工業(yè)膠復(fù)印成型法在劉老澗抽水站檢修中的應(yīng)用

袁鳳友 薦威

（江蘇省駱運(yùn)水利工程管理處, 江蘇 宿遷 223800）

一、劉老澗抽水站概況

劉老澗抽水站位于江蘇宿遷境內(nèi)的中運(yùn)河上，是江水北調(diào)第五梯級(jí)站，淮水北調(diào)第二梯級(jí)站。它直接抽引泗陽(yáng)站送來(lái)的江水、淮水，沿中運(yùn)河北調(diào)，并補(bǔ)給劉老澗閘上中運(yùn)河航運(yùn)和兩岸工農(nóng)業(yè)用水。豐水季節(jié)可利用下泄洪水使機(jī)組反向發(fā)電。

該站裝設(shè)3100ZLQ38－4.2型井筒分段式全調(diào)節(jié)軸流泵和TL2200－40/3250大型立式同步電機(jī)4套，總裝機(jī)容量為8800kW，設(shè)計(jì)流量為150m3/s。

二、水泵的結(jié)構(gòu)

劉老澗抽水站的水泵為井筒式軸流泵結(jié)構(gòu)，如圖1。水泵泵體由座（底座、下座、中座、上座)、葉輪外殼(上、下)、導(dǎo)葉體、彎管、頂蓋等部件組成。底座埋入混凝土中, 是進(jìn)水流道與葉輪外殼(下) 之間的過(guò)渡件。下座用來(lái)支撐葉輪外殼下半部分, 導(dǎo)葉體與葉輪外殼上半部分的重量由中座來(lái)支撐, 彎管與頂蓋的重量由上座來(lái)支撐。

葉輪外殼分上下兩半沿葉輪中心水平剖分,上、下葉輪外殼在剖分處僅用止口作徑向定位, 軸向不聯(lián)接, 葉輪下外殼固定在下座上、葉輪上外殼與導(dǎo)葉體下端聯(lián)接。導(dǎo)葉體用螺栓固定在座上。

三、存在的問(wèn)題

劉老澗抽水站建成于1996年，其易損件是上下外殼及葉輪，主要問(wèn)題是水流造成的氣蝕或沖蝕磨損。在2007年檢修3號(hào)機(jī)組更換下外殼時(shí)，發(fā)現(xiàn)下座法蘭面的磨損十分嚴(yán)重，并呈不均勻分布。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)下座與下外殼法蘭的聯(lián)接螺栓松動(dòng)，螺栓已失去作用，下外殼成自由狀態(tài)，所以抽水或泄洪發(fā)電時(shí)，旋轉(zhuǎn)的水流對(duì)下外殼產(chǎn)生巨大的扭轉(zhuǎn)力矩，下外殼法蘭在下座上產(chǎn)生滑動(dòng)，滑動(dòng)方向隨抽水或泄洪的改變而改變，最終造成下座法蘭面的嚴(yán)重磨損。當(dāng)更換新下外殼后，兩法蘭面間隙達(dá)10 ～ 20mm，下座已無(wú)定位基準(zhǔn)，下外殼無(wú)法與下座進(jìn)行正常安裝，如圖2。

四、確定檢修定位安裝方案

針對(duì)下座存在的問(wèn)題，檢修人員提出了二種解決方案：

方案一，堆焊修補(bǔ)下座磨損部位，焊后手工打磨。該方案存在三個(gè)問(wèn)題，一是打磨工作量大，二是打磨無(wú)法達(dá)到要求的精度，三是焊后下座有可能產(chǎn)生變形。

方案二，墊金屬墊片。該方案存在二個(gè)難題，一是難以保證精度，二是難以確保墊得可靠密實(shí)。

結(jié)合以上兩種方案，該站領(lǐng)導(dǎo)與技術(shù)人員經(jīng)認(rèn)真研究，認(rèn)為雖能勉強(qiáng)施工，但不能保證檢修質(zhì)量，遂放棄了以上方案。后經(jīng)網(wǎng)上咨詢與認(rèn)真比對(duì)，決定使用高抗壓強(qiáng)度的修補(bǔ)劑，采用復(fù)印成形法修復(fù)下座的磨損。簡(jiǎn)單說(shuō)，該方案是將修補(bǔ)劑涂敷于下座法蘭面，將下外殼吊裝到要求的位置，通過(guò)擠壓膠液并調(diào)整好下外殼的位置精度，待修補(bǔ)劑完全固化后，最后緊固聯(lián)接螺栓，從而實(shí)現(xiàn)定位與可靠安裝的目的。

復(fù)印成形法方案的優(yōu)勢(shì)是：定位精度高，操作簡(jiǎn)單，維修周期短，100%填充間隙，能保證下殼體與下座的穩(wěn)固定位。

修補(bǔ)材料確定為T(mén)S2111超級(jí)金屬修補(bǔ)劑，該材料有四方面的優(yōu)勢(shì)：一是抗壓強(qiáng)度高（達(dá)170MPa），承載下外殼安全可靠；二是冬季施工操作性好，在現(xiàn)場(chǎng)溫度2 ～ 8℃的環(huán)境下，調(diào)膠和涂膠仍比較方便；三是觸變性好，適合在下座法蘭面上涂敷較厚的膠層；四是可操作時(shí)間長(zhǎng)（60～ 90分鐘），在大量用膠時(shí)，有足夠的涂膠時(shí)間。

五、維修工藝

1.預(yù)調(diào)整下外殼的位置精度

調(diào)整下外殼與中座的同心度。因下座已無(wú)定位基準(zhǔn)，故以中座基準(zhǔn)為參考。方法是先找出中座的中心，再用吊線法檢查下外殼，下外殼四周用四個(gè)千斤頂進(jìn)行調(diào)整。

調(diào)整下外殼的水平方位和高度。在下外殼法蘭面上預(yù)加工4個(gè)M36螺紋孔，用4個(gè)M36螺栓調(diào)整下座的水平和垂直高度。

2.加工緊固螺紋孔、定位銷(xiāo)孔

當(dāng)下外殼的同心度、水平度和垂直高度調(diào)整好后，將4個(gè)M36的調(diào)整螺栓做上記號(hào)，防止其變動(dòng)；在下外殼和下座上加工4個(gè)定位銷(xiāo)孔，并在下座上新加工24個(gè)M24的聯(lián)接螺栓孔。

3.準(zhǔn)備泡沫海綿，在各定位銷(xiāo)孔、螺栓孔處進(jìn)行保護(hù)。聯(lián)接螺栓孔處擰上M24的雙頭螺栓。

4.下座法蘭面除銹、除油，并涂敷足夠厚度的TS2111修補(bǔ)劑。

5.下外殼法蘭面上噴1731脫模劑，將其吊裝入位，安裝定位銷(xiāo)，靠其自重將膠液擠壓到位。

6.初固后，用碘鎢燈加溫固化，完全固化后，拆下雙頭螺栓，換上M24的聯(lián)接螺栓進(jìn)行緊固。

六、結(jié)束語(yǔ)

2007年11月20日在3號(hào)機(jī)組實(shí)施了工業(yè)膠復(fù)印成型法維修。通過(guò)1年多的運(yùn)行，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多次測(cè)試，各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)均達(dá)到原設(shè)計(jì)要求，機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)、噪音低、振動(dòng)小，進(jìn)、出水流流態(tài)良好， 為其它同類(lèi)機(jī)組維修積累了經(jīng)驗(yàn)。