04.04.2016 Газета «Вестник ремонтника, №1(12)
С 2013 года ООО «КВАРЦ Групп» совместно с ООО «ЦКТ «Энергия без границ» реализует масштабный проект «Центр нанесения покрытий».
Создание Центра обусловлено потребностью энергетической и других отраслей промышленности в высококачественном восстановлении деталей узлов и механизмов оборудования. Использование высокотехнологичного оборудования центра позволяет не только осуществлять восстановление, но и существенно увеличить ресурс новых деталей по износостойкости, жаропрочности, корозионостойкости и другим качествам.
Целью создания ЦНП являлось снижение издержек ПАО «Интер РАО» на ремонт энергетического оборудования за счет повышения качества ремонтных работ и продления срока службы отремонтированных деталей. Достижение данной цели производится за счет применения в производственной деятельности ЦНП современных технологий ремонта и упрочнения деталей, таких как лазерно-порошковая наплавка, высокоскоростное газопламенное напыление, плазменное напыление, газопламенное напыление. Использование современных методов позволяет осуществлять восстановление геометрии и наносить покрытия для защиты от различного вида износа (газоабразивный, гидроабразивный, кавитационный, фреттинг-износ, коррозионное разрушение различного вида, высокотемпературное окисление и т.п.), обеспечивая высокое качество защитных слоев, соответствующее передовым достижениям отечественной науки и техники. В процессе ремонта деталей, в зависимости от их назначения, применяется ряд методов контроля качества, среди которых контроль химического состава основного материала рентгенофлуоресцентным и оптико-эмиссионным методом, твердости и микротвердости, контроль пористости, прочности сцепления, микроструктуры покрытий, контроль деталей на наличие дефектов методами магнито-порошковой дефектоскопии, цветной дефектоскопии.
В соответствии с Программой «Повышение операционной эффективности производственной деятельности ООО «КВАРЦ Групп» в 2016 году должны быть реализованы мероприятия по развитию следующих направлений:
1. Ремонт вращающихся механизмов и запорнорегулирующей арматуры различного назначения;
2. Ремонт рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин;
3. Ремонт деталей горячего тракта газовых турбин отечественного и иностранного производства.
В части выполнения ремонтов вращающихся механизмов в течение 2015 года произведен ввод в эксплуатацию оборудования второй очереди в составе: мобильный комплекс лазерно-порошковой наплавки, горизонтальный вращатель крупногабаритных деталей. С использованием данного оборудования в ходе капитального ремонта блока No3 Костромской ГРЭС выполнены работы по наплавке рабочих поверхностей деталей оборудования различного назначения: валы дутьевых вентиляторов, циркуляционных насосов, ПЭН, ПТН. В настоящее время все отремонтированные детали находятся в эксплуатации в составе оборудования Костромской ГРЭС.
Во второй половине 2015 – начале 2016 года активно проводилась работа по организации сотрудничества между ООО «КВАРЦ Групп» и предприятиями нефтегазовой отрасли в части нанесения защитно-упрочняющих покрытий на детали оборудования, подверженные наиболее интенсивному износу при добыче и транспортировке агрессивных сред. На 2016 год по мере ввода в эксплуатацию дополнительного обрабатывающего оборудования запланировано выполнение подрядных работ в данной области.
Наибольшими перспективами коммерциализации обладает технология ремонта лопаток последних ступеней паровых турбин с лазерной наплавкой стеллитового покрытия на входные кромки. Особенно остро в отечественной электроэнергетике стоит вопрос полнопрофильного восстановления лопаток, изготовленных из стали ЭИ961-ш, которое в настоящее время не выполняется вследствие ограниченной свариваемости данной марки стали и формирования в околошовной зоне закалочных структур, являющихся концентраторами зарождения усталостных трещин в процессе эксплуатации.
Развитие в данном направлении происходит последовательно. С целью оценки эрозионной стойкости стеллитового покрытия, выполненного методом лазерной наплавки произведены лабораторные испытания на стойкость к каплеударной эрозии с использованием стенда НИ у «МЭИ». Сравнение производилось со стойкостью стеллитовых пластин, применяемых ОАО «Силовые машины», с целью защиты входных кромок.
Результаты испытаний показали увеличение в 2,7 раз относительной эрозионной стойкости защитного покрытия по сравнению со стеллитовой пластиной из сплава В3К, что позволяет значительно увеличить срок службы лопаток последних ступеней.
В течение длительного времени решалась проблема коробления профиля лопаток в результате наплавки, которая была решена благодаря применению ряда уникальных технических решений. На сегодняшний день достигнуты результаты по величине максимального коробления профиля, не превышающей 1,0 мм (для лопаток 31, 39 ступеней турбины К-300-240 ЛМЗ, основной материал – сталь ЭИ961-ш), что является допустимым согласно НТД завода-изготовителя.
Завершающим этапом данной работы является проведение усталостных испытаний восстановленных лопаток методом лазерной наплавки натурных РЛ, с нанесенным защитным покрытием на основе кобальта, с последующим согласованием ремонтной технологии в специализированной организации. Планируемый срок завершения работ – середина 2016 года.
Отдельным направлением развития ЦНП является локализация ремонта деталей горячего тракта иностранных газовых турбин, в первую очередь ГТЭ-160 (Siemens SGT5-2000E), и ремонт деталей отечественных газовых турбин.
В рамках развития данного направления проведена работа по нанесению термобарьерных покрытий методами высокоскоростного газопламенного и атмосферного плазменного напыления на поверхности деталей горячего тракта турбины ГТД-110М, а именно, на внутренние поверхности газосборников и жаровых труб, на поверхности сопловых лопаток 2-й ступени. Нанесение покрытий проводилось по технологиям ООО «ИЦ «Газотурбинные технологии». В процессе выполнения работы персонал компании получил навыки по непосредственному выполнению серийных работ по напылению покрытий, а также контролю качества.
Работа выполнялась в сжатые сроки, тем не менее, была выполнена в заданные заказчиком сроки и с требуемым качеством.
Согласно концепции развития данного направления в 2016 году планируется разработка ряда технологий ремонта применительно к деталям газовых турбин иностранного производства.
С этой целью проводится работа по организации кооперации в данном вопросе с отечественными и иностранными сервисными компаниями, заводами-изготовителями газотурбинного оборудования, научно-исследовательскими организациями. В течение второй половины 2015 г. — первого квартала 2016 года проведен ряд встреч на базе ЦНП, в том числе с представителями компании «Сименс Технологии Газовых Турбин».
В соответствии с планом развития ЦНП в 2016 года будут реализованы следующие мероприятия:
оснащение обрабатывающим оборудованием для деталей массой до 50 т, диаметром до 3 м, закупка шлифовального оборудования для обработки твердых металлокерамических и керамических покрытий, выполнение НИОКР по разработке технологий ремонта деталей горячего тракта Гту для обеспечения возможности локализации ремонтов на ЦНП до 30%.
Реализация указанных мероприятий позволит повысить конкурентоспособность, качество ремонтных работ в Группе «Интер РАО», снизить стоимость ремонтов и уменьшить зависимость генерирующих предприятий от зарубежных сервисных компаний.
Руководитель проекта к.т.н. О. Е. Грачев