大型導(dǎo)葉接力器活塞桿拉傷處理工藝探討

呂 玉 忠， 馬 云 川

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081)

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大型導(dǎo)葉接力器活塞桿拉傷處理工藝探討

呂 玉 忠， 馬 云 川

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081)

介紹了觀音巖水電站2#機(jī)組導(dǎo)葉接力器活塞桿意外嚴(yán)重拉傷后采取的處理工藝控制過程，保證了接力器的安全運(yùn)行，避免了接力器更換，節(jié)省了工期，為大型水電站同類問題的處理提供了方法及工藝控制經(jīng)驗(yàn)。

接力器；活塞桿；鎖定；拉傷；堆焊；打磨；拋光；觀音巖水電站

1 概 述

觀音巖水電站2#機(jī)導(dǎo)葉接力器在機(jī)組進(jìn)行開關(guān)機(jī)流程調(diào)試過程中，因自動液壓鎖定意外投入鎖在接力器活塞桿上，導(dǎo)致接力器在操作導(dǎo)葉開關(guān)過程中活塞桿與鎖定發(fā)生了嚴(yán)重摩擦，使接力器活塞桿上部呈條狀拉傷。拉傷長度達(dá)400mm，深度達(dá)6mm，寬度達(dá)40mm，在給接力器充入壓力油后，接力器后缸蓋密封，順著活塞桿拉傷部位向外呈噴射狀漏油。因現(xiàn)場無新接力器更換，經(jīng)研究后決定在現(xiàn)場對接力器活塞桿拉傷部位進(jìn)行堆焊處理。

2 針對活塞桿拉傷采取的處理工藝

2.1 接力器工作原理

觀音巖水電站活塞桿拉傷的接力器為帶自動液壓鎖定裝置的關(guān)閉鎖接力器，接力器結(jié)構(gòu)形式見圖1，為典型的前后雙支點(diǎn)接力器。在工作中操作調(diào)速器使導(dǎo)葉接力器開啟腔與壓力油接通，同時(shí)關(guān)閉腔與排油接通，則接力器活塞向后運(yùn)動并帶動控制環(huán)，通過導(dǎo)葉連桿及導(dǎo)葉臂操作活動導(dǎo)水葉向開啟方向運(yùn)動，從而打開流道向水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪供壓力水。當(dāng)調(diào)速器壓力油與接力器關(guān)閉腔接通、同時(shí)接力器開啟腔與排油接通后，接力器活塞向前運(yùn)動，從而關(guān)閉活動導(dǎo)水葉。當(dāng)接力器活塞達(dá)到全關(guān)位置時(shí)，通過程序控制給自動液壓鎖定裝置上腔供油，下腔接通排油，讓鎖定下落至接力器活塞桿后端部以擋住活塞桿，可防止接力器活塞在失壓或誤操作時(shí)打開導(dǎo)水葉而釀成事故。

圖1 接力器結(jié)構(gòu)圖

接力器活塞桿被鎖定拉傷部位見圖1，調(diào)整板與后缸蓋間即為接力器自動液壓鎖定。

2.2 處理前的準(zhǔn)備

(1)接力器活塞桿外徑加工尺寸為φ280H7/f7，根據(jù)該尺寸設(shè)計(jì)接力器活塞桿外圓形狀檢查用樣板。樣板為半圓形，采用不銹鋼法蘭加工制作，厚度約為10mm，內(nèi)徑尺寸為R140-0.15(Ra0.8)，兩側(cè)進(jìn)行倒角以便于檢查操作。具體形式見圖2。

樣板加工完成后，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)內(nèi)弧面并未達(dá)到所需要的表面光潔度，同時(shí)在與活塞桿試配合時(shí)發(fā)現(xiàn)其間隙偏小，無法正常滑移檢查。因此，先用φ100角向磨光機(jī)及拋光片對表面毛剌以及樣板兩側(cè)倒角部位進(jìn)行打磨處理，再通過與活塞桿無損傷部位進(jìn)行配合檢查，將內(nèi)弧面與活塞桿發(fā)卡的地方打磨光滑，直至樣板與活塞桿配合良好為止。

圖2 活塞桿檢查用樣板加工示意圖

(2)拆除接力器自動液壓鎖定裝置，為活塞桿處理留出足夠的操作空間，清理出作業(yè)場地并在適當(dāng)部位布置足夠的手持式滅火器。

(3)準(zhǔn)備一臺氬弧焊機(jī)，根據(jù)現(xiàn)場條件和接力器活塞桿的材質(zhì)情況初步選用ER308Lφ1.2不銹鋼焊絲進(jìn)行焊接。

(4)用φ100角向磨光機(jī)將活塞桿拉傷部位的毛剌打磨干凈，防止對接力器端部密封造成二次損傷。打磨完成后，將活塞桿清洗干凈。

(5)利用調(diào)速器油壓裝置，將接力器活塞推向外端，使活塞桿后端處于接力器鎖定部位以便于焊接處理?；钊麠U移動到位后，切斷操作油源、防止誤操作，以保證安全。

2.3 活塞桿的焊接及處理

(1)用酒精仔細(xì)將活塞桿需要焊接的部位清洗干凈，將焊道內(nèi)部的毛剌打磨、處理干凈，以免影響焊接質(zhì)量。

(2)為操作方便，自后端向前端畫出焊接分段部位，控制每次的焊接長度約為80～100mm。焊接時(shí)，遵循由前向后開始焊接、由拉傷部位中間向兩側(cè)擴(kuò)散焊接、由拉傷深度最深部位向淺區(qū)焊接的順序原則。

(3)在焊接過程中，使用紅外線測溫儀嚴(yán)密注意活塞桿熱影響區(qū)及影響區(qū)以外100mm范圍內(nèi)的溫度上升情況。當(dāng)溫度上升超過80 ℃時(shí)則停止焊接，待活塞桿自然冷卻至溫度不超過50 ℃時(shí)再行焊接。

(4)焊接堆高至超過活塞桿正常工作面約0.5mm時(shí)停止焊接。

(5)正式焊接前，用干凈的白布在活塞桿與接力器后缸蓋密封部位緾繞一圈，做好防護(hù)工作。

(6)待活塞桿自然冷卻至50 ℃以下時(shí)，用φ100角向磨光機(jī)及拋光片自上向下、自中間向兩側(cè)打磨堆焊部位。當(dāng)初步打磨至表面光滑后，再用樣板對打磨面進(jìn)行檢查以確定剩余打磨量。確定剩余打磨量后，再對打磨部位進(jìn)行細(xì)致的打磨。采用邊打磨、邊檢查的方式，對打磨部位及打磨量進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?/p>

(7)當(dāng)打磨剩余量約為0.05～0.1mm時(shí)，停止打磨。采用毛氈拋光片加研磨膏的方式，對處理部位進(jìn)行精細(xì)研磨拋光處理。通過研磨處理后的接力器活塞桿表面光潔度約為Ra0.8左右，表面形狀偏差不超過0.06mm。

(8)打磨處理完成后，將處理部位清理干凈。打開調(diào)速器供油閥，緩慢開啟接力器，使拉傷部位順序露出油缸。將每次接力器動作距離控制在80～100 mm左右，以便于處理控制。

(9)再次按照項(xiàng)(1)～(8)項(xiàng)的處理程序?qū)β冻龆谓恿ζ骰钊麠U進(jìn)行堆焊及打磨、拋光處理，直至接力器活塞桿受損部位全部處理合格為止。采用PT方式，對接力器活塞桿處理部位進(jìn)行表面檢查，未發(fā)現(xiàn)裂紋等焊接缺欠。

(10)對接力器處理部位及外露部位進(jìn)行全面的清掃、清洗。打開調(diào)速器，采用逐級加壓的方式，緩慢操作接力器向關(guān)導(dǎo)葉方向運(yùn)動，檢查接力器活塞的運(yùn)行情況以及端部密封的漏油情況，直至其滿足要求。

3 接力器活塞桿處理后的效果

觀音巖水電站2#機(jī)組導(dǎo)葉接力器在處理完成并通過檢查確認(rèn)后，正式投入額定壓力油進(jìn)行動作試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)端部密封部位基本沒有漏油情況，僅隨著活塞桿向外側(cè)運(yùn)行時(shí)其表面會帶出極少量的油膜。觀音巖水電站2#機(jī)組已于2015年4月正式投產(chǎn)發(fā)電，至今已經(jīng)安全運(yùn)行達(dá)10個(gè)月，接力器運(yùn)行情況穩(wěn)定，密封正常。

4 結(jié) 語

通過對觀音巖水電站2#機(jī)組導(dǎo)葉接力器活塞桿表面嚴(yán)重拉傷處理工藝的制定并嚴(yán)格實(shí)施控制，圓滿完成了接力器活塞桿的處理工作，達(dá)到了預(yù)期的處理效果，同時(shí)避免了拆除、更換接力器，為2#機(jī)組的按期投產(chǎn)發(fā)電贏得了寶貴的時(shí)間，整個(gè)處理工藝成功、有效，同時(shí)也為機(jī)組長期安全穩(wěn)定運(yùn)行打下了良好的基礎(chǔ)，間接為業(yè)主贏得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，為大型機(jī)組類似問題的處理積累了經(jīng)驗(yàn)，提供了借鑒。

為減少和避免同類型機(jī)組接力器在調(diào)試過程中發(fā)生類似問題，筆者提出以下建議：

(1)調(diào)試前期，為保證不發(fā)生誤動作釀成事故，建議先將鎖定裝置解開，不參與調(diào)試工作。在接力器所有調(diào)試均完成后再投入鎖定裝置進(jìn)行聯(lián)動試驗(yàn)，且試驗(yàn)時(shí)現(xiàn)場應(yīng)安排專人進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)視，如有異動則立即停止操作。

(2)建議設(shè)計(jì)及廠家在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)即考慮增加鎖定投入閉鎖判定，在接力器活塞桿動作未到位的情況下，不允許投入鎖定裝置，以避免鎖定與活塞桿發(fā)生擦掛。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2016-11-03

TV7;TV734。4；TV

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1001-2184(2016)06-0067-02

呂玉忠(1976-)，男，四川彭州人，項(xiàng)目副經(jīng)理兼總工程師，工程師，從事水利水電工程機(jī)電設(shè)備安裝技術(shù)與管理工作；

馬云川(1981-)，女，四川樂山人，助理工程師，從事水利水電工程機(jī)電設(shè)備安裝技術(shù)工作.