Элемент вала, способ изготовления состоящего из двух различных материалов элемента вала, а также соответствующая турбомашина - RU2017134831A
Код документа: RU2017134831A
Формула
1. Элемент (1) вала турбомашины (2), в частности, комбинированной паровой турбины (4), с, по меньшей мере, двумя соединенными друг с другом неразъемно с помощью сварного шва (23) участками вала (15, 16), в котором этим участкам (15, 16) вала присущи различные химические и механические свойства, причем сварной шов (23) имеет отношение высот слоя сварного шва /ширинам сварочного шва от 1 : 14 до 1 : 2, причем первый из, по меньшей мере, двух участков (15, 16) вала изготовлен из жаростойкого материала 1CrMoV; 2 CrMoV, 2CrMoNiWV; 10CrMoWVNbN; 10CrMoVNbN; 9CrMoCoBNbN или 9Cr3Co3WNbBN.
2. Элемент вала по п. 1, в котором сварной шов (23) включает несколько слоев (41) сварного шва, который соответственно образован с помощью одного единственного валика (38) шва, чтобы с помощью выверенной геометрии соответствующего валика (38) шва получить улучшение слоя сварного шва, в частности улучшение промежуточного слоя сварного шва, соответственно лежащего под ним слоя сварного шва.
3. Элемент вала по п. 1 или 2, в котором сварной шов (23) включает две расположенные по оси напротив друг друга крутые свариваемые кромки (29, 30), которые соответственно по отношению к вертикалям (31) имеют угол (32) раскрытия кромок < 1,5°, преимущественно < 1°, чтобы особенно хорошо регулировать действие в глубину направленной тепловой энергии.
4. Элемент вала по любому из пп. 1-3, в котором другой из, по меньшей мере, двух участков (15, 16) вала изготовлен из вязкого в холодном состоянии материала 2,0-4,0NiCrMoV; 2,0-4,0 NiCrMoV Super Clean или 2CrNiMo.
5. Элемент вала по любому из пп. 1-3, в котором другой из, по меньшей мере, двух участков (15, 16) вала изготовлен из низколегированного, жаростойкого материала 1CrMoV; 2 CrMoV или 2CrMoNiWV и второй материал типа 10CrMoWVNbN; 10CrMoVNbN; 9CrMoCoBNbN или 9Cr3Co3WNbBN.
6. Способ изготовления состоящего из двух различных материалов элемента (1) вала, в частности, элемента (1) вала по любому из пп. 1-5, в котором два состоящие из различных материалов сегмента (20, 21) вала с помощью сварного шва (23) неразъемным способом соединяют друг с другом с формированием элемента вала, причем сварной шов (23) образован с отношением (35) высот слоя сварного шва к ширинам сварного шва от 1 :14 до 1 : 2, причем первый из, по меньшей мере, двух частичных участков (15, 16) вала изготовлен из жаростойкого материала 1CrMoV; 2 CrMoV, 2CrMoNiWV; 10CrMoWVNbN; 10CrMoVNbN; 9CrMoCoBNbN или 9Cr3Co3WNbBN.
7. Способ по п. 6, в котором слой (41) сварного шва (23) формируют с помощью одного валика (38) шва, чтобы с помощью выверенной геометрии соответствующего валика (38) шва получить улучшение слоя сварного шва, в частности, улучшение промежуточного слоя сварного шва, соответственно лежащего под ним слоя (41) сварного шва.
8. Способ по п. 6 или 7, в котором сегмент (20, 21) перед свариванием, по меньшей мере, в области свариваемой кромки (29, 30) предварительно нагревают до температуры предварительного нагрева от 100°С до 350°С, предпочтительно от 150°С до 300°С, для улучшения распределения теплового потока.
9. Способ по любому из пп. 6-7, в котором сварной шов (23), в частности, отдельные валики (38) шва слоев сварного шва (41), формируют со скоростью сварки от 30 мм/мин до 450 мм/мин, предпочтительно от 40 мм/мин до 350 мм/мин.
10. Способ по любому из пп. 6-9, в котором сварной шов (23) в частности, отдельные валики (38) шва слоев (41) сварного шва, формируют с погонной энергией от 5 кДж/см до 30 кДж/см.
11. Способ по любому из пп. 6-10, в котором сварной шов (23), в частности отдельные валики (38) шва слоев (41) сварного шва, подвергают местной тепловой обработке.
12. Турбомашина (2), в частности комбинированная паровая турбина (4), с выполненным с возможностью вращения вокруг продольной оси (3) элементом (1) вала, который имеет два участка (15, 16) вала из различных материалов, которые неразъемно соединены друг с другом с помощью сварного шва (23), причем турбомашина (2) содержит элемент (1) вала по любому из пп. 1-5, и/или элемент (1) вала изготовлен согласно способу по любому из пп. 6-11.
