阅读说明：本技术 一种用于汽轮机叶片的现场高精度热处理装置 (On-site high-precision heat treatment device for turbine blade ) 是由 王铁军 江鹏 李定骏 张建普 于 2020-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于汽轮机叶片的现场高精度热处理装置,包括红外加热器外壳,套装在红外加热器外壳内的红外反光-安装基体,以及通过红外灯管夹具安装在红外反光-安装基体内的红外加热管；其中,红外反光-安装基体的两端通过端头限位防护板,用于防护红外加热管；红外加热管与红外反光-安装基体之间形成一个加热空间,红外反光-安装基体顶部开设有接头安装孔并设置有冷却管道接头,该冷却管道接头与加热空间连通,红外反光-安装基体的侧壁开设有若干与加热空间连通的冷却口,红外加热器外壳与红外反光-安装基体的两侧面中间设有与冷却口连通的缝隙。本发明具有加热面积大、加热精度高、温度均匀性好和清洁无污染的优点。(The invention discloses a field high-precision heat treatment device for a turbine blade, which comprises an infrared heater shell, an infrared reflecting-mounting base body and an infrared heating pipe, wherein the infrared reflecting-mounting base body is sleeved in the infrared heater shell; wherein, two ends of the infrared reflection-mounting base body are used for protecting the infrared heating pipe through end limiting protection plates; a heating space is formed between the infrared heating pipe and the infrared reflection-mounting base body, a joint mounting hole is formed in the top of the infrared reflection-mounting base body, a cooling pipeline joint is arranged on the top of the infrared reflection-mounting base body, the cooling pipeline joint is communicated with the heating space, a plurality of cooling ports communicated with the heating space are formed in the side wall of the infrared reflection-mounting base body, and a gap communicated with the cooling ports is formed between the outer shell of the infrared heater and the two side faces of the infrared reflection-mounting base body. The invention has the advantages of large heating area, high heating precision, good temperature uniformity, cleanness and no pollution.)

一种用于汽轮机叶片的现场高精度热处理装置

技术领域

本发明属于汽轮机叶片热处理技术领域，具体涉及一种用于汽轮机叶片的现场高精度热处理装置，尤其适用于汽轮机叶片焊接修复后的热处理过程，该装置基于石英灯红外辐射加热技术，较传统的燃气加热式热处理装置和电阻带包裹加热式热处理装置相比具有加热面积大、加热精度高、温度均匀性好和清洁无污染的优点。

背景技术

汽轮机是现代火力发电厂的核心动力设备，同样也应用于冶金工业、化学工业于船舶动力装置中，主要通过高温高压蒸汽驱动涡轮叶片对外做功。作为能源领域的核心动力装置，其输出功率可达数十到数百兆瓦不等，平均造价超过亿元人民币，而涡轮机叶片作为汽轮机的核心部件之一，单片造价高昂。但是在汽轮机服役过程中，涡轮叶片受到高温气体腐蚀，会在叶片端部发生损伤与破坏，因此在服役运行一段时间后(通常为半年到一年不等)需要对叶片进行修复与再制造处理，这是延长汽轮机寿命、降低运营维护成本的重要手段。

目前对叶片进行修复与再制造处理的主要手段之一，是对损伤部位进行焊接处理。而焊接后必须要对焊接部位进行局部热处理，通过对新焊接部位进行退火的方式释放热应力并韧化显微组织，缓解了新焊接部位与原始叶片部位的应力不匹配性，延长叶片的服役寿命。为了加快维修进度，缩短维修周期，汽轮机的修复再制造必须在汽轮机运行现场进行，且叶片不可拆除，这对汽轮机叶片的现场热处理提出了很高的要求。

目前的汽轮机叶片修复后热处理主要手段为：

1.氧乙炔或氧丙烷燃气加热。其具体操作过程为工人手持氧乙炔或氧丙烷燃***对焊接部位进行加热，优点是加热速度快。但是由于燃***喷口小，只能对直径30mm范围内的区域同时加热，因此具有加热面积小、加热部位温度不均匀、温度误差大(正负20℃)等缺点；并且由于引入了燃气，还会造成污染，同时噪音大，对人工经验和熟练程度的依耐性很强。

2.电阻带包裹式加热。这种方式采用电阻带包裹整个焊接区域，通过热阻效应对其进行加热，优点是可以对焊接部位实现全场加热，缺点是加热速度慢、温度均匀性差(正负20℃)、低温段不可控。

综上所述，目前汽轮机叶片修复后热处理手段存在着精度低、误差大、效率低等共有缺点。同时，世面上还没有一款可应用于汽轮机叶片修复后热处理的高精度专有设备，综上所述，发明一套兼具加热面积大、加热精度高且无污染的叶片修复后热处理设备十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于汽轮机叶片的现场高精度热处理装置，通过石英灯红外辐射技术实现了对焊接部位的高精度全场加热，其加热范围可达300mm×40mm，加热精度可达1-2℃。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种用于汽轮机叶片的现场高精度热处理装置，包括红外加热器外壳，套装在红外加热器外壳内的红外反光-安装基体，以及通过红外灯管夹具安装在红外反光-安装基体内的红外加热管；其中，红外反光-安装基体的两端通过端头限位防护板，用于防护红外加热管；红外加热管与红外反光-安装基体之间形成一个加热空间，红外反光-安装基体顶部开设有接头安装孔并设置有冷却管道接头，该冷却管道接头与加热空间连通，红外反光-安装基体的侧壁开设有若干与加热空间连通的冷却口，红外加热器外壳与红外反光-安装基体的两侧面中间设有与冷却口连通的缝隙。

本发明进一步的改进在于，红外加热器外壳、红外反光-安装基体以及红外加热管的截面均呈U型状。

本发明进一步的改进在于，端头限位防护板的内圆弧面半径小于红外加热管内弧半径。

本发明进一步的改进在于，红外灯管夹具包括红外灯管上夹具和红外灯管下夹具。

本发明进一步的改进在于，红外加热器外壳与红外反光-安装基体顶部焊接。

本发明进一步的改进在于，红外加热器外壳与红外反光-安装基体的两侧面中间安装外壳安装垫片，形成预定厚度的缝隙，通过冷却管道接头通入冷却气体，冷却气体从冷却口出，进入红外加热器外壳与红外反光-安装基体侧面的缝隙通道中，最终从底部出来。

本发明进一步的改进在于，该装置的加热范围达300mm×40mm，加热精度达1-2℃。

本发明至少具有如下有益的技术效果：

本发明提供的一种用于汽轮机叶片的现场高精度热处理装置，主要包括红外加热器、冷却管道接头、端头限位防护板等关键部件。该装置针对叶片圆周安装时的预热处理所设计，是一块小型红外加热器，方便与叶片装配进行加热。其中，多个红外加热器通过红外灯管上夹具和红外灯管下夹具固定在红外反光-安装基体中，对加热空间中叶片进行加热。红外加热器外壳与红外反光-安装基体顶部焊接，两侧面中间形成一度厚度的缝隙。缝隙中通过冷却口通入冷却气体，对两侧进行冷却，保证红外加热器外壳表面达到要求温度。端头限位防护板安装在红外反光-安装基体的两个端面，对叶片进行限位，同时可预防叶片撞击红外加热管。

综上所述，本发明为一种用于汽轮机叶片的现场高精度热处理装置，通过石英灯红外辐射技术实现了对叶片局部的高精度全场加热，较传统的燃气加热式热处理装置和电阻带包裹加热式热处理装置相比具有加热面积大、加热精度高、温度均匀性好和清洁无污染的优点。

附图说明

图1为本发明的结构组装图。

图2为本发明的结构轴侧图。

图3为本发明的结构正视图。

附图标记说明：

1为冷却管道接头，2为红外加热器外壳，3为端头限位防护板，4为红外反光-安装基体，5为红外灯管上夹具，6为外壳安装垫片，7为红外灯管下夹具，8为红外加热管，9为冷却口，10为接头安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

如图1至图3所示，本发明提供的一种用于汽轮机叶片的现场高精度热处理装置，主要由10个部分组成：冷却管道接头1，红外加热器外壳2，端头限位防护板3，红外反光-安装基体4，红外灯管上夹具5，外壳安装垫片6，红外灯管下夹具7，红外加热管8，冷却口9，以及接头安装孔10。

在该装置中，红外灯管上夹具5和红外灯管下夹具7将红外加热管8固定在红外反光-安装基体4中，形成一个加热空间。红外加热器外壳2与红外反光-安装基体4顶部焊接，两侧面中间安装外壳安装垫片6，如此形成一度厚度的缝隙。冷却管道接头1安装在接头安装孔10上，通入冷却气体，冷却气体从冷却口9出，进入红外加热器外壳2与红外反光-安装基体4侧面的缝隙通道中，最终从底部出来。如此冷却气体在两侧面进行冷却，保证了红外加热器外壳2表面达到要求温度。端头限位防护板3安装在红外反光-安装基体4的两个端面，其内圆弧面半径小于红外加热管8内弧半径，如此在叶片上进行限位，同时可预防叶片撞击红外加热管8。

本发明提供的一种用于汽轮机叶片的现场高精度热处理装置，通过石英灯红外辐射技术实现了对叶片局部的高精度全场加热，其加热范围可达300mm×40mm，加热精度可达1-2℃，较传统的燃气加热式热处理装置和电阻带包裹加热式热处理装置相比具有加热面积大、加热精度高、温度均匀性好和清洁无污染的优点，属于汽轮机叶片热处理技术领域下的现场焊接后处理设备。