水輪發(fā)電機(jī)尾水底板脫落缺陷分析及處理

摘 要：針對水力發(fā)電廠尾水底板脫落的情況進(jìn)行了梳理，結(jié)合我廠二級尾水底板脫落的實(shí)際情況，分析其產(chǎn)生的原因提出了缺陷處理的方法并制定了防范措施，為機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

關(guān)鍵詞：尾水底板；脫落缺陷；原因分析；修復(fù)

中圖分類號：TV734.2+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）35-0116-01

2017年3月份，我們廠在對二級電廠1號機(jī)小修時，發(fā)現(xiàn)尾水門落下后，關(guān)閉不嚴(yán)，尾水人孔門打開后，有2m深左右的水看不到底部，尾水水位抽不下去，沒辦法進(jìn)行水輪機(jī)整體檢查。如果不找到尾水水位抽不下去的原因那么以后將無法進(jìn)行A修或B修，機(jī)組進(jìn)行不了正常檢修，對機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行就有了巨大隱患。

1 原因排查及分析

經(jīng)潛水員檢查發(fā)現(xiàn)，是有鋼板卡在尾水閘門槽內(nèi)，致使尾水門落不到位，造成大量漏水。潛水員將尾水閘門槽內(nèi)鋼板清除后，工作人員抽干尾水后下去進(jìn)行全面徹底的檢查，發(fā)現(xiàn)原來是尾水底板大約有22m2已經(jīng)脫落，有幾塊卡在尾水閘門槽內(nèi)，致使尾水閘門落不到底，造成大量漏水。還有一些底板有裂紋將要脫落。經(jīng)過大家認(rèn)真的現(xiàn)場檢查分析，認(rèn)為造成這些焊接底板脫落的主要原因是在當(dāng)時施工時，時間緊任務(wù)重底板下的混凝土沒有澆實(shí)。在發(fā)電以后，由于負(fù)荷的不斷調(diào)整，尾水底板在不停地交替巨大水壓作用下造成金屬疲勞，使焊接鋼板的焊縫慢慢產(chǎn)生裂紋的，進(jìn)而形成鋼板撕裂，隨著時間的推移，就造成了尾水底板大面積脫落。這是一個重大缺陷，廠里組織召開了現(xiàn)場分析會，征集了各位專家的意見，制定了修復(fù)尾水底板的方案和措施交給了檢修機(jī)械班來完成這次任務(wù)，大家一起仔細(xì)研究具體的施工方案，勘察現(xiàn)場實(shí)際情況，制定出了比較完善的施工方案和進(jìn)度，使機(jī)組早日安全穩(wěn)定的發(fā)電。

2 施工方案

2.1 在尾水管椎管斷修擋水圍堰

因?yàn)樵趯?shí)際的鋼板焊接的工作過程中，必須在距離焊接底板1m的位置修建長15m左右的擋水圍堰，計(jì)算大約要用80個防洪沙袋，之后再用塑料布和粘土做好堵漏工作。

2.2 鋼板、水泥等材料的運(yùn)輸

因?yàn)樵谖菜倒軆?nèi)施工，只有尾水椎管人孔門可以進(jìn)出別的地方進(jìn)不去。鋼板水泥等材料只能通過直徑60cm的人孔門進(jìn)行運(yùn)輸。人孔門到底板處有10m左右，焊接鋼板的搬運(yùn)非常困難，如圖1的示意圖可以看出，鋼板是能通過尾水門的最大尺寸了，如果鋼板太小，拼接的焊縫就比較多，焊接應(yīng)力就比較大，消除不好，容易造成裂紋。鋼板太大，尾水門根本放不進(jìn)去。就這樣大家群策群力用了很多辦法，從蝸殼人孔內(nèi)進(jìn)入，打好安全帶，把導(dǎo)葉全部打開，利用轉(zhuǎn)輪的空隙放下繩索找正位置輔助吊裝，保證了鋼板的順利的吊入，未發(fā)生不安全現(xiàn)象。

2.3 對尾水底板修型

對將要脫落的鋼板進(jìn)行了整體修型，不規(guī)則的邊角也進(jìn)行修正。這樣鋼板才能整體一塊一塊的焊接，從圖1的示意圖可以看出為使得能與鋼板進(jìn)行對接便于焊接工作，同時把其他有裂紋的底板一并割除，消除存在有缺陷得底板。

2.4 對尾水底板未沖毀部分進(jìn)行加工鉚固

為了增加加固未被水沖毀的底板的牢固強(qiáng)度，使用？準(zhǔn)20的膨脹螺栓進(jìn)行鉚固如圖1所示。距離大概30cm一個，如果相連的部分底板空的比較多，可以多增加膨脹螺栓固定，我們先使用磁力鉆預(yù)先打穿鋼板，然后使用沖擊鉆在混凝土打孔。安裝膨脹螺栓均勻分布使其成為一個整體。最后全部和底部鋼板焊接在一起，形成一個牢固的整體。

2.5 對缺失鋼板的拼接安裝焊接

鋼板先在外邊預(yù)制好，四周打坡口，如圖1所示。然后鋼板一塊一塊的進(jìn)行對接，點(diǎn)焊固定好。然后進(jìn)行整體焊接，在焊接的過程中嚴(yán)格按照預(yù)先制定的焊接工藝進(jìn)行：①選擇強(qiáng)度等級為506或507級的焊條，并烘干300℃保溫3h以上。②分段退焊法。③先橫焊后縱焊。④安裝間隙大的的地方必須嚴(yán)格對根部清根處理。⑤焊接過程中，不停用圓頭小錘敲擊焊縫消除應(yīng)力。⑥同時對焊接鋼板的焊接熱影響區(qū)進(jìn)行用重錘錘擊鋼板以消除延遲熱裂紋。

2.6 底板焊接完成后必須打錨孔，打錨桿灌水泥漿錨固

如圖2所示，首先是錨桿的制作用？準(zhǔn)28的螺紋鋼長度500mm，一端開100mm的口，制作相應(yīng)的楔子長度80mm，寬20mm，一頭8mm（見圖2）。

①使用磁力鉆預(yù)先打穿鋼板，鉆孔直徑為32～34mm。②再使用風(fēng)鉆機(jī)打孔，在混凝土上開孔，要求孔的直徑30mm，孔深450mm，打好以后先把楔子插入錨桿下部，放入錨桿孔內(nèi)。用18磅大榔頭打緊使楔子完全漲開，錨桿與混凝土牢固扎根形成一個整體。③灌入高標(biāo)號的混凝土漿，凝固后再把凸出底板平面的錨桿割除封焊，使錨桿和鋼板焊接為一個整體，整體焊接完畢以后，在上游斜坡處用榔頭敲擊找出有空的底板，根據(jù)現(xiàn)場位置出開三個直徑50mm的孔，在下游側(cè)根據(jù)實(shí)際位置開3個直徑20mm的排氣孔，從上游開孔處向底板內(nèi)部整體打壓灌水泥漿，使鋼板與混凝土密實(shí)接觸，不留空隙，直到各個排氣孔都流出混凝土漿，停2h，再重復(fù)上述工作，3～4次后直到焊接的底板與基礎(chǔ)混凝土完全的密實(shí)的結(jié)合沒有空隙。④再把這幾個孔進(jìn)行封焊處理，全面外觀檢查各個焊縫，有無夾渣、裂紋、未焊透未融合等外觀缺陷，檢查處理合格后，再經(jīng)過著色滲透檢查合格。現(xiàn)場全部檢查完畢后，拆除圍堰清理雜物打掃現(xiàn)場?；謴?fù)安全措施，機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電。

經(jīng)過大家的共同努力我們連續(xù)用了15d的時間，圓滿完成了這次缺陷處理，為廠里爭取了發(fā)電時間，也為機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障，同時也為我們檢修人員以后處理類似缺陷，提供了寶貴的工作經(jīng)驗(yàn)，為以后安全生產(chǎn)奠定了牢固的基礎(chǔ)。經(jīng)過一年半的實(shí)際運(yùn)行，現(xiàn)場實(shí)際檢查2次，未發(fā)現(xiàn)有任何的脫焊、中空的現(xiàn)象發(fā)生，尾水底板完好。機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)。

參考文獻(xiàn)

[1]謝海濤.桃園水電站尾水管里襯安裝工藝淺析.科學(xué)時代，2013.

[2]韋彩新，羅赤橙，張雙全.東江電廠水輪機(jī)尾水里襯破壞原因初探.華中科技大學(xué)學(xué)報(bào).（自然科學(xué)版），2003.

收稿日期：2018-11-9