表面粗糙度是指加工表面上具有的较小间距和微小峰谷不平度，表面粗糙度越小，则越光滑，表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、震动和噪音等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响，从汽轮机级效率损失与叶片临界粗糙度Ks*、蒸汽雷诺数Re关系公式中我们不难发现，汽轮机通流部分表面粗糙度值越高，会阻塞汽流，导致汽轮机通流部分性能退化，使汽轮机组的效率降低，热耗增加。设计通过对1000MW超高压缸第一级进行数值模拟计算，计算结果显示，当导叶片表面粗糙度为Ra0.4时，级效率将降低0.5%；当表面粗糙度为Ra0.8时，级效率将下降0.91%。可见通流部分中的导叶片表面粗糙度对机组效率影响极大，必须严格控制。本文通过对隔板汽道粗糙度控制等方面进行技术研究，制定了一系列优化措施，为隔板通流效率的提高奠定了坚实的基础。
5.1粗糙度与级效的公式 5.2 粗糙度对级的总效率影响趋势
一、粗糙度评判标准：
1.质量检测手段：粗糙度检测 外观检查
2.质量检测标准：DB3.16.3 《隔板（喷嘴）焊接及加工设计标准》
DTC/D27M2011150《汽轮机零部件非量化质量特性检验要领书》
3.缺陷定义：
3．1汽道粗糙度超差
3.1.1超高压前5级：单个粗糙度大于Ra0.6μm或超过15%检测点粗糙度介于Ra0.4 ～0.6μm；
3.1.2高压及超高压其余级：单个粗糙度大于Ra0.8μm或超过15%检测点粗糙度介于Ra0.6 ～0.8μm；
3.1.3中压：单个粗糙度大于Ra1.2μm或超过15%检测点粗糙度介于Ra0.8～1.2μm；
3.1.4.低压：末3级单个粗糙度大于Ra3.2μm；其余级单个粗糙度大于Ra1.6μm。
3.2汽道外观超标
3.2.1汽道表面存在铁屑、毛刺、飞边、拉毛、台阶、污物、油污、锈迹、斑点；
3.2.2压痕、拉伤、磕碰、啃刀等伤痕尺寸大于5×5×0.05mm，缺陷数量在100×100范围内大于3个；
3.2.3.局部抛磨深度大于0.05mm，且打磨处粗糙度及纹理与本体相邻处基本一致。
二、质量控制措施
1.制定隔板装焊及热处理时汽道保护技术方案，将隔板焊接过程中焊痘、飞溅及热处理氧化对隔板汽道粗糙度的影响降至最低。
1.1改进热处理方式，避免燃气炉导叶产生水腐蚀、局部严重氧化。
1.2隔板装焊汽道保护
为了防止主焊缝和盖板焊接的过程中防止飞溅等物体污染汽道，产生焊痘或氧化，难以清理。
1.2.1盖板焊前在汽道里面填充石棉布对汽道进行保护。
1.2.2改进盖板为整圈不留观察窗口
1.2.3改进中分面堆焊方式
2.制定隔板完工汽道粗糙度控制技术方案，确保隔板汽道壁及导叶型线在不被破坏的前提下，隔板汽道粗糙完全满足产品制造要求。
2.1喷砂的工艺和原理
2.1.1喷砂工艺
喷砂工艺是采用压缩空气为动力形成高速喷射束，将喷料等高速喷射到需处理工件表面，使工件外表面的外表发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善。
2.1.2工作原理
2.1.3吸入式干喷砂机是以压缩空气为动力，通过气流的高速运动在喷枪内形成的负压，将磨料通过输砂管。吸入喷枪并经喷嘴射出，喷射到被加工表面，达到预期的加工目的。在吸入式干喷砂机中，压缩空气既是供料动力，又是加速动力。
图5.12吸入式喷砂原理图
2.1.4压入式干喷砂机是以压缩空气为动力，通过压缩空气在压力罐内建立的工作压力，将磨料通过出砂阀。压入输砂管并经喷嘴射出，喷射到被加工表面达到预期的加工目。在压入式干喷砂机中，压缩空气既是供料动力，又是加速动力
2.2喷砂工艺优化
2.2.1更换喷砂磨料材质和粒度
2.2.2更换喷砂设备
2.2.3优化汽道喷砂参数
2.3制定导叶抛磨规范
改进前：钳工采用传统的抛磨方式对导叶出汽侧进行抛磨，导叶背弧粗糙度：高压五级隔板为Ra0.295～1.782;高压九级隔板为Ra0.441～1.773,见下粗糙度检测统计表，每付各检测18片导叶。
图5.18
改进后
①抛磨工具:3M砂带和3M百洁布；
图5.19 3M百洁轮 图5.20 3M砂带 图5.21 3M百洁布
②修抛方法:先采用气动工具+3M砂带和百洁轮顺着导叶出汽边进行铲磨去除氧化层,然后使用百洁布手工进行修抛。
图5.22 钳工采用气动工具的抛磨方向
③改进结果：导叶出汽侧背弧粗糙度：高压五级隔板为Ra0.282～0.591；高压九级隔板为Ra0.225～0.533，粗糙度满足设计要求，见下出汽边修抛后粗糙度统计表，每付各检测18片导叶。
图5.23
3.制定完工粗糙度检测方案
三、结束语
通过以上一系列改进措施的严格执行，由于导叶存在弯曲，单独采用某一种方案均不能使粗糙度满足标准要求，因此我们将其两者结合，在某项目隔板生产中进行效果检查，钳工抛磨的高中压隔板汽道粗糙度和240目白刚玉喷砂的低压隔板汽道粗糙度均达到设计要求，外观也满足表面质量验收标准。
图5.26
四.参考文献：
【1】郭文显，袁军平 喷砂表面处理技术方法 化学工业出版社
【2】王学武 金属表面处理技术 机械工业出版社
【3】顾崇衔.机械制造工艺学[M].西安：陕西科学技术出版社，1981
