[发明专利]用于防止应力腐蚀破裂的处理

说明书

技术领域

本文公开的主题大体涉及应力腐蚀破裂(SCC)的防范。更具体地说，本发明涉及用于防止金属部件中的SCC的处理，这些金属部件包括涡轮构件和发电机构件。

背景技术

例如在涡轮或发电机内部可能发现过大的压力、热量和湿气，其可能形成极端环境。这种环境，由于其里面所发现的不可避免的杂质而可能对组成涡轮或发电机的构件具有腐蚀性。在操作应力下，这种环境可能导致构件中的SCC。具有较高抗拉强度的构件倾向于更容易受到SCC的影响。然而，具有低抗拉强度的构件可能不能承受涡轮操作所需要的应力。

发明内容

公开了一种用于防止应力腐蚀破裂(SCC)的处理和经过处理的构件。相对较高抗拉强度的构件的表面被加热至回火或退火中的至少一个发生所处的温度。然后以受控制的方式冷却该表面，从而在该表面处保持降低的抗拉强度，其使SCC最小，同时在该构件的剩余部分中保持相对较高的抗拉强度。

本发明的第一方面提供了一种用于处理构件以便使应力腐蚀破裂(SCC)最小化的方法，其包括：将构件的表面加热至回火或退火中的至少一个在该表面处发生所处的温度；以及以受控制的方式冷却构件，以便保持使SCC最小的表面抗拉强度，其中所得的表面抗拉强度低于构件的剩余部分的所得的高抗拉强度。

本发明的第二方面提供了一种经过处理以便使应力腐蚀破裂(SCC)最小化的构件，其具有：具有相对较高的结构抗拉强度的结构金属层；和由与结构金属层在化学上同质的材料组成的经过处理的金属层，该经过处理的金属层基本上形成了构件外表面的至少一部分，并具有处理后的抗拉强度，其低于结构层的抗拉强度，该构件由以下工艺形成，该工艺包括：将构件的表面加热至该构件的外表面的回火或退火中的至少一个发生所处的温度；以及以受控制的方式冷却构件的表面，以便保持使SCC最小的所得的表面抗拉强度。

附图说明

从以下结合附图所做的本发明的各个方面的详细说明中将更容易理解本公开的这些特征和其它特征，附图描述了本发明的多个方面，其中：

图1显示了根据本发明的一方面的传统蒸汽涡轮的局部透视剖面图；

图2显示了涡轮的一部分的破断横截面图，它显示了其根据本发明的一方面的各种固定部件和旋转部件；

图3显示了根据本发明的一方面的经受感应加热器进行的热处理的构件的局部剖面图；且

图4显示了根据本发明的一方面的经过处理的构件的透视图。

部件列表：

10 涡轮；12,115 转子；14 轴；18 叶轮；20,120 叶片或“轮叶”；22 喷嘴；24 气体或蒸汽；26 入口；L4 第一级；L3 第二级；L2 第三级；L1 第四级；L0 末级；100 涡轮的部分；105 旋转构件；110 固定构件；125 隔板；130 安装间壁；135 外环；140 密封齿；145 盖子；150 内环；155 密封段；160 高-低齿；165 箭头；200 加热级；210,310 构件；214 表面；216 构件的剩余部分；220 感应加热器；224 线圈；230 电流；240 涡电流；250 磁场；300 视图；314 外部金属层；316 内部金属层。

具体实施方式

公开了一种用于防止应力腐蚀破裂(SCC)的处理和经过处理的构件。相对较高抗拉强度的构件的表面被加热至回火或退火中的至少一个发生所处的温度。然后以受控制的方式冷却该表面，从而在表面上保持使SCC最小的降低的抗拉强度，同时在构件的剩余部分中保持相对较高的抗拉强度。

参照附图，图1显示了多级蒸汽涡轮10的局部透视剖面图。虽然图1显示了蒸汽涡轮，但是本领域中的技术人员应该认识到，本发明的教义可应用于其中构件可能容易受到SCC的影响的任何环境中，包括但不局限于燃气涡轮、风力涡轮、发电机、航空发动机、阀门、储槽、管道、容器、螺旋桨、船体或可能在恶劣环境中运行的任何其它事物，在恶劣环境中，SCC可能是个问题。然而，在图1所示的实施例中，涡轮10可以是冷凝式蒸汽涡轮或非冷凝式蒸汽涡轮。涡轮10包括转子12，其包括旋转轴14和多个沿轴向间隔开的转子叶轮18。多个旋转叶片或“轮叶”20机械地联接在各个转子叶轮18上。更具体地说，叶片20排列成行，其沿周向在各个转子叶轮18周围延伸。多个固定喷嘴22沿周向围绕轴14而延伸，并且喷嘴沿轴向定位在相邻行的叶片20之间。固定喷嘴22与叶片20协作，以形成级，并且限定了穿过涡轮10的蒸汽或热气流动路径的一部分。