電力增材再造是指針對(duì)電力行業(yè)損壞或?qū)?bào)廢的零部件,在性能失效分析、壽命評(píng)估等分析的基礎(chǔ)上,采用一系列先進(jìn)增材制造技術(shù),包括焊接、堆焊、熱噴涂、電刷鍍、電火花沉積以及納米表面工程技術(shù)等等,對(duì)損壞或?qū)?bào)廢的零部件進(jìn)行再制造修復(fù)處理,使再制造產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到或超過(guò)新品的技術(shù)過(guò)程。
電力增材再造是低碳先進(jìn)制造技術(shù),是對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的補(bǔ)充和發(fā)展,符合國(guó)家綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。電力增材再造是電力設(shè)備材料全壽命周期管理的延伸和創(chuàng)新,是實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)途徑。
本書(shū)在介紹利用焊接和其他表面工程技術(shù)手段實(shí)施電力增材再造時(shí)立足實(shí)際應(yīng)用,在介紹利用納米方法實(shí)施電力增材再造時(shí)注重理論研究,集實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、理論分析于一體。
電力增材再造可使電力行業(yè)廢舊產(chǎn)品中蘊(yùn)含的價(jià)值得到最大限度的開(kāi)發(fā)和利用,是廢舊電力產(chǎn)品資源化的最佳形式和首選途徑,是節(jié)約資源的重要手段。失效分析、材料斷口分析、無(wú)損探傷分析為電力增材再造提供了失效原因分析手段。對(duì)于電力可焊鋼材、鑄鋼鑄鐵部件、受熱面管道、典型轉(zhuǎn)動(dòng)部件等電力增材再造的主要部件,在焊接技術(shù)、堆焊技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、電刷鍍技術(shù)和電火花表面強(qiáng)化技術(shù)這幾種常用的增材再造方法中選擇恰當(dāng)?shù)脑僭旆椒,配備恰?dāng)?shù)脑僭觳牧,制定并?yán)格執(zhí)行恰當(dāng)?shù)脑僭旃に噷@得非常重要。不僅如此,傳統(tǒng)微米增材再造方法已經(jīng)無(wú)法完全滿足電站快速發(fā)展所帶來(lái)的新要求,納米增材再造方法因其顯著改善電站金屬部件的組織結(jié)構(gòu)并賦予這些部件新的性能而成為未來(lái)治理方法發(fā)展趨勢(shì)。闡明納米噴涂材料的制備方法,綜合對(duì)比微米、納米復(fù)合涂層的綜合性能,為電力增材再造治理提供納米治理方法具有重要的工程實(shí)際意義。本書(shū)第一章主要介紹增材再造的概念、國(guó)內(nèi)外研究的歷程及經(jīng)驗(yàn)、電力行業(yè)增材再造的前景;第二章主要介紹失效分析、斷口分析、無(wú)損探傷分析等技術(shù)手段,為電力失效部件查明失效原因提供技術(shù)手段;第三章主要介紹電力增材再造常用的幾種方法及特點(diǎn);第四章主要介紹電力可焊鋼材增材再造所采用的焊接及熱處理工藝;第五章主要介紹鑄鋼鑄鐵部件增材再造時(shí)的焊接及熱處理、檢驗(yàn)工藝;第六章主要介紹電力受熱面典型失效形式、增材制造時(shí)所用熱噴涂工藝;第七章主要介紹典型轉(zhuǎn)動(dòng)部件發(fā)電機(jī)大軸、各類傳動(dòng)軸、磨煤輥、風(fēng)機(jī)葉片、汽輪機(jī)葉片等,利用焊接、堆焊、熱噴涂、電刷鍍、電火花表面強(qiáng)化等手段增材再造時(shí)的具體工藝;第八章主要介紹納米表面工程的特點(diǎn),納米團(tuán)聚造粒方法的特點(diǎn)及應(yīng)用,新型納米涂層的制備工藝,綜合對(duì)比納米涂層性能特點(diǎn),結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用案例說(shuō)明了增材再造效果。本書(shū)以工程實(shí)際應(yīng)用案例為基礎(chǔ),重點(diǎn)說(shuō)明電力增材再造過(guò)程中的方法要點(diǎn)。期望讀者能夠從本書(shū)中得到啟發(fā),獲得一絲幫助。本書(shū)是在內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下完成的。在編寫(xiě)過(guò)程中,得到了相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員提供的技術(shù)資料和鼎立協(xié)助。內(nèi)蒙古自治區(qū)涂層與薄膜重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供了技術(shù)指導(dǎo)與支持。在此,對(duì)給予支持的各位領(lǐng)導(dǎo)、提供協(xié)助的各位同事、進(jìn)行關(guān)心的各位朋友表示衷心的感謝!書(shū)中參考了專家的著作,引用了前輩的觀點(diǎn),借鑒了同行的經(jīng)驗(yàn),在此謹(jǐn)致謝意!本書(shū)由內(nèi)蒙古電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院分公司自籌科技項(xiàng)目2023-ZC-1-02納米功能涂層在線路材料表面制備及性能研究資助。限于作者知識(shí)水平,書(shū)中疏漏與不足之處在所難免,懇請(qǐng)讀者予以批評(píng)指正!
劉曉明,正高級(jí)工程師,內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院設(shè)備材料技術(shù)中心副主任(正旗縣公司級(jí)),主要從事電力微米、納米新材料的研究及應(yīng)用工作。辛力堅(jiān),正高級(jí)工程師,內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院副院長(zhǎng),主要從事電網(wǎng)技術(shù)監(jiān)督、技術(shù)服務(wù)、數(shù)字化專業(yè)管理工作。曹斌,正高級(jí)工程師,內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院副院長(zhǎng)、內(nèi)蒙古電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司科技創(chuàng)新中心副主任,主要從事新能源并網(wǎng)仿真與測(cè)試工作。
前言
第一章 電力增材再造概述 1
第一節(jié) 增材再造概念 1
第二節(jié) 增材再造研究現(xiàn)狀 5
第三節(jié) 電力行業(yè)增材再造前景 8
第二章 電力設(shè)備材料綜合分析 14
第一節(jié) 失效分析 14
第二節(jié) 材料斷口分析 19
第三節(jié) 無(wú)損探傷分析 29
第三章 電力增材再造常用方法 34
第一節(jié) 焊接技術(shù) 34
第二節(jié) 堆焊技術(shù) 40
第三節(jié) 熱噴涂技術(shù) 47
第四節(jié) 電刷鍍技術(shù) 56
第五節(jié) 電火花表面強(qiáng)化技術(shù) 59
第四章 電力典型鋼材增材再造 63
第一節(jié) 電力典型鋼材焊接性分析 63
第二節(jié) 電力典型鋼材化學(xué)成分及力學(xué)性能 70
第三節(jié) 電力典型鋼材特性及主要應(yīng)用范圍 73
第四節(jié) 電力典型鋼材焊接工藝 78
第五章 電力典型鑄件增材再造 82
第一節(jié) 鑄鋼部件焊接 82
第二節(jié) 鑄鐵部件焊接 95
第六章 電力受熱面管道增材再造 101
第一節(jié) 受熱面管道概述 101
第二節(jié) 受熱面管道主要失效形式及原因 103
第三節(jié) 受熱面熱噴涂增材再造 114
第七章 電力典型轉(zhuǎn)動(dòng)部件增材再造 119
第一節(jié) 軸的增材再造 119
第二節(jié) 磨煤輥增材再造 125
第三節(jié) 風(fēng)機(jī)葉輪葉片增材再造 129
第四節(jié) 汽輪機(jī)動(dòng)葉片增材再造 132
第八章 電力納米涂層增材再造 135
第一節(jié) 納米表面工程 135
第二節(jié) 納米熱噴涂技術(shù) 138
第三節(jié) 納米熱噴涂材料的制備 141
第四節(jié) 納米復(fù)合涂層抗腐蝕性能 147
第五節(jié) 納米復(fù)合涂層抗磨損性能 149
第六節(jié) 納米涂層增材再造工程應(yīng)用 157
參考文獻(xiàn) 161