特克斯河山口水電站轉(zhuǎn)輪探傷缺陷處理實例

【摘要】新疆特克斯河山口水電站簡介，使用探傷方法及發(fā)現(xiàn)缺陷介紹，工藝描述及缺陷處理結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】缺陷；返修工藝；處理結(jié)果

前言

新疆特克斯河山口水電站水輪發(fā)電機(jī)組為立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)三臺，機(jī)組額定轉(zhuǎn)速111.1r/min，水輪機(jī)型號HLA551C-LJ-450，額定出力47MW；轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑450 cm，轉(zhuǎn)輪材質(zhì)0Cr13Ni5Mo，按照廠家工藝可用M831A焊條進(jìn)行補(bǔ)焊工作。水輪發(fā)電機(jī)組由哈爾濱電機(jī)有限責(zé)任公司制造，設(shè)備的安裝調(diào)試由新疆匯通水利水電公司完成，機(jī)組于2010年8月并網(wǎng)發(fā)電。2014年2月至今已先后按照伊河電力公司主管部門制定檢修計劃分別對G1、G2、G3三臺機(jī)組進(jìn)行了檢查性大修工作，檢修工作由伊河電力檢修分公司承擔(dān)完成，試驗工作由電力試驗研究所聯(lián)合檢修分公司共同完成。2016年10月20日至2016年12月15日期間完成了特克斯河山口G2機(jī)組的檢修及試驗工作。本實例即出自此次檢修工作中現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)處理缺陷。

一、缺陷情況介紹

G2機(jī)組轉(zhuǎn)輪吊出后依照施工平面布置圖安置在檢修轉(zhuǎn)輪指定區(qū)域后依照工藝進(jìn)行了探傷檢查。具體檢測方法為采用溶劑去除型滲透檢測進(jìn)行100%的PT檢測，檢測部位為轉(zhuǎn)輪焊接區(qū)域及臨近區(qū)域。現(xiàn)場11℃環(huán)境溫度下進(jìn)行靈敏度測試無異常后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)上冠出水口母材區(qū)有一直徑10mm圓形氣孔缺陷（二次檢查同為此缺陷顯示）。依照下表質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)判定該缺陷為超標(biāo)缺陷，需按照工藝進(jìn)行返修。注：本單位現(xiàn)場采用下表中Ⅱ級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗收。

二、山口水電站轉(zhuǎn)輪返修工藝

2.1現(xiàn)場進(jìn)行試塊靈敏度檢查后首先對轉(zhuǎn)輪葉片焊接區(qū)域及相鄰左右各10cm熱影響區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行光潔表面準(zhǔn)備工作。具體為使用內(nèi)圓磨光機(jī)、拋光頭對轉(zhuǎn)輪葉片焊接區(qū)域及熱影響區(qū)范圍內(nèi)的銹蝕、水垢等進(jìn)行打磨清掃處理。

2.2準(zhǔn)備好光潔表面后即可使用強(qiáng)光手電進(jìn)行視檢，對發(fā)現(xiàn)的表面開口缺陷進(jìn)行標(biāo)注并做好記錄，以便于在后續(xù)的100%滲透檢測中重點(diǎn)進(jìn)行缺陷的判定工作。

2.3對轉(zhuǎn)輪葉片焊接區(qū)域及熱影響區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行100%滲透檢測。待顯影劑完全達(dá)到顯像時間后現(xiàn)場進(jìn)行檢查與分析，對于發(fā)現(xiàn)的疑似缺陷的分布、尺寸及性質(zhì)進(jìn)行初步的確認(rèn)并做好相應(yīng)的記錄。對于疑似缺陷處應(yīng)進(jìn)行二次滲透檢測，若檢查結(jié)果同樣判定為缺陷方可對缺陷進(jìn)行定性同時也要做好記錄。該記錄既是返修的依據(jù)，同時也是確定返修工期的依據(jù)。

2.4現(xiàn)場根據(jù)缺陷的具體情況應(yīng)選擇合適、合理的缺陷清根方式：

（1）對于表面開口的裂紋缺陷現(xiàn)場常選用電動打磨工具進(jìn)行清根工作。本次實例中采用100、125型角磨機(jī)和內(nèi)圓磨光機(jī)進(jìn)行打磨清根。

（2）對于檢查出的缺陷顯示長度較長的未貫穿或貫穿的裂紋，注意要選用“先在兩端端部打眼，然后再分段打磨清根”的方法。具體為找到缺陷顯示的兩端后操作100、125型角磨機(jī)和內(nèi)圓磨光機(jī)進(jìn)行打磨清根，過程中應(yīng)留有充足的余量，防止由于打磨過程中受力過于集中導(dǎo)致缺陷進(jìn)一步擴(kuò)展，無法徹底清根。

2.5確定缺陷已清根徹底后，現(xiàn)場準(zhǔn)備出焊接坡口，焊接坡口嚴(yán)格控制在40°～45°范圍內(nèi)，具體深度則根據(jù)現(xiàn)場清根處理的世紀(jì)情況決定。

2.6焊接方法：根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的條件，一般選擇采用手工電弧焊的焊接方法。

2.7焊接材料：現(xiàn)場選用M831A焊條（不銹鋼焊條）。

2.8補(bǔ)焊過程

（1）首先使用白布與清洗劑將焊接中產(chǎn)生的所有污物及雜質(zhì)全部清理干凈。

（2）預(yù)熱階段：對要進(jìn)行補(bǔ)焊的區(qū)域及其周邊左右約10cm的熱影響區(qū)的母材應(yīng)進(jìn)行持續(xù)預(yù)熱操作且在焊接中要保證該區(qū)域溫度要高于100℃，現(xiàn)場根據(jù)加熱區(qū)域進(jìn)行選擇通常采取電熱器加熱的方法為主（大面積補(bǔ)焊情況應(yīng)采用此方法），若遇到加熱區(qū)域狹小無法放置加熱器或由于缺陷較小局部補(bǔ)焊操作時則多采用火焰加熱的方法（小面積、局部補(bǔ)焊處理情況宜采用此法）進(jìn)行加熱操作。

（3）現(xiàn)場焊接操作中，應(yīng)分層進(jìn)行焊接且要嚴(yán)格掌握每層溫度不得超過170℃，同時在每層焊接結(jié)束后應(yīng)及時進(jìn)行錘擊目的是完全釋放焊接中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。

（4）焊接中每層之間的起弧點(diǎn)要控制好距離，一般至少隔開50mm距離。起弧處應(yīng)使用合適的角磨機(jī)、內(nèi)圓磨光機(jī)進(jìn)行打磨或拋光處理。

（5）對于過流部件轉(zhuǎn)輪及其葉片來說，表面的圓順和光滑非常重要。補(bǔ)焊操作完成后應(yīng)及時進(jìn)行表面葉型光滑度檢查，對于發(fā)現(xiàn)的凹坑與凸臺要繼續(xù)進(jìn)行補(bǔ)焊、打磨處理。處理結(jié)果禁止有應(yīng)力集中的情況。

（6）對于補(bǔ)焊處理完成的區(qū)域需嚴(yán)格按照工藝進(jìn)行復(fù)探，要求檢測結(jié)果滿足驗收標(biāo)準(zhǔn)否則需重新按照工藝處理。

三、焊后檢查與打磨

3.1補(bǔ)焊工作完成后就要進(jìn)行表面打磨工作，此時為防止機(jī)械打磨過量故打磨工作宜選用內(nèi)圓磨光機(jī)進(jìn)行。對于檢查中發(fā)現(xiàn)的未焊透、凹坑、咬邊等焊接缺陷需按工藝再次進(jìn)行處理直至合格。修復(fù)后對轉(zhuǎn)輪進(jìn)行全面檢查，并對高應(yīng)力部位如葉片進(jìn)水口、出水口處進(jìn)行滲透探傷檢查。

3.2 使用自制樣板檢查焊縫外觀尺寸，對照圖紙檢查，確保過渡圓角光滑符合要求。

3.3 對轉(zhuǎn)輪的流道表面要進(jìn)行打磨和拋光，打磨和拋光工作宜選用內(nèi)圓磨光機(jī)進(jìn)行，三角塊與葉片本體的過渡要光滑，采用輔助檢查樣板，使各葉片形狀一致。所有補(bǔ)焊區(qū)域及出水邊高應(yīng)力區(qū)使用內(nèi)圓磨光機(jī)進(jìn)行打磨并拋光，使其粗糙度達(dá)到Ra3.2-Ra1.6的要求。

四、處理結(jié)果：

依據(jù)山口水電站轉(zhuǎn)輪返修工藝對該處缺陷進(jìn)行處理及復(fù)探結(jié)果如下：使用100型角磨機(jī)、內(nèi)圓磨光機(jī)對超標(biāo)缺陷進(jìn)行了清根處理，打磨至一長35mm，寬20mm，深度10mm深槽后缺陷顯示徹底消失。現(xiàn)場依照上述工藝進(jìn)行了分層補(bǔ)焊、表面打磨處理后復(fù)探結(jié)果合格。