CN202465806U - 一种大型水轮机叶片高、中温热处理防变形的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防变形的装置，尤其是涉及一种大型水轮机叶片高、中温热处理防变形的装置，其特征是：该装置是由铸造支撑架和支撑其的支撑垫块组装而成；所述铸造支撑架是中部的U型槽、U型槽两侧的槽壁、每根槽壁外侧两端均固定的三角侧支撑组装而成，在U型槽内间隔固定有三根顶部成弧形的高度不同的横梁，在上述U型槽上每边固定有2个的槽柱；本实用新型提供一种能弥补现有叶片热处理工艺技术的不足、根据现有热处理工艺方式、台车炉特点、以及不同型号叶片外形尺寸、防止叶片在热处理过程中变形。

Description

一种大型水轮机叶片高、中温热处理防变形的装置

技术领域

本实用新型涉及一种防变形的装置，尤其是涉及一种大型水轮机叶片高、中温热处理防变形的装置。

背景技术

大型水轮机叶片材质为ZG0Cr13Ni4Mo，属于高合金钢，其轮廓尺寸为5245×4705×2406mm，型线呈“X”形，断面形状为翼形，属于大尺寸叶片。叶片厚薄悬殊大, 壁厚最厚处379mm，最薄处30mm，是空间变截面的曲面铸件。对这种叶片采用NTT热处理工艺方式来满足材料机械性能要求，即： 一次正火加二次回火：正火温度1020~1050℃、一回温度610~650℃、二回温度570~580℃。在如此高、中温热处理过程中叶片极易发生翘曲变形。

叶片研发生产阶段，试验两种装炉方式：一种是平放装炉，另一种是立放装炉多组垫铁，两侧支撑。

叶片平放装炉方式，不易装炉操作，且容易导致叶片变形。因叶片自身扭曲，放置到台车炉内的专用垫铁上，容易将垫铁推倒，放置不稳。叶片各部位受垫铁支撑反作用力不均，热处理过程中，增加叶片外力；同时，叶片平放在台车炉燃气火道上方，不利于炉气循环，造成很大的炉温偏差，且叶片的上下面加热温差大，使叶片热应力增大。较大的应力最终导致叶片5~15mm变形量。

叶片立放装炉即多组垫铁，两侧支撑，装炉效率低，占用吊车资源时间长，叶片易变形。为保证叶片立放在台车面上，提前用台车炉内原配的专用大垫铁组成两排垫铁墙，每排墙用6个以上大垫铁双层堆放，两排垫铁墙的间距确保叶片能够放进去。用吊车将叶片立式吊起，放置到两排垫铁墙中，靠吊车调整使叶片重心线垂直台车面后，保持吊车不动，然后操作者将叶片与垫铁墙之间的缝隙用楔铁塞实，焊工将各个独立的垫铁点焊连接，确保稳固后，吊车松绳开走。整个装炉操作过程约需16小时，且这些支靠的垫铁阻挡了台车炉燃气火道，铸件直接放置在燃气炉面上，也违背炉子的使用要求，影响炉温均匀性，过多的垫铁蓄热量大，正火冷却时，使叶片下部厚大部分不易冷却，也会产生很大的温差热应力从而导致叶片较大的变形，变形量在2~10mm ，目前还没有防止这种变形的装置。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种能弥补现有叶片热处理工艺技术的不足、根据现有热处理工艺方式、台车炉特点、以及不同型号叶片外形尺寸，提供一种结构独特、防止叶片在热处理过程中变形的一种大型水轮机叶片高、中温热处理防变形的装置。

为了实现实用新型目的，本实用新型通过如下方式实现：

一种大型水轮机叶片高、中温热处理防变形的装置，其特征是：该装置是由铸造支撑架和支撑其的耐热楔铁组装而成；                                                   

所述铸造支撑架是中部的U型槽、U型槽两侧的槽壁、每根槽壁外侧两端均固定的三角侧支撑组装而成，在U型槽内间隔固定有三根顶部成弧形的高度不同的横梁，在上述U型槽上每边固定有2个的槽柱；

所述三根横梁的顶部的弧形与所支撑的叶片的弧度相似，其高度与与所支撑的叶片的高度对应；

所述耐热楔铁位于所述铸造支撑架和叶片之间。

所述铸造支撑架宽度大于台车炉三排垫铁的间距宽。

所述每个槽柱的高度为1m，其横截面为200×200mm。

本实用新型有如下效果：

1）结构独特、保证叶片在整个热处理过程中保持原始最佳状态不变，稳固而且不会倾倒：本实用新型提供的装置是由主体部分的铸造支撑架和辅助部分组装而成，该装置是由铸造支撑架和支撑其的支撑垫块组装而成；所述铸造支撑架是中部的U型槽、U型槽两侧的槽壁、每根槽壁外侧两端均固定的三角侧支撑组装而成，在U型槽内间隔固定有三根顶部成弧形的高度不同的横梁，在上述U型槽上每边固定有2个的槽柱；主体部分的铸造支撑架主要作用是支撑夹持叶片，保证该支撑架能平放到三排垫铁上，叶片放进支撑架后呈自由垂直立式状态。根据叶片尺寸、台车炉垫铁尺寸及垫铁在台车上的摆放间距，.该支撑架U型槽宽根据叶片厚度及形状设计，保证叶片容易放进去又不能间隙太大。U型槽长度方向上根据叶片进水边是斜面特点，同时为保证叶片放进去后，主体中心线垂直槽平面，在槽底设计出不同高度三个横梁，且横梁设计成随形圆弧形。整个U型槽长度则保证叶片宽度的2/3能放进去。如此，则保证了叶片能轻松放进支撑架且成变形最小的自由垂直立式状态，整个支撑架的宽度是根据U型槽宽度+槽壁厚度+侧支撑三角板宽度确定的，这个宽度必须保证主承载叶片的U型槽底大部分放到台车垫铁上，两个侧支撑三角板底也需分别接触上炉子垫铁。即整个支撑架的宽度至少是台车炉三排垫铁的间距宽。此宽度也正好保证了叶片即使倾斜20。也不至于侧翻。同时让整个支撑装置有三组受力点，均分受力，均匀受力，保证了装置长期使用而不会过早变形；支撑架U型槽上每边约2个1m高的槽柱，侧支撑住叶片本体，保证叶片2/3高度方向在支撑架里。防止叶片及装置侧翻。槽柱的横截面为200×200mm左右。支撑架装置，即保证了支撑架的强度和稳固性，同时在叶片正火强风冷却时，又不会过多的阻挡风对叶片局部的冷却，同时，自身的吨位小，储热量小，不足以影响叶片下部进水边的冷却。辅助部分是耐热楔铁和小支撑垫块。主要作用是满足相近类型的叶片使用此支撑架。只需在支撑架U型槽横梁上放置相应的支撑垫块，同时在叶片与支撑架侧面的间隙间用耐热楔铁塞实、塞紧，保证叶片在整个热处理过程中保持原始最佳状态不变，稳固而且不会倾倒。                                          

2）使用操作方便：本实用新型提供的装置叶片装炉进行热处理时，先将支撑架吊运至台车垫铁上，将支撑架放好。根据所装叶片的数量放置相应数量的支撑架，叶片支撑架与垫铁间隙用小楔铁塞实后，再立式吊起叶片直接放置到叶片支撑架中，用吊车微调叶片前后左右位置，检查叶片主体中心线基本垂直装置底面及台车面后，保持叶片不动，将叶片与支撑架侧间隙和底部间隙以及装置与台车垫铁间隙用耐热楔铁和小支撑垫块塞实塞紧，同炉如有其它叶片，继续按上述步骤实施装炉。

3）提高装炉效率、缩短装炉时间、减少吊车占用时间、减少或不用焊材、减轻操作者的劳动强度：本实用新型提供的防变形装置对叶片进行立式装炉热处理批量生产，极大地减小了叶片热处理变形。通过装炉前后的多个叶片型线尺寸测量对照，由热处理导致的变形量仅为0~5mm.与计算机软件模拟的结果相符合，且变形趋势稳定，满足了整个叶片生产工序尺寸控制的要求。目前公司所生产的约200件的水轮机叶片，没有因热处理方面造成尺寸超差或返修报废的。同时，单件叶片装炉操作完成时间约为30分钟，所用时间仅为原来的1/30，同时节约了大量的垫铁和焊材。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型铸造支撑架的结构示意图；

图3为本实用新型图2沿A－A的剖示图。

具体实施方式

一种大型水轮机叶片高、中温热处理防变形的装置，如图1所示：该装置是由铸造支撑架1和支撑其的耐热楔铁7组装而成。                                                   

如图2和3所示：所述铸造支撑架1是中部的U型槽2、U型槽2两侧的槽壁3、每根槽壁3外侧两端均固定的三角侧支撑4组装而成，在U型槽2内间隔固定有三根顶部成弧形的高度不同的横梁5，在上述U型槽2上每边固定有2个的槽柱6。

上述三根横梁5的顶部的弧形与所支撑的叶片的弧度相似，其高度与与所支撑的叶片的高度对应。

所述耐热楔铁7位于所述铸造支撑架1和叶片之间。

所述铸造支撑架1宽度大于台车炉三排垫铁的间距宽。

所述每个槽柱6的高度为1m，其横截面为200×200mm。

Claims (6)

1.一种大型水轮机叶片高、中温热处理防变形的装置，其特征是：该装置是由铸造支撑架（1）和支撑其的耐热楔铁（7）组装而成。

2.如权利要求1所述的一种大型水轮机叶片高、中温热处理防变形的装置，其特征是：所述铸造支撑架（1）是中部的U型槽（2）、U型槽（2）两侧的槽壁（3）、每根槽壁（3）外侧两端均固定的三角侧支撑（4）组装而成，在U型槽（2）内间隔固定有三根顶部成弧形的高度不同的横梁（5），在上述U型槽（2）上每边固定有2个的槽柱（6）。

3.如权利要求2所述的一种大型水轮机叶片高、中温热处理防变形的装置，其特征是：所述三根横梁（5）的顶部的弧形与所支撑的叶片的弧度相似，其高度与与所支撑的叶片的高度对应。

4.如权利要求1所述的一种大型水轮机叶片高、中温热处理防变形的装置，其特征是：所述耐热楔铁（7）位于所述铸造支撑架（1）和叶片之间。

5.如权利要求1所述的一种大型水轮机叶片高、中温热处理防变形的装置，其特征是：所述铸造支撑架（1）宽度大于台车炉三排垫铁的间距宽。

6.如权利要求2所述的一种大型水轮机叶片高、中温热处理防变形的装置，其特征是：所述每个槽柱（6）的高度为1m，其横截面为200×200mm。

Images