接成型等关键技术,研发了高柔性、智能化机器人焊接系统和专业加工设备,修复后的密封面硬度、耐磨性、高温性能均等效或高于原始设计,而且大幅度缩短检修周期。该项目创新点有以下4个:

(1)基于机器人的自动焊接,综合运用多自由度任意组合、离线编程、密封面焊接自动跟踪、MIG和TIG焊接、视觉检测技术,研发了针对高温蒸汽阀门密封面在线焊接技术和设备。专利号ZL201510070376.4,ZL201720459338.2,ZL201720459227.1,ZL201720459338.2。论文《超超临界火电机组高旁主阀阀座的修复技术》。

(2)带过渡层的多层多道多材料焊接工艺及方法。采用了两台双驱送丝机,轮流送出镍基和钴基合金或其他组合的两种焊丝,通过编译调试完成的焊接轨迹,机器人一次完成多层多道多材料的施焊任务。专利号ZL201520339389.2。

(3)满足密封面堆焊层热处理工艺曲线的热处理技术。利用中低频电磁感应加热技术,通过导磁体的“驱流”作用,多阶段、多步骤控制阀腔内壁和阀体外壁的温度,确保焊前预热和焊后回火处理处在合理的温度区间内,以保证堆焊层的“红硬性”和防止裂纹的产生。专利号ZL201720462341.X。

(4)密封面焊后在线高精度加工技术。简化机加工定位,运用实时监控技术,研制了轻量化、高精度、高效率的在线耐磨层切削、研磨等机加工设备和工艺。专利号ZL201720462328.4。

利用该项目研发的在线修复技术,服务了包括上海电力股份有限公司吴泾热电厂、上海上电漕泾发电有限公司、上海漕泾热电有限责任公司等在内的200多家行业龙头发电企业。项目已认定上海市高新技术成果转化项目2项,申请专利14项,其中已授权发明专利2项,实用新型专利7项,论文10篇。

项目取得了良好的经济效益和社会效益。近3年来,在线修复技术及装备产值近1.32亿元,市场前景良好。技术团队骨干成员还获得2016年被授予上海市“技师创新工作室”。该技术还可应用于电力、能源化工、航空航天、军用船舶等工业领域的叶片、复合层材料的在线修复、改性等。

成果说明

该项目研发的在线修复技术,极大地缩短了修复周期,提高了修复质量,近3年来,在线修复技术及装备产值近1.32亿元。服务了包括上海电力股份有限公司吴泾热电厂、上海上电漕泾发电有限公司、上海漕泾热电有限责任公司等在内的200多家行业龙头发电企业。仅吴泾电厂一家企业每年就可节省近2000万元的维修支出,以及机组经济性能提高带来的近9000万元的收益。项目已有2个项目被认定为上海市高新技术成果转化项目,申请专利14项,其中已授权发明专利2项,实用新型专利7项,论文10篇。技术团队骨干成员还获得2015年上海市首席技

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