汽輪機(jī)軸頸劃傷的原因通常是由于系統(tǒng)中有雜物。一般情況下，新安裝機(jī)組是由于油系統(tǒng)管道臟，有電焊渣、金屬氧化皮等雜物，隨油進(jìn)入軸瓦，磨損軸頸。而老機(jī)組是由于油系統(tǒng)管道銹蝕，在運行中銹片脫落進(jìn)入軸瓦造成軸頸磨損拉溝。據(jù)了解，劃傷的多是在油系統(tǒng)管道末端的軸頸，這是因為管道末端的雜物較多。實踐證明，若在末端軸瓦來油管道上加裝磁棒濾網(wǎng)，可大大減少進(jìn)入軸瓦的金屬顆粒，有效地控制軸頸的磨損。

對于汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子軸頸的磨損，拉溝處理，以往的方法是熱噴涂和刷鍍，其效果不是很好，長時間運行有脫落和起層現(xiàn)象。2000年2月，秦皇島發(fā)電有限責(zé)任公司300MW機(jī)組在大修時發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)勵端軸頸磨有4道深溝，最深的道有1 mm深，1.5mm寬。經(jīng)研究，決定對較深的溝痕進(jìn)行微弧焊處理。采用此方法進(jìn)行處理，經(jīng)過幾年的運行，對處理后的軸頸進(jìn)行解體檢查，沒有出現(xiàn)脫落起皮現(xiàn)象，效果很好。

1處理軸頸劃傷的試驗

1.1微弧焊原理

微弧焊接工藝是將電源存儲的高電能，在高合金電極與金屬母材間進(jìn)行瞬時高頻釋放，形成空氣電離通道，使電極與母材表面產(chǎn)生瞬間的微區(qū)高溫、高壓的物理化學(xué)的冶金過程。同時在微電場作用下，微區(qū)內(nèi)離子態(tài)的電極材料熔滲、擴(kuò)散到母材基體，形成冶金結(jié)合。由于堆焊過程是在瞬間高溫——冷卻中進(jìn)行的，在狹窄的堆焊過濾區(qū)會得到超細(xì)奧氏體組織。另外，堆焊在微區(qū)內(nèi)快速進(jìn)行，對母材的熱輸入量極低，焊層的殘余應(yīng)力小至可忽略不計。

1.2堆焊試驗

為慎重起見，在對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸施焊前進(jìn)行了試樣試驗。根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸的材料34Cr2Ni3MoV，選擇35 CrMoV作為試樣基本材料，其尺寸為?60mm×400mm。

1.2.1工藝要求

將圓鋼打磨出100 mm×30 mm的面，然后將試樣基體與微弧焊機(jī)的地線緊固連接，選擇規(guī)格為?3.2mm×6.0mm的ERNiCr-3作為堆焊電極，在試樣表面堆焊，厚度為1mm。進(jìn)行微弧焊時保證焊接區(qū)域溫度在200℃以下，不間斷連續(xù)焊接。焊后修理打磨光滑，修后表面達(dá)到母材的粗糙度，經(jīng)測試硬度略低于母材，檢驗合格。如圖1所示。



圖1 微弧焊接工作示意

1.2.2試驗分析

微弧堆焊后，用線切割方法獲得堆焊層截面，制備金相試樣。由堆焊層截面金相照片可知，堆焊層無氣孔、氧化物夾渣、裂紋等焊接缺陷：堆焊層、母材過渡層的晶粒細(xì)小，無長大傾向；堆焊層組織為極細(xì)小柱狀晶體結(jié)構(gòu)，證明該堆焊層具有良好的耐腐蝕、耐磨損性能。

經(jīng)堆焊層Ni，Cr元素的能譜分析，微弧堆焊的熱影響區(qū)僅為10μm。顯示堆焊熱影響區(qū)極窄，焊接殘余應(yīng)力可忽略。經(jīng)顯微硬度測定，可知堆焊層、熱影響區(qū)的平均硬度與基體硬度HVV220極其接近。

1.3焊層的結(jié)合強(qiáng)度試驗

（1）定性試驗

在圓柱試樣表面上，微弧焊接一層0.5~2mm深的溝槽，微弧焊接補(bǔ)覆至溝槽全填滿并磨平，然后將溝槽部位剩余基材銑削除去，中部剩下的則全是焊補(bǔ)材料，再進(jìn)行拉伸試驗。按要求制備試樣，在拉伸試驗機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗，測試結(jié)果如表1。

表1 強(qiáng)度試驗結(jié)果