Chuyển đến nội dung chính

Công nghệ làm sạch các cơ phận tuabin khí, kỹ thuật hàn brazing loại bỏ oxít trong các vết nứt sâu và hẹp

Biên dịch: KS Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về baoduongcokhi.com
Superalloy, Siêu hợp kim, hoặc hợp kim hiệu suất cao, là hợp kim có khả năng hoạt động ở nhiệt độ cao. Một số đặc điểm chính của siêu hợp kim là độ bền cơ học tuyệt vời, khả năng chống biến dạng rão nhiệt, độ ổn định bề mặt tốt và khả năng chống ăn mòn hoặc oxy hóa.

Thông tin về kỹ thuật hàn vảy cứng (Brazing) hay hàn đồng

Hàn vảy cứng (Brazing) nối hai phần kim loại với nhau bằng nhiệt và kim loại bù (hợp kim) là yếu tố liên kết hai phần chi tiết và nối chúng. Kim loại bù bắt buộc phải có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn kim loại cơ bản. Thuốc hàn thường được dùng trong suốt quá trình. Thuốc hàn là loại chất lỏng xúc tác khả năng thấm ướt khiến kim loại bù và kim loại nền dễ dàng khuyếch tán vào nhau để tạo ra mối hàn. Chúng cũng giúp loại bỏ một phần oxit để kim loại bù có thể liên kết chặt chẽ với kim loại nền. Thêm vào đó, thuốc hàn còn giúp làm sạch bề mặt chi tiết.

Chi tiết được hàn cứng nếu áp dụng đúng quy trình sẽ bền hơn kim loại nền nhưng sẽ kém hơn với mối hàn bằng phương pháp hàn nóng chảy. Hàn vảy cứng cũng có ít tác động nhất tới các phần kim loại nền.

Sửa chữa các vết nứt trên cơ phận tuabin khí

Các bộ phận, chi tiết cơ khí (gọi tắt là cơ phận) sử dụng trong tuabin khí hiện đại được chế tạo bằng các vật liệu siêu hợp kim đắt tiền để có thể chịu được tải khắc nghiệt do nhiệt, cơ học và hóa học khi chúng tiếp xúc với dòng khí nóng (hot gas path). Tuy nhiên, sau hàng trăm nghìn giờ hoạt động, các cơ phận này sẽ bị oxy hóa nghiêm trọng.

Vết nứt trên cánh động tuabin khí
Để nâng cao hiệu suất và giảm nguy cơ ngừng máy ngoài dự kiến, các cơ phận này phải được phục hồi, sửa chữa lại định kỳ bằng quá trình sửa chữa bằng phương pháp hàn hoặc thay mới. Để thuận lợi cho việc sửa chữa hàn, tất cả các sản phẩm cặn của quá trình oxy hóa, sulfid hóa và ăn mòn do nhiệt cao phải được loại bỏ khỏi bề mặt của các cơ phận, đặc biệt là các vết nứt sâu và hẹp.

Lớp cặn, gỉ ôxít thường hình thành trên bề mặt tiếp giáp của các vết nứt xảy ra ở các khu vực tiếp xúc trực tiếp với khí nóng (hot gas). Những vết nứt này trở nên đóng đầy cáu cặn bên trong khe nứt. 
Mục tiêu của xưởng dịch vụ sửa chữa là sửa chữa các cơ phận này bằng cách điền lại các vết nứt bằng hợp kim hàn (kim loại bù).
Thật không may, các hợp kim hàn (Brazing alloys) không thể chảy vào các vết nứt chứa đầy cặn oxit.

Hình 1: Bằng cách thay đổi áp suất giữa các mức áp dương, áp âm và áp khí quyển, hệ thống buồng Làm sạch Ion Florua Động (Dynamic Fluoride Ion Cleaning - DFIC), hình thành khí HF thoát ra khỏi các vết nứt sâu và lỗ nhỏ để làm sạch hiệu quả hơn các khu vực khó tiếp cận bị oxy hóa.

Các siêu hợp kim niken (Ni) và coban (Co) thường chứa nhôm (Al) và titan (Ti) giúp cải thiện độ bền nhưng đã làm phức tạp thêm vấn đề. Sự có mặt của  các nguyên tố này làm cho cặn hình thành chứa các cấu trúc tinh thể phức tạp rất khó để loại bỏ.
Một kỹ sư tại một xưởng sửa chữa cơ phận tuabin khí, cho biết: “Ở bề mặt ngoài của một khe nứt hẹp, cặn sẽ hình thành trong quá trình tuabin vận hành và chiếm một thể tích lớn. "Bạn không thể lấp đầy vết nứt bằng hợp kim hàn/bù, nếu vết nứt đã được lấp đầy bởi cặn oxit."
Theo phương pháp truyền thống được phát triển vào những năm 1970, đó là làm sạch bằng ion florua được thực hiện ở áp suất khí quyển để loại bỏ chất cặn oxy hóa. Tuy nhiên, các nghiên cứu về luyện kim học đã chỉ ra rằng nó chỉ cho kết quả tốt khi làm sạch các vết nứt rộng. Do có những hạn chế đối với việc sử dụng các hợp chất florua ở dạng bột và hoạt động ở áp suất khí quyển bình thường, nên nó khó xuyên qua các vết nứt hẹp, các quy trình ban đầu sử dụng một lượng bột xác định để tạo ra khí HF.
Do đó, khi sử dụng các hợp chất ở dạng bột, chẳng hạn như crom-florua, nhôm-florua hoặc PTFE (teflon), quy trình làm sạch thường phải được làm nhiều lần.
Khắc phục nhược điểm trên, phương pháp được gọi là Làm sạch Ion Florua Động (Dynamic Fluoride Ion Cleaning - DFIC), có khả năng làm sạch các vết nứt hẹp hơn bằng cách luân chuyển giữa áp suất âm, áp khí quyển và áp dương trước khi tiến hành hàn sửa vết nứt.
Quy trình DFIC, còn được gọi là Làm sạch Ion Hydrogen Fluoride (HF), do HF là kết quả của phản ứng của florua với các oxit khác nhau (trên bề mặt vết nứt). Khí HF có thể độc nếu nó thoát ra ngoài khí quyển. 
Tuy nhiên, những cải tiến trong việc sử dụng các máy đo dùng cảm biến để giám sát khí rò rỉ và  sử dụng các thiết bị điều khiển điện tử đã giúp cho việc vệ sinh các bộ phận trở nên an toàn hơn.
Ở nhiệt độ lớn hơn 955°C, ion florua sẽ phản ứng với các oxit hình thành trên bề mặt vết nứt, chuyển chúng thành florua kim loại ở thể khíĐiều này cho phép dòng khí này được đưa ra ngoài của vùng phản ứng.
Với DFIC, nhiệt độ phản ứng, nồng độ florua, mức áp suất và thời gian là các biến số được kiểm soát. Hệ thống điều khiển có thể được lập trình để làm sạch các loại hợp kim cụ thể, các độ rộng khác nhau của vết nứt, mức độ đóng cáu cặn và các quá trình oxy hóa khác nhau.
Trong quá trình làm sạch, khí HF và Hđược đưa vào buồng dần dần. Một chu trình làm sạch điển hình có thể bắt đầu từ 94% đến 96% hydro, nhưng có thể được thay đổi thành tỷ lệ 82:18 khí H2:HF, tùy thuộc vào kim loại nền. 
Một số hệ thống có thể làm sạch ở áp suất dưới áp khí quyển từ 0,13 bar đến 0,86 bar trong khi vẫn ở nhiệt độ xử lý. Bằng cách thay đổi áp suất giữa các mức áp dương, áp âm và áp khí quyển, hệ thống tạo khí HF vào và ra khỏi các vết nứt và lỗ nhỏ (Hình).
Người ta đã sử dụng thiết bị DFIC để điều chỉnh áp suất từ ​​thấp đến cao, để đẩy các ion florua xuống các chân của các vết nứt và giữ chúng ở đó một thời gian. Bằng cách thực hiện quá trình làm sạch trong điều kiện chân không, nhôm và titan bị làm cho cạn kiệt khỏi kim loại nền, và tạo ra một vùng bị bóc mòn sâu khoảng 0,0127mm. ”
Điều này cung cấp một lớp đệm là oxy dư trong buồng chân không có thể tái oxy hóa một phần đã làm sạch trong quá trình hàn sửa chữa. Vùng bóc mòn cho phép có đủ thời gian để chất điền hợp kim hàn (braze alloy) chảy và len lỏi vào các vết nứt trước khi quá trình oxy hóa xảy ra.
Các hợp kim của coban có thể phản ứng với florua để tạo ra một màng crom florua.
Crom florua là hợp chất chịu nhiệt độ cao nhất trong số các loại florua kim loại. Kết quả là, nó không bay hơi ở nhiệt độ thông thường được sử dụng trong DFIC.
Nếu không có chân không,  cơ phận phải được chuyển đến buồng chân không mà chịu nhiệt độ cao hơn và áp suất thấp hơn cần thiết cho đến khi crom florua bay hơi. 
Tuy nhiên, florua tạo thành có thể gây ô nhiễm cho buồng hàn hoặc máy bơm chân không. Ở áp suất khoảng 0,2 bar, crom florua sẽ ở thể khí, vì vậy có thể làm sạch mà không để lại cặn trên mối hàn.
Ngoài ra, quá trình chân không kép này sử dụng ít HF hơn vì các ôxít bị bay hơi ở nhiệt độ và nồng độ HF thấp hơn khi thực hiện dưới khí quyển. Điều này cũng làm giảm nguy cơ tấn công giữa các hạt (Intergranular attack- IGA) hay Ăn mòn giữa các hạt (IGC - Intergranular corrosion), hoặc có thể làm thay đổi cấu trúc vi mô của kim loại được làm sạch về mặt hóa học.

Related Posts by Categories



Nhận xét

Bài đăng xem nhiều

Dung sai và các chế độ lắp ghép bề mặt trụ trơn [pdf]

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Ví dụ bạn cần gia công 1 trục bơm ly tâm 1 cấp, khi lên bản vẽ gia công thì cần dung sai gia công, việc chọn dung sai gia công thì căn cứ vào kiểu lắp ghép như vị trí lắp vòng bi: đối với vòng trong vòng bi với trục bơm thì sẽ lắp theo hệ thống lỗ (vì kích thước vòng bi không thay đổi được), nên việc lắp chặt hay trung gian là do bạn lựa chọn dựa trên các tiêu chí ở dưới. Còn thân bơm với vòng ngoài vòng bi thì lắp theo hệ trục (xem vòng ngoài vòng bi là trục). Bạn cũng cần lưu ý việc lắp chặt hay trung gian có thể ảnh hưởng đến khe hở vòng bi khi làm việc nên cần cân nhắc cho phù hợp với điều kiện vận hành, loại vòng bi (cùng loại vòng bi, vòng bi C2, C3 có khe hở nhỏ hơn C4, C4 nhỏ hơn C5). Nếu bạn đang dùng C3, lắp trung gian mà chuyển sang lắp chặt có thể làm giảm tuổi thọ vòng bi vì khe hở giảm hoặc không đáp ứng yêu cầu làm việc. Sơ đồ miền dung sai Miền dung sai Miền dung sai được tạo ra bằng cách phối hợp giữa  1 sai

Bảo trì năng suất toàn diện (Total Productive Maintenance)

Toàn bộ file điện tử powerpoint này: TPM P-1.ppt 1382K TPM P-2.ppt 336K TPM P-3.ppt 2697K Link download http://www.mediafire.com/?upl33otz5orx0e1

Một số thiết bị chưng cất

Ngày nay cùng với sự phát triển vượt bậc của nền công nghiệp thế giới và nước nhà, các ngành công nghiệp cần rất nhiều hoá chất có độ tinh khiết cao. Chưng cất  ( distillation ) là quá trình dùng nhiệt để tách một hỗn hợp lỏng ra thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp ở cùng một nhiệt đo. Chưng cất = Gia nhiệt + Ngưng tụ Ta có thể phân biệt chưng cất ra thành quy trình một lần như trong phòng thí nghiệm để tách một hóa chất tinh khiết ra khỏi một hỗn hợp, và chưng cất liên tục, như trong các tháp chưng cất trong công nghiệp.  Xem kênh Youtube của Bảo Dưỡng Cơ Khí!  Hãy đăng ký kênh để nhận thông báo video mới nhất về Thiết bị chưng cất  Trong nhiều trường hợp có một tỷ lệ nhất định của hỗn hợp hai chất lỏng mà không thể tiếp tục tách bằng phương pháp chưng cất được nữa. Các hỗn hợp này được gọi là hỗn hợp đẳng phí. Nếu muốn tăng nồng độ của cồn phải dùng đến các phương pháp tinh cất đặc biệt khác. Có thể sử dụng các loại tháp chưng cất

Giới thiệu về Tua bin khí (Gas Turbine)

Turbine khí, còn được gọi là tuốc bin khí  (Gas Turbine) , là một loại động cơ nhiệt được sử dụng để chuyển đổi nhiệt năng thành năng lượng cơ học thông qua quá trình đốt cháy khí và chuyển động quay turbine. Một máy phát điện Generator kéo bởi một tuốc bin khí. Đây là tổ hợp của máy nén khí + tuốc bin khí + máy phát điện. Không khí được hút vào và nén lên áp suất cao nhờ một máy nén. Nhiên liệu cùng với không khí này sẽ được đưa vào buồng đốt để đốt cháy. Khí cháy sau khi ra khỏi buồng đốt sẽ được đưa vào quay turbine. Vì thế nên mới gọi là turbine khí. Năng lượng cơ học của turbine một phần sẽ được đưa về quay máy nén, một phần khác đưa ra quay tải ngoài, như cách quạt, máy phát điện... Đa số các turbine khí có một trục, một đầu là máy nén, một đầu là turbine. Đầu phía turbine sẽ được nối với máy phát điện trực tiếp hoặc qua bộ giảm tốc. Riêng mẫu turbine khí dưới đây có 3 trục. Trục hạ áp gồm máy nén hạ áp và turbine hạ áp. Trục cao áp gồm máy nén cao áp và turbine cao áp. Trục th

Cách kiểm tra và đánh giá vết ăn khớp (tooth contact) của cặp bánh răng

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com Hộp số với cặp bánh răng nghiêng Tooth contact là một trong những yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả và độ bền của bánh răng Mục đích Các bánh răng phải có tải trọng phân bố đều trên bề mặt răng khi làm việc ở điều kiện danh định.  Nếu tải trọng phân bố không đều, áp lực tiếp xúc và ứng suất uốn tăng cục bộ , làm tăng nguy cơ hư hỏng.  Gear Run Out của bánh răng là gì? cách kiểm tra Bánh răng và hộp số, phần 3: Phân tích dầu tìm nguyên nhân hư hỏng bánh răng. Bánh răng và Hộp số, phần 2: Các loại hộp số, bôi trơn, hư hỏng thường gặp Bánh răng và hộp số, phần 1: Các loại bánh răng (types of gears) Để đạt được sự phân bố tải đều, bánh răng cần có độ chính xác trong thiết kế, sản xuất, lắp ráp và lắp đặt các bộ phận của hộp số. Các yếu tố này được kiểm tra, test thử nghiệm và kiểm tra tại xưởng của nhà sản xuất thiết bị. Lắp đặt đúng cách tại hiện trường là bước cuối cùng để đảm bảo khả năng ti

Tải miễn phí phần mềm triển khai hình gò

Phần mềm này sẽ giúp các bạn đưa ra bản vẽ triển khai gia công đầy đủ và chính xác, cho phép các bạn xuất ra bản vẽ Autocad để tiện hơn cho việc tính toán, in ấn , quản lý. [MF] —–  nhấn chọn để download Lưu ý: sau khi giải nén và cài đặt thì chép pns4.exe (có sẵn sau khi giải nén) đè lên file pns4.exe mới. Phiên bản này có đầy đủ kích thước với các kiểu ống và help. Nên chạy run as administrator trong win 7. Xin chào bạn!  Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa.  Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi. Nguyễn Thanh Sơn

Chọn vật liệu chế tạo bánh răng và xử lý nhiệt

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com Điều cần thiết là chọn vật liệu và xử lý nhiệt thích hợp phù hợp với ứng dụng dự kiến ​​của bánh răng. Vì các bánh răng được ứng dụng cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau, chẳng hạn như máy móc công nghiệp, thiết bị điện/điện tử, đồ gia dụng và đồ chơi, và bao gồm nhiều loại vật liệu, nên chúng tôi muốn giới thiệu các vật liệu điển hình và phương pháp xử lý nhiệt của chúng. Hộp số 1. Các loại vật liệu chế tạo bánh răng a) S45C (Thép cacbon dùng cho kết cấu máy): S45C là một trong những loại thép được sử dụng phổ biến nhất, chứa lượng carbon vừa phải ( 0,45% ). S45C dễ kiếm được và được sử dụng trong sản xuất bánh răng trụ thẳng, bánh răng xoắn, thanh răng, bánh răng côn và bánh răng trục vít bánh vít . Xử lý nhiệt và độ cứng đạt được: nhiệt luyện độ cứng Không < 194HB Nhiệt luyện bằng cách nung nóng, làm nguội nhanh (dầu hoặc nước) và ram thép, còn gọi là quá trìnhT

Sơ đồ tuabin khí chu trình hỗn hợp (combined cycle)

Viết bài KS Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com CCGT được gọi là chu trình kết hợp trong nhà máy điện, có sự tồn tại đồng thời của hai chu trình nhiệt trong một hệ thống, trong đó một lưu chất làm việc là hơi nước và một lưu chất làm việc khác là một sản phẩm khí đốt. Giải thích rõ hơn: Turbine khí chu trình hỗn hợp (Combined Cycle Gas Turbine - CCGT) là một hệ thống phát điện sử dụng cùng một nguồn nhiên liệu để vận hành hai loại máy phát điện khác nhau: một máy phát điện dẫn động bởi tuabin khí (gas turbine) và một máy phát điện dẫn động bởi tuabin hơi nước (steam turbine). Hệ thống CCGT được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện, do có thể giảm thiểu lượng khí thải và tăng tính hiệu quả trong việc sử dụng năng lượng. Nhà máy điện CCGT Trong hệ thống CCGT, nguồn nhiên liệu (thường là khí tự nhiên natural gas hoặc dầu) được đốt trong máy tuabin khí dẫn động cho máy phát điện generator để sản xuất điện. Hơi nước được tạo ra từ lò hơi thu hồi nhiệt (Heat Recove

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG VẬT LIỆU BẰNG DÒNG HẠT MÀI

Gia công dòng hạt mài (Abrasive Jet Machining - AJM)   1. Nguyên lý gia công :                                                   Hình 1: Nguyên lý gia công dòng hạt mài.  Gia công dòng hạt mài là phương pháp bóc vật liệu khi dòng khí khô mang hạt mài với vận tốc cao tác động lên chi tiết. Sự va đập của các phần tử hạt mài vào bề mặt chi tiết gia công tạo thành một lực tập trung đủ lớn, gây nên một vết nứt nhỏ, và dòng khí mang cả hạt mài và mẩu vật liệu nứt (mòn) đi ra xa. Phương pháp này rất thuận lợi để gia công các loại vật liệu giòn, dễ vỡ. Khí bao gồm nhiều loại như không khí, CO2, nitơ, heli,…  Khí sử dụng có áp suất từ 0,2 - 1,4 MPa, dòng khí có hạt mài có vận tốc lên đến 300m/s và được điều khiển bởi một van. Quá trình thường được thực hiện bởi một công nhân điều khiển vòi phun hướng dòng hạt mài chi tiết.  Xem kênh Youtube của Bảo Dưỡng Cơ Khí!  Hãy đăng ký kênh để nhận thông báo video mới nhất về Công nghệ gia công kim loại 2. Thiết bị và dụng cụ :  a. Máy:   Hình 2: Sơ đồ củ

Tặng ebook: Root Cause Failure Analysis (Phân tích tìm nguyên nhân hư hỏng)

Để chào đón phiên bản web mới, baoduongcokhi.com gửi tặng các bạn ebook hay: Root Cause Failure Analysis. Ebook contents: Part I: Introduction to Root Cause Failure Analysis Chapter 1 Introduction Chapter 2 General Analysis Techniques Chapter 3 Root Cause Failure Analysis Methodology Chapter 4 Safety-Related Issues Chapter 5 Regulatory Compliance Issues Chapter 6 Process Performance   Part II: Equipment Design Evaluation Guide Chapter 7 Pumps Chapter 8 Fans. Blowers, and Fluidizers Chapter 9 Conveyors Chapter 10 Compressors Chapter I I Mixers and Agitators Chapter 12 Dust Collectors Chapter 13 Process Rolls Chapter 14 Gearboxes/Reducers Chapter 15 Steam Traps Chapter 16 Inverters Chapter 17 Control Valves Chapter 18 Seals and Packing

Nghe Podcast Bảo Dưỡng Cơ Khí