Laser deposition of protective coatings onto working area of steam turbine blades

Konrad Tobota, Tomasz Chmielewski

Abstrakt


During the normal operations of steam turbine, the rotor’s blades are wearing down. In the last stages of steam turbines, droplets are generating from the wet steam flow. Impacting droplets and cavitation cause erosion of blades. Progressive erosion has a bad influence on efficiency and power of turbo generators. The paper presents an innovative method of laser cladding to protect blades against erosion. Layers were made by Nd:YAG laser welding machine. Microscope inspection confirmed correctness of cladding process conducted, proper dilution of overlays with the substrate, and desired metallurgical continuity of overlays and substrate. The use of such methods, may extend steam turbine’s usability, and avoid having to early replace components with new. 


in polish

Napawanie laserowe powłok ochronnych na powierzchniach roboczych łopatek turbin parowych

W procesie eksploatacji turbin parowych dochodzi do zużywania się łopatek wirnikowych. Łopatki pracujące w obszarach pary mokrej narażone są na erozję spowodowaną uderzeniami kropel cieczy oraz kawitację. Postępujące zużycie zmniejsza sprawność i moc całego bloku energetycznego. W pracy przedstawiono innowacyjną metodę zabezpieczania krawędzi łopatek poprzez laserowe napawanie warstw ochronnych. Napoiny wykonano laserem impulsowym Nd:YAG. Oględziny mikroskopowe oraz pomiary mikrotwardości potwierdziły poprawność przeprowadzonego procesu, właściwe wymieszanie napoiny z materiałem podłoża i otrzymanie pożądanej ciągłości metalurgicznej. Zastosowanie takiej metody regeneracji może wydłużyć czas pracy turbiny i pozwoli uniknąć konieczności wczesnej wymiany elementów na nowe, ograniczając koszt i czasochłonność prac naprawczych. 


Słowa kluczowe


laser cladding; protective coatings; steam turbine blades

Pełny tekst:

PDF

Bibliografia


W. Chrzanowski „Turbiny Parowe Biblioteki Dzieł Technicznych”, Tom IV, Warszawa 1920.

T. Nikiel „Turbiny Parowe” WNT, Warszawa 1989.

A. Korpela Seppo “Steam Turbines. Principles of Turbomachinery”, Chapter 5, John Wiley & Sons Inc. USA 2012

J. Badur, S. Kornet „Nierównowagowe przemiany fazowe” Logistyka

/2013, Poznań 2013

J. Dobrzański, A. Hernas „Trwałość i niszczenie elementów kotłów i turbin parowych” WPŚ, Gliwice 2003

T. Chmielewski, D. Golański „Znaczenie spawalnictwa w procesie remanufacturingu” Przegląd Spawalnictwa, Vol 83, No 6/2011, Warszawa 2011

T. Chmielewski, M. Węglowski „Analiza rynku spawalniczego w Polsce pod względem sprzedaży urządzeń oraz materiałów spawalniczych”, Przegląd Spawalnictwa, vol. 82 (6), s. 28-31, 2010.

M. Węglowski, T. Chmielewski, K. Kudła „Porównanie wybranych właściwości nowoczesnych spawalniczych inwertorowych źródeł energii prze- znaczonych do spawania metodą MAG”, Przegląd Spawalnictwa, vol. 81 (10), s.81-83, 2009.

M. Bober, J. Senkara „Mikrostruktura kompozytowych powłok Ni-ZrC napawanych plazmowo”, Przegląd Spawalnictwa, vol. 87 (10), s.60-63, 2015.

M. Bober, K. Tobota „Badania istotności wpływu podstawowych parametrów napawania plazmowego na geometrię napoin” Przegląd Spawalnictwa, vol. 87 (9), s.24-28, 2015.

A. Iwaniak, M. Hetmańczyk „Zabezpieczanie łopatek turbin parowych przed niszczeniem erozyjnym powłokami ochronnymi napawanymi lase- rowo” Tribologia 2-2012 SIMP, Warszawa 2012

Eksponat wirnika turbiny parowej TC25 eksploatowanej w E.C. Żerań. Ofiarowany Instytutowi Techniki Cieplnej PW przez Vattenfall.

T. Chmielewski „Projektowanie procesów technologicznych – Spawalnictwo” Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2013.

Quada V+F Laserschweißdraht GmbH www.quada-office.com

A. Klimpel „Technologie Laserowe w Spawalnictwie” Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011

Z. Bogdanowicz, K. Grzelak, W. Napadłek „Laserowe kształtowanie warstwy powierzchniowej elementów maszyn” WAT, Warszawa 2011

J. Wilden „Laserauftragschweißen” Przegląd Spawalnictwa Vol 83,

/2011, Warszawa 2011

Własność firmy „RESURS” A. Radziszewski, Warszawa 2016.




DOI: http://dx.doi.org/10.26628/wtr.v88i12.718

Refbacks

  • There are currently no refbacks.