混流式水轮机转轮叶片防裂控制与研究.pdf

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1、第36卷第7期人民黄河Vo1．36．No．72014年7月YELLOWRIVERJu1．．2014【工程建设管理】混流式水轮机转轮叶片防裂控制与研究楼飞民，徐国强，杨履明，曾善花，张文俊，李罡(1．电力工业产品质量标准研究所，浙江杭州310030；2．云南华电鲁地拉水电有限公司，云南昆明650000)摘要：在水电站机组运行中水轮机转轮常常出现不同程度叶片与上下冠焊缝开裂情况，水轮机转轮产生裂纹的原因是多方面的。对材质、焊接工艺、无损探伤、热处理、残余应力测试等方面进行了研究。结果表明：水轮机转轮叶片出现裂纹是综合作用的结果，其原因涉及设计、材料、制造工艺、工艺管理和生产运行等方面。可通过改善

2、水轮机结构，合理选择材料，制定合理的焊接工艺和热处理工艺，有效控制残余应力，提高转轮制造质量，合理控制运行工况等，有效预防水轮机转轮叶片连接焊缝出现裂纹。关键词：水轮机转轮；转轮裂纹；焊接工艺；无损检测；残余应力测试中图分类号：TV734．1文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2014．07．039FrancisTurbineRunnerBladeCrackControlandResearchLOUFei—min，XUGuo—qiang，YANGLyu—ming，ZENGShan—hua，ZHANGWEN—jun，LIGang(1．StatePowerQu

3、ality＆StandardResearchInstitute，Hangzhou300030，China；2．YunnanHuadianLudilaHydropowerCo．Ltd，Kunming650228，China)Abstract：Inhydropowerstationstheturbinerotorsoftenappearweldcracksintheupperandlowercrownmountedwelds．Therearemanyreasonscausedthoseweldcracksinturbinerotors．Lotsofstudieshadbeenfoundedbas

4、edonmaterialsanalysis，weldingprocedures，nondestructivetest—ings，heattreatmentprocessesandresidualstresstests，etc．Theoutcomesshowthatthecomprehensiveeffectsofthosefactorscauseweldcracksinturbinerotors，whichinvolveswithdesigns，materials，manufacturingprocesses，processesofmanagementandoperation，etc．Tho

5、seweldcrackscanbeeffectivelypreventedbyoptimizingthestructureofwaterturbine，choosingreasonablematerials，makingmorereasonableweldingproceduresandheattreatmentprocesses，choosingeffectivecontrol_methodsforresidualstress，improvingthemanufacturingqualifiesandeffectivecontrollingofoperatingconditionsfort

6、urbinerotors，etc．Keywords：turbinerunner；wheelcrack；weldingprocess；nondestructivetesting；residualstresstest在国内外水电站机组运行中，混流式水轮机转轮叶片与上下冠焊缝常常出现不同程度开裂情况⋯，水轮机转轮裂纹的产1转轮材质性能及焊接工艺控制生对机组安全运行构成很大威胁，也给电厂带来极大的经济损1．1转轮原材料的选用失，因此对转轮裂纹产生的原因进行分析并采取相应预防措施国内外的许多相关研究表明，含镍4％～6％的低碳马氏体十分必要。铬镍不锈钢具有良好的力学性能，强度、硬度比较高，而且具有水轮机

7、转轮产生裂纹与材料性能、结构设计、制造工艺和比较好的韧塑性，同时也具有比较好的低温韧性和优异的抗疲运行条件等都有一定关系，其中内因是水轮机转轮在制作过程劳性能，其抗空蚀、磨蚀性能也很好，已成为水电行业广泛使用中的质量问题，大型混流式转轮都是焊接结构，其焊缝接头形的叶片材料。本项目混流式转轮的上冠、下环、叶片材料均采状复杂，焊接材料填充量大，因此焊接质量的好坏直接影响整用马氏体不锈钢，材质为ZGO4Crl3Ni