水轮机转轮叶片缺陷的检测与处理.pdf

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1、36电力与能源第33卷第1期2012年2月水轮机转轮叶片缺陷的检测与处理骆国防，赖江波，邓亚新。(1．上海明华电力技术工程有限公司，上海200437；2．新安江水力发电厂，浙江311600)摘要：介绍了新安江水力发电厂9号机组水轮机转轮叶片在恢复性改造检测中，利用渗透检测法发现存在裂纹，通过分析缺陷的形成机理和主要原因，按焊接处理新工艺及时进行了消缺。同时，建议继续加强对该机组的技术监督，并在检修时列为重点检测对象，在有条件时也应对其他几台机组及时进行安全检测。关键词：水力发电厂；转轮叶片；渗透检测；裂纹；成因分析中图分类号：TK730文献标志码：B文章编号：2095—1256(2012)O

2、1—0036—02AnalysisandTreatmenttotheRnnnerBladesofHydraulicTurbineforDefectionLuoGuong，LaiJiangbo。，DengYaxin(1．ShanghaiMingHuaElectricPowerTechnology&EngineeringCo．，Ltd，Shanghai200437，China：2．Xin’anjiangHydro—PowerPlant，Zh@ang311600，China)疲劳损伤的重要设备部件(如水轮机顶盖紧固螺1转轮叶片存在严重裂纹栓等)进行无损探伤。对已存在损伤的设备部件新安江水力发电厂是

3、我国自己设计、自制设要加强技术监督，对已老化不能满足安全生产要备、自己施工建设的第一座大型水力发电站。水求的设备部件要及时进行更换”这一精神，于电站流域面积为11850km。，正常高水位下库容2010年下半年对水轮机、发电机、螺栓、管道等重为178．4亿m。。厂内装有9台混流式水电机组，要设备和部件进行了金属监督检测。原总装机容量为662．5Mw，增容后总装机容量在检测过程中，发现水轮机转轮第6号叶片为810Mw，短时出力可达855MW，多年平均发和第11号叶片存在严重裂纹，第11号叶片背面电量为18．6亿kwh。主体工程于1957年4月上部出水边断面裂纹已经贯穿整个横断面，而且开工，196

4、0年4月首台机组发电，l977年10月最内部损伤比较严重。后l台机组投运。目前承担华东电网的调频、调2检测情况峰和事故备用任务。9号水轮机改造前采用PO662转轮，叶片为1)依据JB／T4730．5—2()()5《承压设备无损13个，转轮进口直径为4．10m，高为2．23m，是检测第5部分：渗透检测》工级，合格。我国20世纪50年代从前苏联引进的，在1999年2)检测9号机的转轮直径为4．1m，高为下半年A级检修时进行了改造。改造后的新转2．23m，材料为G—X4Cr13Ni4，裂缝为26条，环轮采用铸焊结构，由不锈钢叶片和不锈钢铸造上境温度为20℃，使用德国Pfinder渗透剂进行喷冠、下

5、环组焊而成。叶片采用钢板模压，材料为抗涂，渗透15min，检测灵敏度为3级(高灵敏度)。气蚀、抗腐蚀、抗磨损和焊接性能良好的3)2010年l1月24日渗透检测，发现9号机X3Crl3Ni4，由美国福伊特水电约克工厂制造并转轮第6号和第11号叶片均有裂纹，如图1和图供货。上冠、下环材料为抗气蚀、抗腐蚀、抗磨损2所示。和焊接性能良好G—X4Cr13Ni4不锈钢铸件。3裂缝原因分析2009年8月17日，俄罗斯萨扬一舒申斯克水电站发生特大安全事故，引起新安江水力发电1)原因分析通过查阅9号机转轮叶片在厂的关注。根据国家电力监管委员会安全生产1999年下半年改造时的相关检测资料及无损检2010年2号文

6、：“结合设备消缺和检修对易产生测报告，得知该叶片在焊后24h以后进行过渗透骆国防，等：水轮机转轮叶片缺陷的检测与处理373)预热为减少裂纹焊接后应力集中并改善焊缝的金相组织，焊接前应作整体或局部预热，整体预热须吊出机坑，搭设保温棚，用电炉或涡流法加热。局部预热则用氧一乙炔火焰在叶片表面与裂纹表面的背面沿裂纹方向来回移动均匀加热。4)焊接使用不锈钢焊条进行焊接，也可用氩弧堆焊。焊接时力求熔深大，长焊缝应采用分段退步焊接，大的裂纹应采用镶边焊接，为消除焊图16号叶片背部出水边上端裂纹长35mm接应力并提高焊缝质量，每焊一道应彻底清理焊渣，并锤击焊波至模糊不清以消除应力，每焊一道锤击一遍。焊完一遍

7、后，应仔细检查有否气孔，若发现气孔应检查原因，并把焊缝铲掉重焊，焊波搭接宽度不小于焊波宽度的1／3。倘若裂纹发生在汽蚀区内，应先处理裂纹，在表面加焊抗汽蚀层。裂纹在焊接后要保温和缓冷，最后才用风砂轮进行表面修整。5)验收按渗透检测(PT)法进行检测，在图21i号叶片背邵出水边上端裂纹长45mm确认没有缺陷后才算验收合格。检测，检测结果正常，也就是说，当时没有发现裂5结语纹，初步判断该裂纹是在运行过程中产生的。