[发明专利]一种防水蚀钛合金汽轮机叶片

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮叶片装置技术领域，具体来讲是一种防水蚀钛合金汽轮机叶片。

背景技术

蒸汽轮机的末级及次及以核电机组的多级叶片都在湿蒸汽区工作，当湿蒸汽流至静叶片时，有一小部分水滴由于惯性力作用集聚在叶片表面上，特别是在静叶前缘的内弧面。静叶表面集结的水滴将形成水膜，不断从叶片表面流至出气边，形成与出气边厚度相当的大水滴，水滴随蒸汽流入动叶片之前被细化，细化的水滴被蒸汽加速到不同速度冲击动叶片，造成动叶片进气边的水蚀。

目前汽轮机发电机组经常需要调峰运作，因此末级叶片经常处在低负荷、高背压下工作，与容积流量减少至某一值时，动叶根部产生脱流，使动叶根部出气边出现水刷现象，加剧了动叶片的损伤。动叶片的破损不仅使效率下降，而且由于产生水蚀可能造成叶片的断裂，从而引起机组的振动，使机组安全可靠性受到极大的影响。为解决这一问题，目前多采用电火花强化的方法来预防水蚀，其工艺复杂，防水蚀效果不佳。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种防水蚀钛合金汽轮机叶片，通过改变材料的组分以及热处理工艺,使其具有较好的耐腐蚀性、吸收隔热性和表面拒水性。

本发明解决以上技术问题的技术方案：提供一种防水蚀钛合金汽轮机叶片，包括由耐腐蚀钛合金钢一体车加工而成的叶冠、叶根和中间连接体，所述耐腐蚀钛合金钢质量百分比成分为：Al：10.55-12.67％、Mo：1.05-2.24％、V：0.72-0.85％、Fe：0.85-0.87％、Ni:2.12-3.54％，Si：0.43-0.54％、Cr：0.21-0.32％、Nb：0.35-0.47％，Sn：0.37-0.49％、In：0.05-0.07％、Cu：0.03-0.04％、C：0.13-0.25％，Ce：0.05-0.07％、Y：0.01-0.02％，Mn：0.51-0.63％，B：0.052-0.074％，余量为钛及不可避免的非金属夹杂，

其热处理工艺为：

㈠加热：将加工好的叶片加热至780-800℃，并保温45-47min；

㈡冷却：采用水冷以15-17℃/s的冷却速率将叶片加速冷却至655-685℃后，再空冷至室温；

㈢第一次回火：将叶片加热至700-730℃回火30-35min后，待温13-15s，使叶片温度均匀化，之后以20-30℃/s的冷却速率加速冷却至520-540℃后，再空冷至室温；

㈣第二次回火：将叶片加热至630-650℃回火35-45min后采用组合冷却工序冷却至室温。

本发明进一步限定的技术方案为：前述的防水蚀钛合金汽轮机叶片，所述叶片的外表面喷涂有界面剂，所述叶片的外表面界面剂涂覆有低摩擦耐水蚀复合膜，所述低摩擦耐水蚀复合膜包括PTFE膜，在所述PTFE膜的一面涂有交联粘结胶，在所述PTFE膜的另一面喷涂有纳米溶液，所述复合膜具有交联粘结胶的那一面与所述叶片的外表面贴合；

所述交联粘结胶的质量百分比组分为：4-甲基环己基异氰酸酯：35-38％，二丁酯：16-19％，α-亚麻酸：3-5％，乙缩二乙二醇：4-6％，聚氧乙烯脂肪醇醚：6-9％，过氧化苯甲酰：4.5-5.0％，丙烯酸丁酯：2-4％，交联型丙烯酸酯乳液：3-5％，4-(二乙氨基)二苯甲酮：1.7-1.9％，二甲基甲酰胺：1.9-2.1％，醋酸乙烯酯：余量；在热压的作用下将交联粘接胶与PTFE膜进行高温粘接复合，所述热压复合温度为180-183℃，时间为1-1.5min，线压力为1.2-1.4Kg/mm；

所述纳米材料溶液的质量百分比组分为：锑掺杂氧化锡纳米晶：11-15％，纳米二氧化钛：6-8％，纳米碳化硅：1-3％，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：10-12％，有机氟防水剂：余量；将PTFE膜表面的另一面喷涂纳米溶液，烘干后经机械热轧压处理，所述烘干温度为98-100℃，机械热轧压为辊筒轧压，线压力为2-2.2Kg/mm，轧压温度为160-180℃，时间为1-1.5min；

所述界面剂中各组分的重量百分比为：有机硅改性丙烯酸树脂：45-50％，填料：25-27％，乙烯-醋酸乙烯共聚物：1.5-1.7％，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：1.7-1.9％，聚二甲基硅氧烷：0.4-0.6％，附着力促进剂：2-3％；聚醚改性硅油：0.5-1.5％，助溶剂：余量；所述填料为硫酸钡、硅微粉和碳酸钙按重量比5：3：7混合。