三峡水轮机转轮裂纹缺陷处理

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1、2008年第5期华中电力第21卷三峡水轮机转轮裂纹缺陷处理杜焕章．田力(1．峡水力发电厂，湖北宜昌443133；2．三峡梯级调度通信中心，湖北宜昌443133)摘要：大型混流式水轮机转轮裂纹缺陷是水电站普遍存在的问题，如果出现较大裂纹，将严重威胁水电厂的安全经济运行和可靠性，因而对此类缺陷的检查和处理工作是水电厂的重要工作。针对三峡电站ALSTOM机组转轮出现的裂纹缺陷．从理论及实际施工工艺方面进行讨论与分析。通过采用合理工艺，彻底消除缺陷，为机组安全、稳定运行提供有力的保障。关键词：水轮机；转轮裂纹：三峡电厂中图分类号：TK73

2、0．3+23文献标识码：B文章编号：1006—6519(2008)05—0068—03TheTreatmentoftheCrackingoftheRrealoftheThreeGorgesHydropowerStationDUHuan-zhang．TIAN—Li0概述上冠j峡电站共装机26台，单机容量为700MW，其中环左岸电站14台，右岸l2台，总装机容量为225O0MW，年均发电量847亿kW·h，为世界上最大的水电站。三峡电站首批机组于2003年6月发电。计划2008年年底26台机组全部投产发电。图1转轮Iyr检查部位简图峡

3、电站机组的核心部件——转轮，是目前世2转轮缺陷修复界上最大的，直径10．6m，高5．3m，净重达450t。转轮主要是南上冠、下环和叶片三部分组成．全部由2．1焊接材料的选择不锈钢铸件加工而成，叶片采用五轴联动数控机床三峡电站转轮母材材质为低碳马氏体不锈钢加工，叶片加工完成后与上冠和下环装焊成一体，ZGOCrl3Ni4Mo。根据焊材材质的成分，选用焊接材形成转轮。南于国内外大型混流式转轮相继出现裂料型号为OCrl3Ni4MoRe，选用规格12mm、25mm纹，且多数裂纹是出现在叶片靠上冠和下环焊缝附焊丝或2．5—3．2mm焊条。保护

4、气体为纯氩。焊条近．本文主要针对峡电站机组转轮出现类似情况在250cc下保温烘干2h以上，烘干后存于保温简的焊接修复=r艺进行初步探讨。中，保温筒维持温度80～120cIC。2．2工艺流程l转轮缺陷检测检测工艺流程见图2。机组在经过一段时间运行后，转轮叶片与上冠、下环连接焊缝等部位可能会产生裂纹及其它危险性缺陷；严重的缺陷用肉眼或放大镜外观检查即可发现．但较细小的和严重裂纹的根部必须用无损探伤检查。根据现场情况及检测目的和要求，选用着色渗透法(对焊缝部位进行检测，主要是发现表面和近表面的裂纹等超标缺陷。检测部位如图1所示图2检测工

5、艺流程收稿日期：2008—07—10作者简介：杜焕章(1975一)，男，1程师，主要从事水轮发电机组的运行、维护和检修工作一68一第21卷三峡水轮机转轮裂纹缺陷处理2008年第5期2．3缺陷清除加热板对堆焊区域进行保温。缺陷修复时。应先对转轮裂纹与磨蚀区进行清3三峡转轮的具体焊接修复除。要求处理平整，显出金属光泽，检测后进行焊接3．1检查情况修复。裂纹清除根据裂纹程度采用磨削或碳弧气刨f11产生裂纹的原因是叶片的流线存在问题，导两种方式进行。致机组的振动和蜗壳的压力脉动较大而造成。经检对于较小缺陷采用磨削方式，磨削清除缺陷后查，发

6、现转轮有三张叶片焊缝存在裂纹缺陷，详细所形成的坡口较规则，易于保证焊接质量，但劳动情况如表1及图3所示。强度大，速度较慢。磨头可根据裂纹的深度不同选表1裂纹情况用，磨削后坡口要求规则平滑，并清洗干净。对于较大缺陷宜采用碳弧气刨，尤其对较深的裂纹可进行(下钢环号墨内1侧裂纹位置裂纹尺寸⋯簇、裂纹性质多次吹割。这种方法操作简便、速度快，但坡口内往往有渗碳氧化层．不易形成新的金属坡口．气刨后距2号叶片进需要用异型磨头进行磨削。为了防止过热引起变形z号’60mm线性裴贯穿性裂压侧交接焊缝处和裂纹扩展，碳弧气刨必须间断使用。坡口的形式应遵守

7、焊接T艺的一般要求。主要，号’型根据裂纹情况、部位和铲除及施焊方便而定。坡口霾辫的整修_[作应在预热前完成。2．4焊前预热和焊后保温t4号勰线性脾⋯为了减少补焊区的应力集中及改善焊缝的金相组织。特别是焊缝与基材过渡区的热影响，防止再次产生裂纹，预热和焊后保温是保证焊接质量的重要手段。一般情况下采用专用履带式加热板对堆焊区域进行局部预热和焊后保温。局部较小缺陷可以采用乙炔焰进行局部预热。在焊接时对焊接区域及相邻约150mlll范围内的母材预热至100120oC：在加热过程中，使用红外线测温仪进行温度监视，预(2号叶片裂纹)热区域必须

8、均匀升温，完成预热后，方可进行焊接修复。并且在焊接过程中始终保持这一温度，焊接完毕后对施焊区域进行保温2h以上。2．5焊接施焊前，检查焊条是否符合使用要求．焊接电路正确、坡口清理干净、预热温度达到要求、劳保安全设施到位。(7号叶片正压侧裂纹)(7号