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重型燃气轮机核心部件激光净成形再制造关键技术及应用

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登记号:G20200551

所属行业:制造业

学科分类:机械制造工艺与设备;

关键词: 透平缸中分面 重型燃气轮机 激光再制造 净成形 转子轮毂榫齿

绿色分类:其他资源效率提升;

  • 基本信息
成果名称: 重型燃气轮机核心部件激光净成形再制造关键技术及应用
成果登记号: G20200551 学科分类: 机械制造工艺与设备;
绿色分类: 其他资源效率提升; 项目关键词: 透平缸中分面  重型燃气轮机  激光再制造  净成形  转子轮毂榫齿
推荐单位:

上海大陆天瑞激光表面工程有限公司

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 合资合作, 成果所属行业: 制造业
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

本项目隶属于机械制造工艺与设备领域,涉及激光加工技术。重型燃气轮机因清洁、高效、可调峰运行,在电力行业中的作用无可替代。其核心部件在高温、高压、高速等极端环境下服役,易产生损伤而影响机组稳定运行。维修业务长期被国外原制造企业垄断,原厂强制采用备件更换,维护成本高、周期长,这意味着我国能源安全重要一环受制于人,存在被“卡脖子”风险。重型燃机核心部件形状复杂、尺寸精度高、服役周期长,其再制造面临如下技术瓶颈:燃机转子轮毂榫齿形状复杂、尺寸精度要求高,修复过程中不能机加复形;轮毂榫齿要求耐磨、抗疲劳,尚无再制造专用材料、工艺及性能评价技术;透平缸长期热-力循环导致非均匀变形,无法准确测定服役时间隙;透平缸铸铁缸体再制造过程易开裂。立项之初,世界范围内尚无轮毂榫齿和透平缸中分面再制造实例。面对国家和行业迫切需求,以上海闸电燃机发电厂GE 9E重型燃机核心部件修复需求为契机,项目团队联合攻关,采用激光再制造技术实现了重型燃机轮毂榫齿、透平缸等核心部件的无余量精密修复,取得如下创新性成果:1. 发明了激光再制造分段变参数精准送铺粉及激光参数实时调控方法,突破了激光再制造成形精度控制与基体变形控制的技术难题。熔覆层厚度精度达0.02mm±10%,构件变形量≤0.02mm/1000mm,实现了世界首例重型燃气轮机核心部件的激光净成形再制造;2. 提出了强韧均衡的涂层组织形貌和微纳结构的调控思路,结合微合金元素设计,研发了具有自净化能力的新型耐磨抗疲劳镍基合金材料及激光再制造工艺技术,攻克了多次激光重熔导致性能衰减的难题,再制造部件使用寿命超过原件,填补国内外空白;3. 设计了自适应迷宫式密封方法,开发了高延抗氧化新型镍基高温合金材料,基于材料—结构—性能一体化设计激光再制造工艺方法,实现了透平缸中分面高质量密封,燃机机组效率提高2%,填补国内外空白;4. 开发了透平缸铸铁缸体再制造抑制裂纹过渡层材料,建立了基体低损伤控性激光再制造技术,实现了透平缸低变形无损伤再制造,达到国际先进水平。通过项目实施,实现了世界首例重型燃机核心部件的激光净成形再制造,打破了国外换件维修的垄断模式,维修周期缩短80%,维修费用降低90% 。项目成果已在上海闸电燃机发电厂、浙江浙能镇海联合发电有限公司重型燃机转子轮毂榫齿、透平缸等核心部件维修中成功应用,累计完成8台套GE重型燃机激光再制造,最长安全无故障运行时间已达9年。近三年累计实现新增产值4.07亿元,新增利润4286.31万元,节支总额1.40亿元。获国家发明专利授权23项,发表论文13篇,获2018年上海市浦东新区科技进步一等奖。为我国发展具有自主知识产权的重型燃机核心部件激光再制造提供了技术支撑和人才储备,社会效益显著。

姓名: 陈江 性别:
出生日期: 2020-08-27 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 上海市浦东新区飞渡路222号
电子邮件: 244772540@qq.com
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