离心压缩机再制造叶轮结构特征三维建模方法及应用

再制造叶轮是再制造离心压缩机的核心功能部件,具有结构特殊、转速高、载荷复杂等特点。其特征三维建模是后续有限元分析、服役载荷求解、再服役安全验证、再制造工艺优化等问题求解的基础和载体,但目前叶轮原有三维模型常常缺失或者已有三维模型无法反映叶轮再制造特征,不能直接用于再制造叶轮的仿真分析。针对该问题基于结构特征测量点和NURBS曲线曲面理论提出离心压缩机再制造叶轮结构特征重构方法。应用研究中,采用该方法建立某型号离心压缩机再制造叶轮三维模型,并对其进行几何质量分析。分析表明:重构的再制造叶轮误差小(1×10-4 mm),且光顺性好,所建再制造叶轮三维模型与叶轮实物几何特征、再制造修复工艺相符合。研究结果可为再制造叶轮的二次服役载荷求解、再制造工艺残余应力分析、再服役寿命预估等方面提供基础信息。

KMN钢激光熔覆FeCr合金修复层组织性能及耐磨、耐蚀性研究

KMN钢是大型离心式压缩机叶轮常用材料,服役过程中常出现磨损、腐蚀等损伤导致失效,激光熔覆技术是实现损伤叶轮修复再制造的有效手段。使用Fe Cr合金粉料通过激光熔覆技术在预置缺陷的KMN钢基体上制得修复层。通过扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、能谱分析(Energy dispersive spectrometer,EDS)及X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)对修复层微观组织、元素分布及物相组成进行观察分析;对激光熔覆修复层显微硬度进行测试;分别对修复层和KMN钢基体进行干摩擦滑动摩擦测试,观察并分析磨痕三维形貌;测得修复层及KMN钢基体的Tafel曲线,并使用Tafel直线外推法、失重法测试修复层与基体材料的腐蚀速度。结果表明,激光熔覆修复层与基体呈良好冶金结合、无气孔裂纹等缺陷;修复层硬度是基体材料的1.8倍;耐磨性、耐蚀性得到显著提升。