大型轴流转桨式水轮机尾水管凑合节与转轮室连接处VIP专享VIP免费

大型轴流转桨式水轮机尾水管裂纹处理吴良有1冯顺绪2（广西平班水电开发有限公司，广西南宁）摘要：介绍了平班水电站尾水管凑合节与转轮室连接处存在裂纹的现象，并对裂纹产生的原因进行分析。采用补焊、化学灌浆等处理对策与措施，解决了尾水管凑合节与转轮室出现裂纹的问题。关键词：轴流转桨尾水管裂纹原因修复措施1工程概况平班水电站位于广西壮族自治区与贵州省界河一南盘江上，是红水河综合利用规划的第三个梯级电站。电站总装机容量为405MW，安装3台135MW轴流转桨式水轮发电机组，发电机部分由天津阿尔斯通制造，型号为：SF135—56/10860；水轮机部分由上海福伊特西门子水电设备有限公司制造。型号为：ZZS-LH-722；整机的安装由武警水电部队二总队承揽，首台机组于2004年12月正式投运，2号机组于2005年4月投运。2故障简介2007年3月，在2号机组检修中，发现尾水管凑合节与转轮室连接部位存在裂缝，其中＋Y和－Y方向裂纹很大，整个裂缝约10m长，＋X和－X方向无裂纹；在－Y方向连接部位裂缝处，转轮室壁及凑合节上都有超过200mm的裂缝，缺陷发生后对裂缝进行焊接处理，焊接合格后采用水泥灌浆方式对凑合节、转轮室及尾水管锥等处脱空部位进行处理。2008年4月2号机组汛前检修，再次发现：转轮室与凑合节连接焊缝有多处穿透性裂纹，总长度约7.1m，其中－Y方向最为严重，具体分布及尺寸见下图1；另外，在转轮室的第四象限组合焊缝处有一条长1000mm的裂纹；转轮室与尾水管连接的凑合节发生脱空，其中凑合节部分基本完全脱空，总面积约11.2m2(凑合节直径7079mm，宽度500mm)，转轮室与凑合节连接焊缝处裂纹脱空深度约5-30mm。平班1号、3号机组也存在类似的缺陷，只是程度较2号机组为轻。图2尾水管裂纹照片3处理方法及工艺3．1处理方案制定2008年4月，业主组织制造厂家、检修公司及电力试验院三方技术人员召开专题会，讨论裂纹处理方案，根据现场故障情况，大家一致同意采取先补焊修复，补焊修复的施工工艺由生产厂家提供，焊接合格后采用化学灌浆方式对凑合节、转轮室及尾水管锥断脱空部位进行处理。处理前详细记录裂纹的部位、长度及裂纹性质，要求有详细的数据及清晰的照片便于存档及技术分析。3．2裂纹补焊修复的工艺3．2．1缺陷的清除首先用碳弧气刨刨掉缺陷处金属。碳弧气刨刨掉深为t1；t1=t-4(t为缺陷深度)，当深度约为t1时，采用砂轮对其进行打磨。打磨完成后采用PT检测破口表面。当裂纹深度小于母材厚度时，根部应圆滑过渡。坡口形式如图2：图2当裂纹深度为母材厚度时，根部钝边约为2mm。坡口形式如图3：图33．2．2转轮室裂纹修复工艺（1）采用火焰加热的方法进行预热。预热范围为焊缝两侧100mm，预热温度至少为80℃~100℃。（2）转轮室母材为0Cr13Ni4Mo,焊接工艺规程为：SMAW-6.6-102/0,焊接材料为：E309L-16，焊接过程中层间温度不能超过180℃。（3）为降低焊缝焊接应力，采用分段焊焊接方法。先修复1区域，修复完成后再修复2区域。焊接顺序如图4所示：图43．2．3尾水管裂纹修复工艺（1）采用火焰加热的方法进行预热。预热范围为焊缝两侧100mm，预热温度至少为40℃。（2）尾水管母材为Q235,焊接工艺规程为：SMAW-1.1-101/0,焊接材料为：J507，焊接过程中层间温度不能超过220℃（3）骑马块与尾水管用J507焊条进行点焊（4）为降低焊缝焊接应力，采用分段焊接方法。先修复1区域，修复完成后再修复2区域焊接顺序如图3所示3．2．4转轮室与尾水管（1）采用火焰加热的方法进行预热，预热范围为焊缝两侧100mm,预热温度至少为40℃（2）转轮室母材为0Cr13Ni4Mo、尾水管母材为Q235.焊接工艺规程为：SMAW-1.6-101/0，焊接材料为E309L-16，焊接层间温度不能超过180℃（3）骑马块与转轮室焊接端头用E309L-16焊条堆焊约2~3mm后，与转轮室及尾水管点焊（4）为降低焊缝焊接应力，采用分段焊接方法。按顺序依次顺序完成焊缝的修补。焊接顺序如图5所示：图53．2．5打磨用砂轮打磨焊缝使修补焊缝与母材光滑过渡，粗糙度为Ra3.23．2．6NDE检验对修补焊缝进行超声波和着色检验，验收标准按ASMEⅧ-13．3化学灌浆的工艺3．3．1灌浆材料的选择通过对多种灌浆材料进行对比分析，结合平班工程实际情况，...