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山特维克可乐满：超超临界未足奇 |
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newmaker |
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挑战：火力发电厂的新型汽轮机技术为生产带来前所未有的挑战。
解决方案：先进的应用知识与刀具将提高生产效率但不降低质量及安全性。
社会亟需更清洁的能源，各供应商纷纷利用新技术来满足这种需求。
欧盟COMTES 700项目着眼于汽轮机技术，其技术领域超越了当今的超超临界（USC）蒸汽发电 —— 在超过300巴压力和700摄氏度高温下，实现50%至52%的净效率（达到低热值，即LHV）。目前仍在使用的许多旧式火力发电厂也许只达到25%的净效率。作为参与该项目的电力供应商，E.ON计划于2015年建成首家USC电厂并投入运营。
为了改进煤基能源生产可持续的平衡发展，另一种方法是整体煤气化联合循环技术（IGCC）。这种技术将煤炭转换成合成煤气后才进行燃烧，从而既提高效率，也减少排放。
对设备供应商而言，上述两种新技术既代表了重大的生产挑战，也提供了涉足未来能源技术的绝佳机会。
汽轮机零件（机轴、涡轮盘和叶片等）需要达到严格的尺寸公差和优异的表面光洁度。这种复杂的设计不仅要求具备良好的可达性，而且往往需要较长的刀具悬伸。机轴和涡轮盘主要采用车削加工，而缸体及叶片则主要采用铣削及镗削操作。
需要使用625合金等高级耐热材料的场合主要是高压汽轮机。但是如果采用传统金属切削技术来加工，就可能会将刀具寿命缩短8倍。因此一般推荐采用低切削速度，并确保良好的稳定性和充裕的冷却液。很显然，提高刀具效率是延长其使用寿命并提高生产效率所不可或缺的。
蒸汽和燃气轮机都既包含大型而独特的零部件，也包括标准的批量生产零部件。例如，机轴和缸体可能需要好几个月时间进行严格的加工操作。如此珍贵的工件根本不容出现任何损坏，因此需要有极严格、可靠的工艺。
汽轮机叶片是以上第二种情况的典型例子：大量加工小尺寸工件，同时也要满足严格的要求，但是单个零件承担的加工风险就小多了。
汽轮机轴需要各种从重型车削到表面及公差要求都非常高的精加工操作。至于汽轮机缸体方面，采用龙门铣床对两半缸体进行铣削是第一个加工步骤。将两半缸体合并到一起后，完整的缸体将在一台立式车床上加工。
蒸汽轮机传动轴的长度可能超过10米，需要利用刀具长悬伸进行多种加工操作。
案例分析
挑战：
对大型（约10米长）蒸汽轮机传动轴进行长悬伸仿形加工。对这些极昂贵的零件进行精加工是关键的一环。振动会损害表面质量，甚至可能导致整个零件报废。
解决方案：山特维克可乐满已获专利的减振机构消除了振动，确保切削过程稳定、可靠。
举例：
材料：低合金钢CMC 02.2
刀具：Q-Cut减振刀板
刀片：圆6毫米，槽型-5P，牌号GC 1125
进给fn：0.05 – 0.30毫米/转
切削速度vc：120米/分
切深ap：0.3毫米
表面光洁度：Ra 1.6 μm
结果：远远超过了表面光洁度要求。
获专利的减振装置确保在关键的精加工操作时消除振动
切槽是对蒸汽和燃气轮机零部件（特别是机轴）的一种典型加工操作。要提高切槽生产效率，就需要有高效率的切屑控制以避免出现挤屑，以及由此造成的生产停顿和表面光洁度降低。高效率的切屑控制解决方案包括采用分屑递进槽形刀片、将刀具倒置安装，以及高精准的冷却液供应。
铣削牌号S30T经过优化用于加工高温合金
分装式减振片为严重的振动问题提供了一种补救方法，特别是在长悬伸场合。而90度“曲棍球”形状的内切槽刀片则提供了可达性，尤其是在面槽及背面槽加工操作时。
汽轮机叶片的生产与批量生产的方式几乎完全相同，它利用4至5轴机床上先进的数控编程，通过选择专用刀具牌号、槽型及方法，使生产效率最大化而不降低质量。
总结
采用高性能合金制造的现代蒸汽及燃气轮机零部件需要有专门的刀具方案及方法。减振刀具、专用槽型和牌号，以及高精准冷却液供应提供了高效率的解决方案。(end)
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(10/20/2011) |
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