Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы в России наблюдается заметная тенденция роста потребления и производства тепловой и электрической энергии в различных отраслях промышленности, аграрном секторе, жилищно-коммунальном хозяйстве. Одно из направлений ресурсо- и энергосбережения в энергетике связано с повышением износостойкости технологического оборудования основных производителей электроэнергии - тепловых электрических станций. (ТЭС).
В современных реальных условиях, характеризуемых высокой степенью износа деталей и оборудования, ограниченностью финансовых ресурсов вследствие неплатежей и нестабильности цен, наибольший экономический эффект может быть получен путём применения современных технологий восстановления работоспособности и повышения эксплуатационной надёжности ответственных .и дорогостоящих деталей агрегатов теплоэнергетики. В итоге это продлевает нормативный срок службы машшюконструкций. Известно, что подобного родамероприятия позволили руководству РАО ЕЭС России продлить нормативные сроки рабочы отдельных энергоблоков и электростанций в целом выработавших свой ресурс, утверждая это соответствующими приказами и рекомендациями.
При этом необходимо учитывать необходимость в разработке гфинциповинтефацииразнородрькпроцессовведаньштехнологический процесс реставрации работоспособности оборудования и их научно-техническую обоснованность. К таким разнородным процессам можно отнести обдирку износившихся поверхностей, восстановление иіиишспниш слои нашшикий или иислиймым ииигсшм, чисчивую обработку восстанавливаемых поверхностей, термообработку и.т.п. Специфической особенностью восстановления дорогостоящих деталей энергетического оборудования (в частности, профилей турбинных лопаток) является высокая точность (микроны) восстанавливаемых поверхностей деталей при сохранении или повышении прочностных характеристик материалов изделия.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с задачами, формулируемыми федеральной целевой программой «Энергосбережение России», постановлениями и приказами РАО ЕЭС России и посвящена проблеме повышения работоспособности и надёжности теплоэнергетического оборудования действующих электростанций.
т^щ
Цели и задачи работы. Целями данной диссертационной работы являются:
-
разработка новых ресурсосберегающих технологий восстановления дорогостоящих деталей агрегатов теплоэнергетики, обеспечивающих возобновление и превышение ресурса их работы на основе интеграции методов нанесения износостойкихпокрытий, ихупрочения и финишной обработки,
-
(разработка методов проектирования устройств на основе математических моделей, описывающих кинематику и динамику процессов центробежного упрочения, интегрированного с шлифованием, позволяющими установить связи между эксплуатационными свойствами поверхности, технологическими параметрами отдельной упрочняющей обработки.'
-
внедрение новой технологии восстановления слоев поверхности из полидисперсных высокопрочных композиционных материалов (на основе карбидов, боридов и нитрадов титана) методом локального электроэрозионного высокотемпературного синтеза материалов покрытий с исследованием прочностных свойств и металлографическим анализом поверхности.
Научная новизна работы. Предложен и впервые при ремонтно-восстановительных работах энергооборудования на тепловых электрических станциях экспериментально реализован наразработанном станочном оборудовании принцип интеграции и постоянства установки восстанавливаемойдеталипривьшолненииразнородньгхтехнологических процессов (обдирка изношенных металлических поверхностей, восстановление слоев наплавкой или послойным синтезом высокопрочных покрытий, упрочнение посредством поверхностной пластической деформации и т. п.)
Разработана и применена на практике критериальная модель системы комплексныхпоказателейремонтнойтехнологичности, обеспечивающая научно обоснованный ремонтный регламент в технологической подготовке ремонтного производства, подтвержденный на примере восстановления ряда ответственных деталей теплоэнергетических агрегатов в ремонтном цехе Ижевской ТЭЦ-2 (изнашиваемые детали и узлы турбин, насосов, клапанов и т.п.)
На основе комплексных металлографических, прочностных исследований предложена новая интеграционная технология
восстановления слоев поверхности из полидисперсных, высокопрочных материалов.
На основе исследований разработаны и впервые внедрены в практику восстановления многооперационное модульное оборудование с ЧПУ- и технология автоматизированной электродуговой наплавки изношенных поверхностей крупногабаритных деталей запорной арматуры, интегрированная с подготовительными и отделочными операциями.
Практическая ценность и реализация работы. В результате обобщения информации научных трудов, теоретических и экспериментальных исследований, проведенных автором, разработаны инженерные методики, проектирования групповых технологических, операций, позволяющие установитьрежимы обработки при восстановлении деталей и обеспечивающие необходимые эксплутационные требования к технологическим методам обработки (наплавка, послойный синтез, упрочняющая отделочная механическая обработка). Научные результаты и разработанные автором рекомендации по технологии восстановления могут быть использованы проектно-конструкторскими организациями при разработке новых изделий, при выпуске эксплуатационной документации по совершенствованию продукции специализированными ремонтными предприятиями топливно-энергетического комплекса и предприятиями, эксплуатирующими теплоэнергетическое оборудование, например ТЭС.
Разработан научно-технический инструментарий для решения инженерных
задач в ремонтно-восстановительных технологических операциях на ТЭС,
включающий: _
методику создания групповых ремонтных регламентов с применением кластерного анализа и комплексных показателей ремонтной технологичности;
экспериментальную обработку состава смесей и разработку технологических параметров восстановления поверхностей типовых деталей тепломеханического оборудования электростанций;
применение автоматизированной электродуговой наплавки изношенных поверхностей корпусныхдеталей.
Апробация работы и публикации. Основные научные результаты работы опубликованы автором в 7 статьях и материалах конференций различного уровня:
-
Многооперациопный станок с числовым программным управлением для ремонта запорной арматуры. / Страхов В.А., Шилов А.А. // Энергетик 1998, № 1, С. 28-30.
-
О восстановлении и упрочнении деталей арматуры и вспомогательного оборудования ТЭС. / Рыбаков В.К., Рыбаков Д.В., Страхов ВА //Энергетик, 1998, №10, С.28-29.
-
Контроль состояния металла гибов трубопроводов Ижевской ТЭЦ-2, работающим в условиях высоких температур. / Страхов В.Л, Голиков В.М., ПермикинB.C. идр. //Теплоэнергетика, 1998, № 8, С. 78-79.
-
Новый технологический метод повышения ресурса деталей теплоэнергетических агрегатов в процессе их восстановления и ремонта. / Страхов ВА, Лебедев Ю.А., ЩенинД.В. // Материалы 5-й Российской унивсрситетско-академичсской научно-практической конференции. Часть 9, Ижевск, 2001, С. 115-116.
-
Восстановление деталей на основе комплекса признаков./Страхов В.А, Лебедев ЮА// Труды III международной научно-технической-конференции «Информационные технологии в инновационных проектах». Часть 1, Ижевск, ИжПУ, 2001, С.118-121.
-
Алмазное-шлифование, интегрированное с опережающим пластическим.деформированием поверхности. / Лебедев ЮА, Страхов В.А, Щенин Д.В.// Материалы международной конференции «Шлифабразив», г. Волжский, ВИСИ, 2001, С.153-155
-
Технологичность конструкции деталей в аспекте восстановления и ремонта. /Лебедев ЮА, Страхов ВА. Шилов АА // Наука. Экономика. Образование: Сборник трудов научно-методической конференции Боткинского филиапаИжПУ. - Ижевск: ИжПУ, 2003, С.146-157.
-
Эксплуатация и ремонт паровых турбин Ижевской ТЭЦ-2 АО «Удмуртэнерго». Учеб. пособие. / Семакин А.П., Страхов АР., Павкин В.В // Из-во УдГУ, Ижевск, 2001, С. 82.
-
Патент RU 2112633 С1 Шилов АА, Страхов В.Л. Установка для электродуговой наплавки не вращающихся изделий. - Опубл. 1998.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, спискаиспользованнойлитфатурыиприложений. Общий
