水轮机导叶裂纹的补焊

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2006年第6期‘贵州电力技术>(总第84期)水轮机导叶裂纹的补焊化州水电设备有限公司梁永生[525100]广东省怀集市南坑口水电站的两台ZD810一LH精棉擦洗，使裂纹清晰可见。由于裂纹在导叶根部一200型定浆式水轮机，其设计水头9．0m，最大水附近，厚度大约在l2on．Lrn左右，为减小焊接收缩变头l2米，设计出水力为1600kW。水轮机经多年运形及焊接应力，为减少焊接量，使开的坡口要小一行后，检修时发现，其导叶在与臂部相接的拐角处，些，采用双面施焊，故开双面V形

2、坡口。因导叶内几乎均有大小不等的裂纹，要求我们协调处理。分侧为横焊，施焊、打磨及检查位置窄小，操作均较为析其原因，主要此处承受的应力很大，在导叶承受瞬困难，故内侧开深度小些的坡口。根据裂纹位置，先间的冲击力和压力出现强烈的振动，及铸造缺陷(如划开双面焊的V形坡口线，将主裂纹及微裂缝全部铸造裂纹、气孔及夹渣等)扩展等所造成的应力集开坡口，开坡口要求如图2所示。中，加上每年停水后，进行较长时期的带水调相运行、等，以致导叶产生裂纹。自1993年两台水轮机投运以来，对导叶裂纹补焊已是第二次的问题。2002年检修中发现，一号

3、水轮机的‘6导叶的裂纹严重，裂纹已到达导叶根部，且穿透导叶上下两侧，长度在110n．Lrn左右，以致无法使用。对于这种情况，因此需检修，卸下导叶片进L——_—’_lI行补焊。但这次发电任务紧迫，已临近水库放水期，按大修卸下导叶片补焊，时间已来不及，必须设法直图1导叶裂纹示意图接在水轮机上进行补焊。由于裂纹是在导叶根部，受力很大，如果补焊质量不好，可能造成断导叶的严重事故。因此，对补焊要求很严格。直接在水轮机上补焊导叶根部穿透性裂纹的难度很大，水轮机导叶处阴冷潮湿，作业面狭窄小井有通风，对施焊极为不利。另外，由于导叶

4、根部有橡胶密封圈，遇到高温将被破坏，这对补焊导叶增加了极大难度。因此不能按常规的补焊工艺进行，必须考虑采用新的补焊工艺。图2双面焊V坡口示意图下面介绍有关这次补焊工作的情况。^——裂纹处导叶厚度；L：，导叶上部坡121J1裂纹确定及坡口处理厚度，下部导叶厚度为一，因导叶不是等厚的，故(1)经检查发现，导叶外面部位裂纹与内侧面随位置不同而变化。防锈层裂纹走向不同，有一半左右不重合，主裂纹旁(4)由于导叶裂纹附近有橡胶密封圈，应防止存在微裂纹。因此，有必要进行全面金属探伤检查，因高温损坏它，因此采用机械工具开坡口。因作

5、业确定主裂纹及微裂纹走向，并确定裂纹尖端确切位面窄小，用手提小型工具，根据现有条件，使用手电置。裂纹情况如图l所示。钻，装合金钻头，按划线钻排孔，用小型风铲和角向(2)在裂纹的尖端处钻一个qol0n．Lrn的止裂孔，磨光机等铲磨开坡口，不许用火焰切割。但在离根以防止导叶在加热和施焊时裂纹扩展。部较远处，也可采用电弧气刨，但时间要短。为防止(3)将裂纹周围用手砂轮、砂布清理干净，用酒冷裂，电弧气刨前要预热开壤口区域，控制导叶根部·79·维普资讯http://www.cqvip.com2006年第6期‘贵州电力技术>(

6、总第84期)——、2导叶材质及选用焊条2．1导叶材质情况导叶为20SiMn钢铸成，背面铺焊一层3lm厚2Cr13不锈钢。导叶的化学成份见表l，导叶的物理性能见表．＼j2。·表1导叶的化学成分’图3实际开坡口形状示意图元素CSiMnSP温度在100℃以内。电弧气刨后，也应打磨坡口。含量0．16—0．220．6—0．81．0—1．3<0．03<0．03(5)有的裂纹在导叶内外侧有一部分不重合，但在开坡口时发现其内外也斜向穿通，旁边还有裂纹，此时开较宽的坡口，如图3所示。(6)为保证补焊质量，开坡口后，应做仔细的探≥52

7、km≥3ok砷≥14％≤30％5k·II，cI≥156伤检查，确定无遗留的裂纹后，方可施焊。注：1k-9．8xlPallk9．8×lo4Pa。表3奥137电焊条的化学成份表4奥137电焊条机械性能坏，因此，采用冷焊和根据温升情况而不连续施焊，在焊口附近及导叶根部装四个热电偶的温度测点，安装位置如图4所示。※相当于539MPa测温监视l测点橡胶密封附近温度应在100℃2．2选用电焊条’以下，2、3测点用来测焊区温度，4测点用来测试验ZG20SiMn钢与奥氏体焊条两者的熔合效导叶温度。果较好，而导叶背面也焊有不锈钢防腐

8、层，因此，选(3)虽采用冷焊，但为防止冷焊时由于冷却过用奥137电焊条(原补焊用新结507电焊条)，这也快产生冷裂，因此，导叶要采用涡流加热到80一解决了导叶背面焊缝的防腐问题。奥137电焊条的l0o℃，如图5所示。化学成份见表3，其机械性能见表4。r一—^、，．．—弋2．3导叶与焊条性能比较焊条强度大于导叶，可满足导叶需要：由于利用不锈钢焊条，其塑性及韧性