聂玉刚汽轮机厂实习报告_上海汽轮机厂实习报告

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实习报告

系

别：

冶金系

班

级：

08冶金动力工程

学 生 姓 名：

聂玉刚

实 习 单 位：

唐钢二炼铁

实 习 岗 位：

汽轮机车间

二O一O 年

十二

月

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学校为了综合培养优秀大学生，理论联系实际，在大三

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生产措施。

2002年，国家颁布了安全生产法，其中包括八项权利和三项义务。

八项权利：

1·知情权：有权了解其作业场所和工作岗位存在的危险因素.防范措施和事故预防措施； 2·建议权：有权对本单位的安全生产工作提出建议；

3·批评权.检举权.控告权：有权对本单位的安全生产管理工作中存在的问题提出批评.检举.控告；

4·紧急避险权：发现危及人身安全的紧急情况时，有权停止作业或在采取可能的应急措施以后厂里作业场所；

5·拒绝权：有权拒绝违章作业指挥和强令冒险作业； 6·赔偿权：有依法向本单位提出赔偿的权利；

7·劳保用品：有获得符合国家标准或者行业标准劳动保护用品的权利； 8·有获得安全生产教育和培训的权利。

三项义务：

1·自律遵规的义务：从业人员在作业过程中，应当遵守本单位的安全规章制度和操作规程，服从管理，正确佩戴和使用劳动保护用品；

2·自觉学习安全生产知识的义务：要求掌握本职工作所需的安全生产知识，提高安全生产技能，增强事故预防和应急处理能力；

3·危险报告义务：发现事故隐患或者其他不安全因素时，应当立即向现场安全管理人员或者本单位负责人报告。

（二）、发电设备中汽轮机的作用

1、发电设备最主要的是由三部分组成：锅炉、汽轮机、发电机

2、汽轮机是目前我国电力工业应用最广泛的动力设备。

3、汽轮发电机发电的基本原理：由锅炉产生的高温高压蒸汽进入汽轮机，推动汽轮机叶片，使汽轮机旋转做功，并带动发电机切割磁力线产生交流电。

4、发电设备中锅炉的作用：产生热能

5、汽轮机作用：将热能转变为机械能

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6、发电机的作用：将机械能转变为电能 汽轮机的其他用途：

供暖：抽汽式汽轮机拖动其他机械：大容量的泵、风机以上也称为工业汽轮机作为大型舰船的动力，如远望一号、二号大型测量船上的动力装置也称为船用汽轮机

（三）、汽轮机本体的主要结构（零件）

汽轮机本体结构主要由以下几部分组成：

1、转子（分高压、中压、低压，整体、套装、焊接等）

2、汽缸（分高压、中压、低压，内缸、外缸，上缸、下缸等）

3、隔板（固定静叶，将汽缸分割为一道道的环形蒸汽室，隔板有铸造式、焊接式、整体铣制式等）

4、叶片（分高压、中压、低压，静叶、动叶等）

汽轮机中的其他主要部件：

1、螺栓（连接汽缸体等）

2、蒸汽管道（输送蒸汽）

3、阀门（控制蒸汽流量）

4、轴承（支承转子）

6、各类加热、冷凝器

（四）、汽轮机主要部件的选材、热加工和性能

汽轮机是一台在高温（540~600℃）、高压（16~25MPa）蒸汽作用下高速旋转（3000r/min）、长期运行（连续运行数月不停）的机器。由于工作条件苛刻，因此对其零部件所采用的材料要求很高。

一些主要部件要求耐高温、高强度、耐腐蚀，不同的部件还有一些不同的特殊性能要求。

汽轮机转子

1、汽轮机转子因工作温度区域不同，材料及其性能要求也不同

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2、高压和中压转子工作在高温段，故对材料的要求：在高温下仍具有较高的强度，抗高温氧化；

3、低压转子：由于低压转子上安装的叶片较长（末级叶片长1米左右），受到很大的离心力，因此材料的强度要求更高，虽然工作温度不高，但也因此要求材料具有低的脆性转变温度。

汽轮机转子的选材

1、高中压转子：30Cr1Mo1V 强度等级 590MPa;使用温度538~565 ℃

2、低压转子： 30Cr2Ni4MoV 强度等级 690MPa（FATT≤-18 ℃）强度等级 760MPa（FATT≤-7 ℃）使用温度≤ 350 ℃ 以上属于整体转子

3、低压焊接转子：25Cr2NiMoV 强度等级 540MPa（FATT≤0 ℃）

其他转子材料（主轴、叶轮）

1、主轴、叶轮主要用于套装结构，用于小机组较多，工作温度也较低（435 ℃）；

2、主轴材料： 34CrMo1A3、叶轮材料： 34CrMo1A, 35CrMoV，25CrNiMoV, 34CrNi3Mo

转子材料的热加工过程

1、冶炼：汽轮机转子钢一般采用钢包精炼或真空浇注、电渣重熔，浇注成钢锭；

2、锻造：加热后切除钢锭的上、下部，保证锻件成品无缩孔、疏松等缺陷；

3、锻造目的：1.锻出转子外形；2.压合材料，使材料致密，焊合微小疏松、气孔类缺陷；3.打乱铸造组织，去除柱状晶。

转子材料的热处理

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1、热处理：包括锻后热处理、性能热处理、去应力热处理、热稳定性处理等；

2、锻后热处理的主要目的是防止白点的产生，其次是提高化学成分的均匀性，细化与调整锻件在锻造过程中所形成的粗大与不均匀的组织，消除锻造应力，降低硬度，为切削加工和最后热处理作组织准备；

3、用热处理方法去氢，首先要形成氢气溶解量小、扩散速度大的组织；

4、在同样温度下，氢在α-Fe铁中的扩散系数比γ-Fe要大的多，因此，锻件锻后应尽快地由奥氏体分解为铁素体和碳化物的混合物，并在略低于Ac1的温度下保温； 5 大锻件的晶粒粗大且很不均匀，这将影响最终热处理后钢的组织和性能，调整和细化晶粒的有效措施是进行多次正火。通过奥氏体的再结晶打破新旧相的织构关系，从而消除原始粗大组织的影响。

转子的最终热处理

1、方式：采用淬火或正火及随后的高温回火工艺；

2、目的：获得所需要的组织和性能；

3、淬火、正火温度：与小锻件相比，取较高温度。（使负偏析区达到温度）；

4、加热：需控制，避免温差热应力导致内部缺陷（小裂纹、夹杂、疏松）的扩大，多采用阶梯加热，中间保温；

5、冷却：控制冷却速度和终冷温度。基本原则是使锻件心部奥氏体过冷到贝氏体转变终了点Bf与马氏体点Ms之间的温度，并在回火前实现充分转变；

6、转子常用的冷却方式有：空冷（自然空冷、鼓风冷却）、油淬、水淬、间歇冷却（水—油、水—空、油—空）、喷雾和喷水冷却；

7、由于真空处理等一系列新技术的采用，锻件的冶金质量大大提高，因而可能采用水冷等剧烈的淬火工艺，从而进一步发挥热处理的作用，有效的提高锻件的机械性能，例如：大截面的低压转子，采用喷水淬火的激冷方式，使表面温度下降到100 ℃以下，内部温度降到150 ℃以下，使锻件获得尽可能多的马氏体组织，经高温回火后材料可以具有较低的脆性转变温度；

8、汽轮机高、中压转子，由于工作温度较高，远在脆化温度以上，因此一般采用空冷或油冷以获得具有较高高温性能的上贝氏体组织。

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转子的最终回火热处理

1、目的是消除或降低淬火或正火冷却时产生的内应力，得到稳定的回火组织，满足性能要求，继续起去氢作用，消除氢脆；

2、转子淬火后由于内应力很大，应在2~3小时内及时回火，以防开裂。回火入炉温度选择在材料的Ms点附近，保温足够长时间，使转子心部过冷奥氏体充分转变；

3、回火时采用较低的加热速度，以免热应力和残余应力叠加，造成转子开裂；

4、回火后应缓冷，使残余应力最小；具有回火脆性的材料应在脆性温度区快冷，然后在脆性温度以下补充回火。

转子材料的质量检测

1、化学成分；

2、力学性能（屈服强度σ0.2、抗拉强度σb、延伸率δ、断面收缩率ψ、硬度HB、冲击功Akv、脆性转变温度FATT50、上平台能量J、高温持久强度）；

3、无损检测（酸洗、硫印、磁粉、超声波、中心孔检查）；

4、金相检验（组织、晶粒度、夹杂物）；

5、残余应力检查。

转子材料的金相检测

1、组织：回火索氏体

2、晶粒度：细于4级

3、夹杂物：A型（硫化物类）

B型（氧化铝类）

C型（硅酸盐类）

D型（球状氧化物类）

焊接式低压转子

1、由于整锻转子对冶炼、锻造的要求极高，需要有特大型的冶炼、铸造、锻造、热处理设备，国内外具有制造能力的厂家很少；

2、低压转子由于转子直径、体积、重量较高、中压转子更大，制造难度也更大；

3、焊接式低压转子由若干段轮盘、轴组装焊接而成；

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4、由于轮盘、轴相对较小，因此这些锻件生产加工容易；

5、焊接式低压转子是一种先进的转子生产加工方式，国际上只有少数国家掌握；

6、我公司从上世纪七十年代起开始掌握，至今已焊接低压转子数百根；

7、目前焊接式的低压转子仅用于300MW以下机组中，更大功率的焊接低压转子正在开发、研制中。

低压焊接转子设备

1、自动埋弧焊封底和填充丝设备。包括焊接电源、可升降的操作平台、水平转台、焊接控制系统、送丝系统、感应加热装置、保护气体供给系统、加热器的循环水冷却系统；

2、转子埋弧焊自动焊设备。包括焊接电源、焊接操作架、送丝系统、焊接调节系统、垂直转台和支撑滚轮架；

3、埋弧焊是一种电弧在焊剂层覆盖下进行的焊接，利用焊丝和焊件之间在焊剂层下燃烧的电弧产生热量，熔化焊丝、焊剂和母材金属而形成焊缝，连接被焊工件；

4、在埋弧焊中颗粒状焊剂对电弧和焊接区起保护和合金化作用，而焊丝则作为填充金属；

5、自动埋弧焊生产效率高，焊缝质量好。劳动强度低；

6、埋弧焊设备通常由弧焊电源、控制系统和机头三部分组成。

汽缸和隔板

1、汽缸是汽轮机中最大的零件，可分为高压缸、中压缸和低压缸，是静止的密封容器。汽轮机在工作时，高温高压蒸汽进入汽缸内，因此要求具有好的密封性能，使蒸汽不泄漏；

2、汽缸内装有隔板、隔板套、汽封等部件；

3、汽缸和隔板都是汽轮机中的重要部件；

汽缸对材料的要求

1、高、中压汽缸的内缸因承受高温，对材料的要求较高；外缸则承受较低的温度，可用价格较低的合金钢制造；

2、高、中压汽缸一般采用铸钢件。

汽缸材料的选用

1、高、中压汽缸内缸一般采用的材料为铬钼铸钢，如：ZG15Cr2Mo1、ZG15Cr1Mo1V它

唐山科技职业技术学院的使用温度较高，可用于565 ℃以下；ZG15Cr1Mo 使用温度在540 ℃以下；

2、外缸选用的材料较多，有ZG20CrMo（≤500 ℃）、ZG15Cr1Mo、ZG20CrMoV（≤540 ℃）等；

3、此外，铬钼铸钢还用于阀门、阀壳，喷嘴室、蒸汽室、隔板等铸件；

4、汽缸材料的选用除了考虑材料的使用性能外，还必须考虑材料的工艺性能；

5、例如：铸钢材料和低压缸焊接结构件均应考虑材料的焊接性能

铸造汽缸的热加工

造型——冶炼——浇注——清砂整理及对铸造缺陷进行焊接修补——汽缸性能热处理——取样进行性能检查

铸钢汽缸的质量检测

1、化学成分；

2、力学性能（屈服强度σ0.2、抗拉强度σb、延伸率δ、断面收缩率ψ、硬度HB、冲击功Akv、高温持久强度等）；

3、无损检测（磁粉、超声波、射线检查等）；

4、金相检验（组织、晶粒度、夹杂物等）。

低压汽缸

低压缸由于体积较大，承受的温度、压力均比较低，因此一般采用低碳结构钢（碳素结构钢 Q235-A）钢板焊接结构。

低压外缸的热加工

钢板下料——成形——拼装——焊接——除应力热处理——喷丸清理——探伤检验。

低压缸的焊接

低压缸结构件多采用CO2气体保护焊或手工焊，焊接过程中需考虑尽量减少焊接变形。大块钢板的拼接经常采用埋弧自动焊。

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CO2气体保护电弧焊

1、采用气体（Ar+CO2）作为保护介质的电弧焊接方法；

2、优点：焊接质量好、效率高、成本低、易于实现自动化；

3、设备由焊接电源、供气系统、送丝机构、焊枪组成4、主要焊接材料为碳钢

隔板

1、汽轮机中的高、中压隔板多采用整体铣制的或焊接式的。使用材料多为马氏体不锈钢。

2、汽轮机中的低压隔板和隔板套，有采用铸钢的，如采用ZG20CrMo、ZG230-450材料的，也有采用球墨铸铁件的，采用的牌号有QT400、QT500、QT450-5Mo等。

4、铸铁隔板的工作温度在350 ℃以下，所以多用于汽轮机的低压级中。

熔化极隔板的焊接

1、采用熔化极氩弧焊—以氩气作为保护的熔化极气体保护焊，简称MIG或MAG焊；

2、主要特点：采用焊丝作电极，惰性气体保护，电弧燃烧稳定，焊接质量好；

3、焊接设备：焊接电源、焊枪、供气和水冷系统；

4、熔化极隔板的焊接：保护气体为98%Ar+2%O2，母材为12%Cr钢，焊丝为ER410不锈钢焊丝

球墨铸铁隔板的特点

1、相比铸钢件，其铸造性能好；

2、可以通过热处理改变其基体组织，从而显著的改善其性能；

球墨铸铁的质量检测

1、化学成分；

2、力学性能；

3、金相组织；

球墨铸铁的机械性能主要取决于其金相组织，如石墨的球化、分布形态和金属基体组织的类型、数量和形态。因此，球墨铸铁金相组织评级根据“球墨铸铁金相检验”

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（GB9441-88）的规定，需进行球化分级、石墨大小、珠光体粗细、珠光体数量、分散分布的铁素体数量、磷共晶数量和渗碳体数量的评定。

汽轮机叶片

1、按使用部位分为高压、中压、低压叶片；

2、按工作状态分为动叶、静叶（有时也称为喷嘴）；

3、叶片的工作状态较为复杂，尤其是动叶片，在工作条件下必须承受较大的离心力和弯应力，因此材料除了必须具有的基本的强度韧性外，还须具有耐蚀性、抗氧化性、足够的疲劳强度、良好的减振性能等等；

4、高压级的动叶片工作于高温蒸汽介质中，因此还应考虑蠕变、持久等高温性能；

5、低压级动叶片尤其是末级叶片，由于工作在湿蒸汽区，以及叶片较长，离心力更大，故需考虑材料具有更高的强度，抗水滴冲蚀和应力腐蚀等问题。

汽轮机叶片的选材

汽轮机叶片材料主要为马氏体不锈钢，它含有12~17%的铬，具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性。为了在淬火后得到马氏体，使钢具有较高的强度，钢中加入0.1~1%的碳，有时通过钼、钒、铌、铝、铜等元素的添加，提高钢的回火抗力或产生沉淀硬化作用，使钢在高温下仍保持足够的强度。主要牌号有1Cr13、2Cr13、1Cr12Mo、2Cr12MoV、2Cr12NiMo1W1V、2Cr11NiMoNbVN、0Cr17Ni4Cu4Nb等。其中高温区叶片主要选用的材料牌号为： 2Cr12MoV、2Cr12NiMo1W1V、2Cr11NiMoNbVN等。非高温区叶片主要选用的材料牌号为：1Cr12Mo、2Cr12MoV等.末级叶片主要选用的材料牌号为2Cr12MoV、0Cr17Ni4Cu4Nb等。

叶片材料的热加工

1、动叶片的冶炼采用电炉+电渣重熔工艺，以保证材料的杂质含量较低，具有较高的疲劳性能；

2、叶片型材采用轧制或锻造方法成形；

3、叶片在热处理调质（淬火+高温回火）状态下使用。

钨极氩弧焊

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1、以钨棒作为电极的气体保护电弧焊，由于钨棒作为电极不熔化，故又称为不熔化极氩弧焊或惰性气体保护焊，简称TIG（或GAT）焊；

2、钨极气体保护焊是在惰性气体保护下，利用钨极和工件间产生的电弧熔化母材和填充丝的一种焊接方法；

3、钨极氩弧焊可以采用直流、直流脉冲、交流、交流脉冲等多种电源形式以适应不同材质的焊接要求；

4、钨极氩弧焊设备可分为手工焊和自动焊两种，均包括焊接电源、引弧及稳弧系统、焊枪、供气及水冷系统；

5、焊接转子采用的是自动氩弧焊，转子末叶片拉筋的焊接采用手工氩弧焊。

叶片材料的质量检测

1、化学成分

2、力学性能（屈服强度σ0.2、抗拉强度σb、2延伸率δ、断面收缩率ψ、硬度HB、冲击功Akv、高温持久强度、疲劳强度等）

3、无损探伤（着色PT、磁粉MT等）

4、低倍试验（疏松、偏析、发纹等）

5、金相检验（组织、晶粒度、夹杂等）

高温螺栓

1、汽轮机中重要的螺栓，主要用于连接高、中压汽缸，高温螺栓在应力松弛条件下工作，承受高的拉应力和弯应力、剪切应力；

2、对高温螺栓钢的要求是：高的抗松弛性、足够高的持久强度、低的缺口敏感性、小的蠕变脆化倾向和良好的抗氧化性能。此外还要求其热膨胀系数小于汽缸材料或与汽缸.材料接近。

常用螺栓材料的牌号

42CrMo（使用温度≤ 413 ℃）40CrMoV（使用温度≤ 470 ℃）35CrMo（使用温度≤ 480 ℃）25Cr2MoV（使用温度≤ 510 ℃）

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25Cr2Mo1V（使用温度≤ 540 ℃）20Cr1Mo1VNbTiB（使用温度≤ 565 ℃）2Cr12MoV（使用温度≤ 540 ℃）2Cr12NiMo1W1V（使用温度≤ 540 ℃）2Cr11NiMoNbVN（使用温度≤ 565 ℃）GH4145（使用温度≤ 677 ℃）R26（使用温度≤ 677 ℃）

螺栓材料的质量检测

1、化学成分

2、力学性能（屈服强度σ0.2、抗拉强度σb、延伸率δ、断面收缩率ψ、硬度HB、冲击功Akv、高温持久强度、蠕变强度、松弛性能等）

3、无损探伤（着色PT、磁粉MT等）

4、低倍试验（疏松、偏析、发纹等）

5、金相检验（组织、晶粒度、夹杂等）

失效分析案例

1、通过以下失效分析案例，了解材料试验分析的作用和失效分析的方法、过程；

2、我厂生产的某型汽轮机中的汽封弹簧片在使用中大量断；

3、汽封弹簧片材料为GH4145高温合金；

4、热加工过程：固溶+二次时效。

断裂弹簧片的其他检查

1、材料的化学成分合格；

2、材料的机械性能合格；

3、因此排除材料不合格的因素。

综合分析（1）

1、弹簧片受力分析：

弹簧片波峰处承受压力，使弹簧片内弧处形成沿其长度方向的拉应力（造成唐山科技职业技术学院

弹簧片断裂的正应力），但其值远小于材料屈服强度；

2、电厂水质分析：

钠和磷酸盐克分子比例较大，证明蒸汽中有较多腐蚀性物质；

综合分析（2）

金相、断口及沉积物分析结果： 1）断裂为沿晶脆性断裂；

2）断口沉积物中有较多腐蚀性物质，尤其是含有Cl+； 3）机组运行时水质较差； 结论：

弹簧片为应力腐蚀断裂。

（五）、电机（大中型）介绍

电机的用途

1、空压机电机；

2、磨机电机（我国是火电大国，目前发电能源都是靠烧煤，为了获得最大的燃烧值，得把煤磨成粉末后在燃烧）；

3、水泵电机（工业生产中，以及城市供水和农用灌溉都要大量的水泵电机）；

4、轧钢电机。

电机分类 安机座号：

交流电机：大型16~25#

中型11~15#

定子分类 内压装、外压装

直流电机：大型18~25#

小型13~17#

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大中型电机铁芯冲片的冲制

硅钢片

DW：冷轧无取向； DQ：冷轧有取向； DR：热轧（价格低）。大中型电机冲片的直径范围≥∅590mm，材料主要是硅钢片

大中型电机采用冷轧无取向硅钢片，小型电机采用热轧硅钢片

DW—XXX（510）—XX（50）表示铁损值5.1W/Kg、厚度0.5mm的冷轧无取向硅钢片。在我国，冷轧硅钢片一般加工成卷料，最大宽度为1250mm（上世纪为1000mm），如果需要宽度为650mm的硅钢片材料，用纵剪机裁剪；热轧硅钢片一般加工成板料，有2000 X 1000和1500 X 750两种规格。

整圆形定子铁芯冲片的冲制 其最大直径≤∅1240mm1、外落（含工艺孔）；（工艺孔在不同企业有不同规格，电机厂采用规格为∅35）

2、冲工艺槽（键槽）；（键槽在不同企业有不同规格，电机厂采用规格为12 X 8）

3、切边冲槽（专用高速冲槽机，200~1000次/min）

4、整圆形转子铁芯冲片的冲制 定子与转子之间的气隙（即余量）单边2~3mm1、轴孔、通风孔的冲制；

2、以轴孔定位（还有键槽）进行切边冲槽。扇形定子铁芯冲片的冲制（外径>∅1250）

1、全复式冲制；

2、（1）落料；（2）多槽冲制（经济效益好）扇形转子铁芯冲片的冲制（外径>∅1250）

1、全复式冲制；

2、（1）落料；（2）多槽冲制（经济效益好）

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关于冲裁模的几点基本要素

1、冲裁力的计算： P=KtLℓb K≈1.3是修正系数；t是材料的厚度；ℓb抗剪强度（ℓb≈0.8σb）

2、冲裁模的间隙（太小会奔口，太大会产生毛刺）Z=mot mo是模具系数，Z占厚度10%~12%。

3、冲裁模刃口尺寸的准定原则 落料

凹模为准，凸模配间隙； 冲孔

凸模为准，凹模配间隙；

冲裁模的零部件分类

1、工作件：凹模、凸模（材料：合金钢，热处理HRC58~62，耐磨）；

2、定位件：导正销、定位板（耐磨）；

3、卸料件：顶料板、卸料板（耐磨）；

4、装配件：固定板、垫板、模架（上下）；

5、紧固件：螺钉、销钉；

6、导向件：a、滚动：导柱、滚球、导套，（是过盈配合，过盈量0.015~0.02，用于薄板）

b、滑动：导柱、导套，（是间隙配合，间隙0.015~0.02，用于厚板）。

滑动导向件刚度要差一点。

三、实习总结

虽说三月的实习的时间是短暂的，我们甚至还没来得及停下来思考看到的诸多问题，甚至连讲课的老师都还没来得及认识，三月的下厂实习就结束了。

我们都是一直呆在校园里的大学生，我们每天接触的知识都是课本上的理论知识，和实际运用是存在很打差异的，通过三月工厂师傅的讲解和到生产车间参观，我们发现了以前都从未见过的庞然大物，加工出来的零件有上千吨的大零件，一个台数控加工中心比我唐山科技职业技术学院

们教室好还要大。一直以来，书本上的知识总是以一副高姿态凌驾于实际之上，课堂与实践脱节，而我们也都习惯了这样的日子，什么都是写在纸上的，这次有这样的机会，能亲身到现场，去了解工人师傅是如何操作机械和企业是如何运作的，才知道是实在不简单啊。真正到了现场，才发现很多书本上的道理到了实际中我们并不一定能做出来，有工艺的原因，也有材料的原因；而与此相反的，很多理论不可行的东西，却能在师傅手中，凭借丰厚的经验和娴熟的技巧给予以实现，不得不让人叹服。实践的魅力总是能把理论的东西远远抛在后面。

从实习中也看出，我们国内的生产水平还比较落后，和一些发达国家比起来还有很长的路要走，在生产车间的一些精密设备，大型车床都是进口的，自己生产的还不能满足工艺要求。所以，国家未来的发展还学要我们更多年轻人的努力，希望通过我们的努力能为我们的社会主义事业献上一点力量。

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