导叶裂纹原因分析及处理方法
裂纹原因分析报告
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裂纹原因分析报告1. 背景介绍裂纹是物体表面或内部出现的细微断裂,可能会导致物体的破坏或失效。
在工程领域中,对于裂纹的原因分析十分重要,以便采取适当的措施来预防和修复裂纹。
本文将通过一系列步骤,对裂纹的原因进行分析,并提供解决方案。
2. 数据收集在进行裂纹原因分析之前,需要收集相关的数据和信息。
这些数据可以包括物体的历史记录、使用环境、操作条件、材料特性等。
通过收集充分的数据,可以更好地理解裂纹形成的背景和条件。
3. 观察和检测观察和检测是裂纹原因分析的关键步骤之一。
需要对物体进行仔细的观察,并使用适当的检测工具来检测裂纹的形态和位置。
这可能包括使用显微镜、探伤仪器或其他非破坏性检测方法。
4. 裂纹形态分析在观察和检测的基础上,对裂纹的形态进行分析。
裂纹的形态可以提供有关裂纹的起源和扩展方式的重要线索。
需要注意裂纹的长度、深度、形状以及是否存在支裂纹等特征。
5. 材料分析裂纹的形成和扩展通常与材料的性质和特性有关。
在这一步骤中,需要对裂纹周围的材料进行分析。
可以对材料的组成、硬度、强度等进行测试,以确定是否存在材料缺陷或异常。
6. 应力分析裂纹的形成和扩展与物体所受的应力有关。
在这一步骤中,需要对物体受力情况进行分析。
可以使用有限元分析等方法,计算和模拟物体在不同应力条件下的行为,以确定裂纹可能的起因。
7. 环境分析物体所处的环境条件也可能对裂纹的形成起到一定的影响。
在环境分析中,需要考虑温度、湿度、腐蚀性物质等因素。
通过分析物体所处的环境条件,可以确定裂纹形成的环境因素。
8. 结果总结通过以上步骤的分析,可以得出裂纹形成的可能原因。
根据分析结果,可以制定相应的解决方案。
可能的解决方案包括材料更换、改变使用条件、增加支撑结构等。
9. 结论裂纹原因分析是预防和修复裂纹的重要步骤。
通过收集数据、观察和检测、裂纹形态分析、材料分析、应力分析和环境分析等步骤,可以找到裂纹形成的原因,并采取相应的措施来解决问题。
水电厂水轮机转轮叶片的裂纹处理及防控
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水电厂水轮机转轮叶片的裂纹处理及防控发表时间:2019-09-19T09:04:31.097Z 来源:《电力设备》2019年第8期作者:陈健[导读] 摘要:在本篇文章中主要将某水电厂中的水轮机组作为实例,在针对水轮机组展开日常检修时,利用超声波技术探测出转轮叶片上存有裂纹,深入分析水轮机组中转轮叶片出现裂纹的主要原因,进而针对裂纹提出科学、有效的处理方式与防控对策,旨在为相关人员提供微薄的参考依据。
(松花江水力发电有限公司吉林丰满发电厂 132108)摘要:在本篇文章中主要将某水电厂中的水轮机组作为实例,在针对水轮机组展开日常检修时,利用超声波技术探测出转轮叶片上存有裂纹,深入分析水轮机组中转轮叶片出现裂纹的主要原因,进而针对裂纹提出科学、有效的处理方式与防控对策,旨在为相关人员提供微薄的参考依据。
关键词:水电厂;水轮机转轮叶片;裂纹处理及防控在某水电厂中一共具备15台水轮机组,总容量约在63万kw左右平均每台机组的实际容量约为4.2万kw左右,整个水电厂属于较为综合的电厂,将灌溉、航运以及发电等集于一体。
其中出现裂纹问题的水轮机组型号是GZ932-WP-750,转轮的直径约为7.5m,额定流量约为492m³/s左右,在整个水轮机的转轮上共有四个叶片,材质为马氏体的不锈钢并通过真空的精密方法所制作。
在相关人员针对所有水轮机组展开日常检查时,通过超声波技术探测出所有机组中的三组都存有不同程度的裂纹,这些裂纹不仅会影响叶片的正常运行,还会对整个机组的实际运作造成直接影响。
一、水电厂水轮机转轮叶片出现裂纹的主要原因在日常检查中探测出水轮机组中的转轮叶片上存有裂纹状况后,某水电厂立即停止了水轮机组的运行,并针对裂纹出现的主要原因展开全面分析,最终发现导致叶片出现裂纹现象的主要原因有以下两方面:第一方面,如果水轮机组处于非最佳情况下或低水头情况下运行的话,就会导致水轮机组的工作状况差,在转轮的出口处水流会逐渐变成环流,这样在水管的尾部会形成旋状的涡带,这种涡带会随着水流而有所移动,如果移动到水管壁的话就会变成压力脉动,最终严重增加水轮机组的振动状况。
运行多年的水轮机活动导叶修复技术方案探索
![运行多年的水轮机活动导叶修复技术方案探索](https://img.taocdn.com/s3/m/868233e3710abb68a98271fe910ef12d2af9a9f1.png)
运行多年的水轮机活动导叶修复技术方案探索摘要:目前国内很多水电站设备即将进入改造阶段,文章以经过多年运行的活动导叶的修复方案,修复过程中出现的问题及方案的完善等为例,说明修复经多年运行后的设备时可能出现的问题及预防措施,供相关人员借鉴,希望能对后续水电站设备改造项目提供有益的参考。
关键词:运行多年活动导叶修复某水电站已运行40多年,电厂计划对水轮发电机组进行改造,其中水轮机活动导叶采用返回制造厂进行修复的改造方案。
由于在修复过程中出现了一些没有提前预料到的事件,因此,过程中对修复方案进行了两次修改完善,最终确保向电厂交付修复合格的活动导叶。
1返修导叶的初始情况原机组活动导叶经多年运行,瓣体表面、端面、出水边均存在不同程度磨蚀,瓣体头部等部位环氧金刚砂涂层大部脱落。
2原定修复方案根据目视检查情况、经验及合同要求,最初制定的活动导叶修复工作主要包括瓣体型面环氧金刚砂涂层清理,瓣体端面及出水边修复,瓣体头部密封槽加工,上、中、下轴颈热套不锈钢套等,活动导叶修复工作完成后参加导水机构厂内整体预装。
活动导叶修复工艺流程大致如下:(1)清理防护。
活动导叶返厂后清理轴颈配合表面,并进行序间防锈。
(2)尺寸复测。
按照活动导叶修复方案图纸要求,测量活动导叶上、中、下轴颈外圆尺寸及活动导叶瓣体长度尺寸等,并反馈设计和工艺。
(3)打磨清理。
采用风铲等工具清理瓣体表面环氧金刚砂涂层。
(4)探伤。
按ASME标准对导叶瓣体作100%MT检测,标记显示的线性缺陷以及当量直径≥Φ5mm、深度≥3mm的凹坑或同等程度其他缺陷,对上述缺陷或凹坑进行清理。
(5)补焊。
对瓣体表面暴露出的明显凹坑进行手工补焊,焊接过程中对缺陷进行分部位,分区域施焊,尽量控制焊接变形。
(6)打磨。
打磨瓣体正、背面补焊部位,随形过渡,线性缺陷打磨后按ASME标准进行MT复探。
(7)重复上述(4)(5)(6)处理步骤,直至合格。
(8)划线。
按照活动导叶修复图纸要求,划出活动导叶瓣体端面加工线和出水边加工线。
1600HLBK导叶体裂纹原因分析及修复焊补处理
![1600HLBK导叶体裂纹原因分析及修复焊补处理](https://img.taocdn.com/s3/m/ea05fae55ef7ba0d4a733ba5.png)
二 、 纹 原 因 分 析 裂
导 叶体 结 构 复 杂 体积 较 大 , 造 和加 工 较 麻 烦 。 灰铸 铁 中碳 以 片 铸
的 V 型坡 L 检 查 坡 口形 状 是 否 符 合 要 求 ; 7; 2 检 查 缺 陷清 除 的部 位 及 附 近 是 否 干 净 , 应 有 影 响 焊 补 质 量 的 ) 不
所 热 室 在 泵 运 行 过 程 中 , 相 当 于 叶 轮 前 盖 板 和 密 封 环 的 作 用 ,材 料 为 等 ; 以 焊 接 接 头 易 出现 的 冷 裂 纹 、 裂 纹 也 是 本 次 焊 接 的 主 要 控 制 固 更应 该 注 意 工 艺 H 2 0 3导 叶 体 : 的压 水 室 , T0 。 . 泵 收集 从 叶轮 出来 的液 体 , 除 从 叶 轮 出 消 对象 . 接下来我们要用镍 基焊接材料进 行焊接是 ,
来 的 液 体 的旋 转运 动 , 液 体 的 动 能转 换 成 压 力 能 . 成 扬 程 , 将 高 执行 。 将 形 并 压 液 体 输送 到 出水 管 , 料 为 HT 0 。 材 2 0 离 心 泵 的 部 件 有 吸入 室 、 轮 、 出 室 、 向力 平 衡 装 置 及 密 封 装 叶 压 轴
并 如 作 用 : 旋 线 与扩 散管 又称 正 导 叶 , 螺 它起 压 出室 的作 用 ; 渡 区 起 转 变 面裂 纹 开 v 形 坡 口 . 进 行 检 查 是 否 彻 底 清 除 , 为 贯 穿 性 的 裂 纹 应 过 液 体 流 向 的作 用 。 由此 可 见导 叶如 存 在 裂 纹 将 对 整 个 水 泵 的性 能 产 生 开双 V 型 的 坡 口 , 困难 部 位 确 实 不 能 彻 底 清 除 的延 伸 性 的 裂 纹 , 对 采 用 裂 纹 端 部 钻 5截 止 裂 孔 的 方式 进 行 ; 缺 陷 部 位 清 除 后 开 6 。 8 。 0 ~ 0 很大的影响。
浅析灯泡贯流式水轮发电机组导叶连杆断裂原因
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浅析灯泡贯流式水轮发电机组导叶连杆断裂原因发布时间:2022-07-15T08:34:15.973Z 来源:《当代电力文化》2022年3月第5期作者:韦宗立阙明贵梁新杰罗家盛[导读] 伴随着社会生活水平的提高,人们对电的需求逐渐加大,电力行业也赢来了发展空间,水电站的出现造福了社会韦宗立阙明贵梁新杰罗家盛广西卓洁电力工程检修有限公司梧州 543000摘要:伴随着社会生活水平的提高,人们对电的需求逐渐加大,电力行业也赢来了发展空间,水电站的出现造福了社会,随着水轮发电机组的发展,其自身的问题逐渐浮现,所以文章介绍了弹簧承载式安全连杆机构的机构、分析导叶连杆断裂的原因,由于水轮发电机组是利用轴向推力来维持旋转速度的,转子高速旋转时便产生离心力。
同时,其在运行过程中受到机械应力等作用,不可避免地使某些零部件出现疲劳等现象,严重情况下将威胁水轮发电机组的安全运行。
关键词:灯泡贯流式水轮机发电机组导叶连杆在水流动的过程中,由于水轮发电机组的技术设计与材料性质等原因或许并不足够满足于实际运行的条件。
而在这种状态下出现的故障是无法被忽略的。
所以本文是为了了解其机理导致出现问题现象,具体对金属构件进行分析并建立起相关理论知识来研究连杆机构失效时存在何种物理因素、具体表现形式及发展规律,为水流过程中导叶连杆断裂提供一定程度上依据。
一、概述在灯泡贯流式水轮机中,导水机构是由内、外配水环、活动导叶、控制环、关闭重锤及连杆,拐臂等组成,在水轮发电机组中导水机构传动装置经常用作活动导叶的保护系统。
现在的水轮发电机组基本采用的是弹簧式安全连杆机构作为活动导叶的保护系统,弹簧承载式安全连杆机构是一种造价低,并且在一定的行程范围内可以自动复位的系统。
弹簧承载式安全连杆机构的使用,对于进水口不设进水阀的灯泡贯流式水轮机机型,可以有效地解决在采用通常的剪断销式车杆保护机构时所带来的问题,即剪断销损坏后不易更换及失去控制的活动导叶在水流冲击下摆动而引起的相邻导叶连杆机构损坏。
水电站水轮机组活动导叶裂纹原因与处理措施
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水电站水轮机组活动导叶裂纹原因与处理措施摘要:关于水电站活动导叶裂纹问题,该文主要从导叶水力设计、强度估算、叶片材质、制作工序、焊接工艺以及裂纹发展规律等方面,剖析并彻底确定了导叶裂纹的主要原因。
为世界其他地区大中型水轮机活动导叶裂纹的防治处理提供了比较经验和借鉴。
关键字:水电站;导叶;裂纹;分析;预防处理一、电站情况我厂水轮机组是由VOITH SIEMENS生产的HLV200-LJ-428型水轮机组,额定功率137.8MW,最大功率为148.0MW,额定水头88.0m,额定转速166.67r/min。
主要由座环、转轮、水轮机主轴、水导轴承、主轴密封、导水机构、尾水补气系统等部件组成。
其中水轮机导水机构共设有24个活动导叶,活动导叶为三支点支撑,采用自润滑方式,三个轴承分别位于底环、上导叶套筒中。
活动导叶分布圆直径D=4791mm,导叶高度H=1213mm,材料采用不锈钢ZGOCr13Ni4Mo整体铸造。
自2006年投入运行以来,已进行过一轮大修,本次第二轮大修,发现个别导叶存在裂纹,以及局部导叶有汽蚀现象,严重威胁着设备的安全稳定运行。
二、水轮机活动导叶裂纹情况水电站于2022年3月对#1机组进行第二轮A修,在对#1机组24块活动导叶正反面四周边缘部位及R角部位进行磁粉检测时,发现12号活动导叶存在下端R角部位有1处裂纹显示,最长裂纹35mm,其余检测部位未发现应记录缺陷磁痕显示。
如下图所示三、裂纹产生的原因分析水轮机导叶处于高速水流下工作,由于循环载荷和交变载荷引起的疲劳产生裂纹,在扰动应力下的裂纹扩展使新生的裂纹面不断地暴露在腐蚀介质中,从而加速了腐蚀,不断发生的腐蚀过程也使疲劳裂纹更快地形成和扩展,形成了横向和纵向裂纹,裂纹尖端的应力集中最严重,疲劳裂纹的形成破坏了材料的连续性,并且在裂纹尖端形成了一个特殊的应力场,会严重影响材料的安全使用。
中心部分:经过MT故障测试等系列试验后确认,延迟冷裂纹是由于非标准补焊所造成的;问题是补焊前加热温度不足,且焊接时没有后加热,造成焊接时氢气扩散无法有效去除,导致裂纹。
航空发动机涡轮叶片修复中的裂纹控制
![航空发动机涡轮叶片修复中的裂纹控制](https://img.taocdn.com/s3/m/02f0309fcf84b9d529ea7ab8.png)
航空发动机涡轮叶片修复中的裂纹控制航空发动机是飞机的动力核心,随着我国航空事业的发展,我国加快了对于航空发动机的研制步伐,通过引进、研发、生产的这一发展战略提高我国航空发动机的效率和使用寿命。
在航空发动机的各组成部件中,涡轮叶片是其中最为重要同时也是受负荷最大的部件,涡轮叶片在工作的过程中会承受着高温燃气的高速冲刷、撞击、黏着磨损等从而使得涡轮叶片的使用效率和使用寿命持续下降。
并导致涡轮叶片的叶冠间隙增大进而影响到涡轮叶片叶冠的阻尼效果,严重的会导致涡轮叶片在工作中断裂从而威胁到飞机的飞行安全。
在航空发动机使用一段时间进行检修时需要对涡轮叶片进行检查处理,通过采用焊接的方式消除涡轮叶片叶冠阻尼凸台缺陷,并注意做好堆焊处理后涡轮叶片焊接处的裂纹控制和处理。
提高涡轮叶片的使用效率和使用寿命。
标签:涡轮叶片;叶冠;裂纹;堆焊前言航空发动机涡轮叶片在长时间的使用后会导致涡轮叶片叶冠出现阻尼凸台,这一缺陷的存在会对航空发动机的正常使用造成较大的危害。
通过采用氩弧焊堆焊的方式来对涡轮叶片叶冠阻尼凸台进行处理的过程中发现在涡轮叶片叶冠焊接处存在焊接热裂纹,为确保涡轮叶片的使用寿命,在做好涡轮叶片叶冠阻尼凸台焊接裂缝分析的基础上通过对涡轮叶片叶冠阻尼凸台氩弧焊堆焊工艺进行改进用以消除热裂纹缺陷,保障航空发动机涡轮叶片的安全、高效的使用。
1 航空发动机涡轮叶片叶冠阻尼凸台焊接热裂纹产生的原因某航空发动机在长时间使用后进行检修的过程中发现涡轮叶片叶冠存在阻尼凸台从而使得航空发动机涡轮叶片的阻尼效果变差。
航空发动机涡轮叶片采用K403型号的材质,为做好航空发动机涡轮叶片的维修通过采用航空发动机涡轮叶片叶冠阻尼凸台氩弧焊堆焊的处理方法,在对航空发动机涡轮叶片叶冠阻尼凸台焊接处理后检查后发现航空发动机涡轮叶片焊接处存在焊缝热影响区裂缝,从而对航空发动机涡轮叶片的安全使用埋下了安全隐患。
为提高航空发动机使用的安全性需要做好航空发动机涡轮叶片焊接热影响区裂纹产生的原因分析并针对性的对航空发动机涡轮叶片的热焊接工艺进行改进优化,以确保航空发动机涡轮叶片的修复质量。
水轮机转轮叶片裂纹分析及处理
![水轮机转轮叶片裂纹分析及处理](https://img.taocdn.com/s3/m/ad71a756fe4733687e21aa82.png)
水轮机转轮叶片裂纹分析及处理水轮机转轮的叶片出现裂纹会严重威胁水电厂的安全经济运行。
通过对水轮机转轮叶片进行有限元计算分析,得出应力过于集中通常是叶片裂纹产生的主要原因,此外,叶片也存在设计、制造、运行方面的问题,为此,介绍了水轮机转轮叶片裂纹金属无损探伤的常用处理方法和一般工艺。
水轮机转轮叶片裂纹的频繁产生,对机组安全运行构成很大威胁,也给电厂带来极大的经济损失,因此,分析裂纹产生原因,并对易产生裂纹部位进行无损探伤检查,对及时处理缺陷,消除事故隐患是十分必要的。
1裂纹产生原因分析1.1应力集中采用有限元计算分析得出,转轮在水压力及离心力的作用下,大应力区主要分布在转轮叶片周边上,按第三强度理论计算的相当应力沿叶片周边的分布。
转轮叶片存在四个高应力区,他们的位置在叶片进水边正面(压力分布面)靠近上冠处;叶片出水边正面的中部;叶片出水边背面靠近上冠处;叶片与下环连接区内。
1.2铸造缺陷及焊接缺陷铸造气孔、铸造砂眼等在外部应力的作用下可能会成为裂纹源,造成裂纹的产生。
由于转轮叶片与上冠、下环的厚度相差大,在冷却过程中易产生缩孔、疏松等。
铸焊结构的转轮,若焊接工艺不当或焊工没有按照焊接工艺的要求进行焊接,在焊缝及热影响区也会出现裂纹。
1.3原设计问题转轮叶片与上冠、下环间的过渡R角设计较小,引起应力集中。
1.4运行上的原因长期低负荷、超负荷或在震动区运行会使叶片在交变应力作用下产生裂纹或裂纹情况加剧。
2裂纹无损探伤检查在大修时对转轮进行无损探伤检查,及时处理缺陷,消除事故隐患是十分必要的。
严重的裂纹等缺陷用肉眼和放大镜外观检查即可发现,但较细小的缺陷和内部的缺陷必须用无损探伤检查。
常用的无损检测方法有以下几种:磁粉探伤、渗透探伤、超声波探伤、金属磁记忆、射线检测等。
裂纹易于产生的应力集中部位,如叶片进水边正面(压力分布面)靠近上冠处、叶片出水边正面的中部、叶片出水边背面靠近上冠处、叶片与下环连接区等部位,由于透照布置比较困难,不能用射线透照法进行无损探伤。
水轮机转轮叶片裂纹分析及补强处理
![水轮机转轮叶片裂纹分析及补强处理](https://img.taocdn.com/s3/m/987dc63c10661ed9ad51f35b.png)
及 制造 的时 间较早 , 制 于 当 时 的技 术 水 平 和制 造 受
能力 , 轮机 固定 导 叶 、 叶和转 轮 三者之 间进 出 口 水 导
角 的搭 配不尽 合 理 , 制 了水 轮 机 的效 率 和 机组 的 限
过流 能力 , 其技 术指 标及 性能 参数 均较 落后 。 因此 , 2 0 在 0 5年 增容 工 程 中对 1 2、 、 3原 水 轮发 电机 组 进 行 部 分 更 新 改 造 。水 轮 机 主 要 改 造
式 不变 ( 栓加 销套 传动 ) 顶 盖及 底 环 采用 钢 板 焊 螺 ;
接 结 构 , 质采 用 Q 3 B; 叶采 用 铸 钢 2 SM 材 25 导 0 i n整
底第 1台机 组 发 电 ,92年 3台 机 组 全 部 投 产 , 18
18 9 3年工 程竣 工验 收移 交生产 , 总装机 6 0MW。 3
数对 比情 况见 表 1 。
表 1 水 轮 机 主 要 参 数 对 比
行 。水轮 发 电机组 为天 津 阿尔斯 通公 司生 产 。
现乌 江渡 发 电 厂 总 装机 容 量 达 1 5 ( 0MW 5× 2 2 0M ) 为 贵 州 电 网 首 个 百 万 千 瓦 级 水 电 厂 5 W ,
0 引言
乌江 渡 水 电站 位 于 贵州 乌 江 中游 , 枢纽 工 程 于
17 9 0年 开工 , 9 1年 截 流 ,9 9年 下 闸 蓄 水 , 17 17 同年
有 : 轮机 转 轮更 换 为 l 片 常 规 不锈 钢 转 轮 , 水 5叶 其 材质 为 Z O r6 iMo 转轮 与原 水轮 机轴 的连 接方 G C l N5 ;
“V”型口导叶连杆断裂原因分析和防范措施
![“V”型口导叶连杆断裂原因分析和防范措施](https://img.taocdn.com/s3/m/0820fe7258fafab069dc025f.png)
“V”型口导叶连杆断裂原因分析和防范措施作者:江小金桂永泰来源:《科技风》2016年第15期摘要:灯泡贯流式机组导水机构自润滑轴承卡死,导致机组在开停机过程中弯曲连杆在“V”型口处断裂。
提出周期性用百分表测量弯曲连杆“V”型口的变形量,以便掌握自润滑轴承磨损程度并及时更换轴承,防止类似事件的发生。
关键词:导叶;连杆;“V”型;自润滑轴承1 事故概况电厂位于赣江水系贡江支流桃江的下游,装有两台30MW灯泡贯流式水轮发电机组。
枢纽坝址控制集水面积7739km2,多年平均降雨量1586mm,正常蓄水库容6900万m3,汛期调节库容299万m3,属于日调节水库。
2011年10月5日6点45分,运行人员在#1机组开机并网后听见一声较大的异响,随即机组出现越来越大的振动声,负荷增至28.8MW,不能再按指令增加(上位机给定负荷是30MW),上位机监控发报警信号“#1机组#1导叶连杆发生断裂”,经运行当班人员前往现场检查发现#1导叶连杆发生断裂,#1导叶在全关的状态。
运行人员随即下“停机命令”,机组停机正常。
2 导水机构水轮机导水机构的作用,主要是控制流量,形成和改变进入转轮水流的环量,保证水轮机具有良好的水力特性。
本厂的贯流式机组导水机构部分主要包括内外配水环、活动导叶、弯曲连杆、拐臂、控制环等。
各导叶立面密封采用金属密封。
导叶的内外轴承采用自润滑球面轴承。
采用自润滑球面轴承是保证导叶在水轮机起动、调节负荷、甩负荷过渡过程中,导叶动作可靠,所需的操作功较小。
导叶外轴承装置结构见图2。
灯泡贯流式机组的导水机构在操作导叶时,可能存在异物等原因导致导叶卡住,为保证其它活动导叶能正常关闭和机组运行安全,普遍采用三种安全连杆机构:剪断销式、弹簧承载式和“V”型口连杆。
剪断销式连杆保护机构的特点是在剪断销损坏后该导叶不受控制,在水流的冲击下会激烈摆动。
弹簧承载式安全连杆特点是造价低且在一定应许行程范围内具有复位功能。
而该机组采用的是“V”型口安全连杆机构,当异物卡住某个导叶时,该连杆发生弯曲使其余的导叶仍可正常关闭。
混流式水轮机导水叶常见问题及裂纹原因分析
![混流式水轮机导水叶常见问题及裂纹原因分析](https://img.taocdn.com/s3/m/4f9bfd3f941ea76e59fa042c.png)
混流式水轮机导水叶常见问题及裂纹原因分析2018 年 6 月,某水电厂 1 号机组在检修过程中发现 24 片转动导水叶下轴与瓦片结合部位均存在严重的裂纹,裂纹有横向也有纵向,以纵向为主。
该水电厂发电机为哈尔滨电机厂设计的 SF2500 - 48 /4250型 48 级三相发电机,额定功率 50 Hz,额定转速 125 转/min; 水轮机为零陵水电设备总厂设计,型号 ZZ560B - LH - 330;该机组共包含 24 片转动导水叶,导水叶由上轴、下轴及瓦片组成,上轴尺寸Φ133. 3 mm × Φ135 mm/Φ32 mm × 660 mm,下轴尺寸Φ115 mm/Φ32 × 118 mm,瓦片尺寸 1 609 mm × 542 mm,导水叶总重 600 kg。
1996 年投运,装机容量 2 690 kW。
1 水力发电的介绍水力发电是水轮发电机组将水能转变成电能的过程,整个过程是先将水能转变为机械能,然后机械能转化为电能,通过变电站将电能输送到电网,最后源源不断的供给到工农业生产中。
在发电过程中水起到了决定性的作用,而推动水轮机设备转动的水量由水轮机导水机构来控制的。
导水机构的主要部分包括顶盖、底环、控制环、导水叶、导水叶套筒、导叶传动机构( 包括导叶臂、连杆、连接板) 和接力器等部件,作用是根据机组负荷变化,形成和改变进入转轮水流的环量,保证水轮机具有良好的水力特性,调节流量,以改变机组出力,引导水流按切向进入转轮,形成速度矩,正常与事故停机时,封住水流,使机组在短时间内停止转动。
2 导水叶的作用及常见问题在瓦片的上、下侧分别割开 1 个口子,将轴放入瓦片,轴与瓦片结合部位用焊条焊接,使轴与瓦片直接连接,表面用砂轮机打磨,端部上车床车削制作成导水叶,其中瓦片的一侧面与两端轴孔保持平行。
导水叶是导水机构的主体及执行机构,是用于控制水流量的重要构件,其外形是不规则的曲面,为流线形。
航空发动机压气机整流导向叶片裂纹故障分析
![航空发动机压气机整流导向叶片裂纹故障分析](https://img.taocdn.com/s3/m/1fb9858033687e21ae45a9bb.png)
航空发动机压气机整流导向叶片裂纹故障分析摘要:社会经济高速发展,我国的航空事业也取得了较大的进步。
在航空飞行过程中,航空发动机是主要的检测维修对象,做好航空发动机的维修工作是航空事业能够得到良好发展的重要保障。
而孔探技术在航空发动机的维修工作中是最为主要的一项检测技术,受到了航空发动机维修领域的重视。
本文就针对航空发动机维修中孔探技术的应用进行了简要的分析。
关键词:航空发动机;压气机整流导向叶片;裂纹故障引言通常发动机压气机、涡轮转子等转动部件属于故障率高、危害度较大的部件,多年来成为人们关注的重点。
而压气机整流导向叶片(以下简称导向叶片)属于静止部件,故障发生率和故障分析相对较少,而在压气机试验和发动机实际使用中,导向叶片的失效也是常见的,一旦发生失效,对发动机的正常运行与使用也会造成较严重的影响。
所以,对导向叶片发生的故障有必要进行深入分析,对保证发动机安全可靠的工作具有重要的意义。
航空发动机压气机个别导向叶片在没有达到规定的寿命期限之前,因发动机翻修或故检过程中发现叶片在叶盆靠近叶根部位出现裂纹,经分析认为,该裂纹的产生与应力集中等因素有关。
1、工艺分析一般的叶片是通过叶身型面和榫头内侧面来确定基准,以便于叶片的锻造成形、测量以及加工,而该叶片只有叶身,缺少榫头进行纵向定位,因此在锻造过程中叶片纵向尺寸误差较大,且测量不便,后续加工困难。
该叶片叶身型面复杂,横截面面积分布不均匀,其中最大截面的面积与最小截面的面积相差近1倍,且叶身型面无序扭转,在锻造过程中易因金属流动过快而导致折叠问题。
叶片叶身纵向存在曲线波动,且波动幅度较大,在锻造过程中圆形坯料易因振动而产生滚动,从而导致局部未充满的问题发生。
该叶片的另一特点就是叶身边缘处较薄,锻造过程冷却速度较快,在切毛边时易出现切裂。
2、航空发动机的常见故障类型2.1、高压涡轮故障分析高压涡轮在收到高温或者高压的影响时,可能会出现不同状况的损伤。
尤其是高压涡轮导向器叶片,在高压涡轮导向器工作区域内,温度最高,很容易受到燃烧不均匀以及喷油不均匀等情况的影响。
水轮机导叶裂纹的补焊
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※相 当于 59M a 3 P
测温监视 测点橡胶密封附近温度应在 1 ℃ l 0 0
’
22 选 用 电焊条 .
以下 , 、 3 2 测点 用来测焊 区温度 , 测点用来测 4
7 ・ 9
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2 0 年第 6 06 期
‘ 贵州电力技术>
( 总第 8 期) 4
— — 、
2 导 叶材质及选 用焊条
2 1 导叶 材质情 况 .
导叶为 2 S n 0 i 钢铸成 , 面铺焊一层 3l 厚 M 背 m
2r C1 3不锈 钢 。
厚度, 下部导叶厚度为 一 , 因导叶不是等厚的, 故 随位置不 同而变化。 ()由于导叶裂纹附近有橡胶密封圈 , 防止 4 应
存在微裂纹。因此 , 有必要进行全面金属探伤检查 ,
确定主裂纹及微裂纹走 向, 并确定裂纹尖端确切位
置 。裂 纹情 况如 图 l 示 。 所
因高温损坏它 , 因此采用 机械工具开坡 口。因作业 面窄小 , 用手提小型工具 , 根据现有条件 , 使用手 电 钻, 装合金钻头 , 按划线钻排孔, 用小 型风铲和角向 磨光机等铲磨开坡 口, 不许用火焰切割。但在离根
精棉擦洗, 使裂纹清 晰可见。由于裂纹在导叶根部 附近 , 厚度大约在 lonn 2 L 左右, . r 为减小焊接收缩变
头 l 米, 2 设计出水力为 10 60k W。水轮机经多年运 行后 , 检修时发现 , 其导叶在与臂部相接的拐角处 , 几乎均有大小不等的裂纹 , 要求我们协调处理 。分 析其原因 , 主要此处承受的应力很大 , 在导叶承受瞬 间的冲击力和压力出现强烈的振动 , 及铸造缺陷( 如 铸造裂纹、 气孔及夹渣等) 扩展 等所造成的应力集 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1 3 9 年两台水轮机投运 以来 , 9 对导叶裂纹补 焊已是第二次的问题。20 年检修 中发现 , 02 一号水 轮机的‘ 导叶的裂纹严重 , 6 裂纹 已到达导叶根部 , 且穿透导叶上下两侧, 长度在 1 L 左右 , 1 nn 0. r 以致无
航空发动机涡轮叶片多失效模式裂纹扩展研究
![航空发动机涡轮叶片多失效模式裂纹扩展研究](https://img.taocdn.com/s3/m/ddcea5b6690203d8ce2f0066f5335a8102d26639.png)
航空发动机涡轮叶片多失效模式裂纹扩展研究航空发动机涡轮叶片裂纹扩展是一种常见的失效模式,它可能导致飞行器在空中突然出现故障,从而危及人们的生命安全。
因此,在航空发动机设计和制造过程中,轮叶的裂纹扩展特性是非常重要的研究方向。
本文主要从多失效模式的角度来探讨航空发动机涡轮叶片裂纹扩展研究。
1. 多失效模式的介绍航空发动机的涡轮叶片在运行过程中会遭受到多种失效模式的影响。
这些失效模式主要包括疲劳失效、腐蚀疲劳、氧化失效、高温疲劳和热疲劳等。
其中,疲劳失效是最为常见的失效模式,由于叶片在高速旋转中受到周期性的变形和应力,其材料会逐渐疲劳累积,导致叶片裂纹的形成和扩展。
而腐蚀疲劳主要是由于化学物质对叶片进行腐蚀作用所导致的失效模式,其影响因素包括温度、湿度、化学成分等。
除了上述失效模式外,氧化失效是由于氧气对叶片进行氧化作用导致的失效模式,高温疲劳是由于叶片在高温环境中的应力作用导致的失效模式,而热疲劳则是由于叶片在高温环境中经历温度变化而引起的失效模式。
2. 裂纹扩展特性涡轮叶片裂纹扩展特性是指叶片在受到一定应力和温度条件下的裂纹扩展规律。
裂纹扩展速率与材料力学性能参数有关,如断裂韧性、拉伸强度、疲劳极限等。
裂纹扩展过程可以通过裂纹长度随时间的变化曲线来描述。
裂纹扩展的速率随着叶片材料的性能变化而变化。
因此,针对不同失效模式的涡轮叶片需要进行不同的裂纹扩展研究。
3. 常见的裂纹扩展研究方法目前,常用的涡轮叶片裂纹扩展研究方法主要包括实验研究、数值模拟和断裂力学理论等。
实验研究是通过真实的实验数据来研究叶片裂纹扩展特性。
这种方法可以获得真实的叶片裂纹扩展数据,但是实验设备和材料成本较高。
数值模拟方法是通过计算机模拟来研究叶片裂纹扩展特性。
这种方法可以通过数学模型和计算机仿真来推断叶片裂纹扩展特性,但是由于材料特性和边界条件的不确定性,数值模拟结果与实际情况存在一定的差异。
断裂力学理论是通过分析叶片应力和裂纹扩展规律的理论方法来研究叶片裂纹扩展特性。
大朝山5号水轮发电机组转轮叶片裂纹分析及处理
![大朝山5号水轮发电机组转轮叶片裂纹分析及处理](https://img.taocdn.com/s3/m/d7379ecdbb4cf7ec4afed008.png)
型。2 1 年 A修、02 c 00 2 1 年 修检查发现裂纹均很 明显 。根据大朝 山水轮机转轮裂 纹产生 的原 因进行 了相关分析并 对裂纹 的修复
工艺进行 了阐述 。根据机组 的稳定性试验和裂纹情况建议合理安排机组 的运行 方式 , 避开振 动区域 , 证大朝 山机组 的安全稳定 保
运行 。
现象 , 最大面积为 1 0 l× 0 m 汽蚀孔深达 2 0 n 30 , 1 m m 0 m m。 同时还发 现 叶片 出水 边 区域 多 处有 大 面 积 的
浅表裂 纹 和铸造 气 孔 、 渣 等缺 陷 。21 夹 02年 2月 c
修检查也并不理想 , 共有 1 条裂纹 , 中有一半是 3 其
修, 次 B修 , 次 c 。从 I 2 5 修 号机组 转轮叶片修型 以后 的历 次机 组 检 修 结 果 来 看 , 5号 机组 的 转 轮 裂
纹 情况 较其 它机 组 比较 突出 。
不锈钢。转轮出厂为对称分剖 , 除上冠 、 下环对称剖 开外 ,3号 、 1 7号 叶片 全 剖 , 和 1 叶 片 部 分切 6号 号 下 , 后 以 补 偿 块 方 式 焊 上 。转 轮 上 冠 处 以 8个 然 M柏 1 个 M∞ 和 0 l螺栓组合 , 在连接大轴后进行 焊接 ,
并 在现 场 组 焊 后 做 焊 缝 残 余 应 力 测 试 及 静 平 衡 试
验。
2 水轮机转轮 的主要技术参数 和结构
水 轮机 的主要参 数 : 型号 H D 一2 7 J 8 ; I 6 一L 一5 0
3 机 组 裂 纹 情 况
由于借鉴 了 1 ~4号 机 组 的 转 轮修 型 的成 功 经
柱。
受 交 通 及 地理 环 境 的影 响制 约 ,瓣加工并在现场组焊和车圆。上冠 由 埋 入式 螺栓 把合 , 轮 和 大 轴 靠 键联 接 并 通 过 摩 擦 转 力传递力矩。下环和 叶片采用 Z O r N5 o G C1 i 不锈 3 M 钢 材 料 ( 号、 4 5号 机 组 转 轮 叶 片 材 料 为 与
中型水轮机不锈钢活动导叶缺陷修复
![中型水轮机不锈钢活动导叶缺陷修复](https://img.taocdn.com/s3/m/6d80acf65901020206409c1d.png)
中型水轮机不锈钢活动导叶缺陷修复不锈钢活动导叶常由于裂纹、疏松、变形等问题进行返修,由于导叶结构、材料、质量要求等因素,造成该类铸件修复时间长、成本高。
文章针对不锈钢活动导叶最难修复的三类缺陷探讨经济有效的修复工艺方法,同时满足质量与生产进度要求。
标签:不锈钢活动导叶;铸件;缺陷1 引言不銹钢活动导叶是水轮发电机导水机构重要部件,通常为马氏体不锈钢整铸成型,质量要求高。
随着铸件尺寸及重量的增大,出现重大缺陷返修的机率增高。
虽然该类铸件可用焊接方法进行修复,但铸件从本质上与型材存在较大差异,因此铸件修复过程中应充分考虑母材的特点,综合各种因素,从而制定出最合理的修复方案,满足质量与进度要求。
2 中型不锈钢活动导叶特点不锈钢整铸活动导叶通常为板-杆连接结构(见示意图),中间板体由下至上逐渐增厚,两端分别连接长、短圆轴,长短轴直径与板体厚度相差较大。
中型不锈钢导叶总长约4000mm,轴径约500mm,重量约5吨。
铸造时高飞板体与长轴中部设置冒口进行补缩,冒口需进行热割去除。
3 不锈钢活动导叶常见的三类缺陷3.1 裂纹:铸件本体、本体与冒口之间壁厚相差悬殊,易在冒口侧及导叶轴颈处出现长而粗的裂纹。
3.2 缩松:实际生产过程中,当铸件钢水不足或冒口设计不当时,冒口下或轴颈处易出现缩松缺陷。
通常肉眼不可见,但无损检测时不合格。
3.3 变形:导叶为长形板杆结构,随着总长的增加,极易产生出现挠曲变形,即板体或长轴出现局部缺肉无加工量。
铸件凝固过程中不均衡的热胀冷缩;热割冒口;热处理摆放等因素均是造成铸件变形的原因。
4 修复工作前的准备工作修复前应进行以下工作,为制定恰当的修复方案作准备:查阅图纸和铸造工艺、查阅铸件过程记录、查阅铸件理化性能及无损探伤报告、现场查看缺陷形状出现位置等,仔细分析缺陷的成因,预测缺陷的严重程度。
5 裂纹及缩松松缺陷的修复5.1 缺陷的清除裂纹及缩松类缺陷宜用挖补法进行修复。
在实际修复过程中,清除缺陷往往占用50%以上的周期,需进行多次重复性工作。
导叶铸件长轴冷隔缺陷的产生及焊接修复
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第二十届东北三省四市铸造年会 ⑤焊后立即锤击焊道(先锤焊道中部,后垂焊道两端,锤痕应紧凑有序。) ⑥进行多层补焊,直至补焊区域超出母材0.5mm以上。 4.焊后立即进行去氢处理,温度320士20℃,保温2小时。 5.重新画线。 6.清理打磨:打磨焊缝高于母材表面的焊道,与原件表面齐乎圆滑。
五.效果与结论ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
作者: 作者单位:
李道远, 王清宇, 袁学智 哈尔滨电机厂有限责任公司(黑龙江,哈尔滨,150040)
引用本文格式:李道远.王清宇.袁学智 导叶铸件长轴冷隔缺陷的产生及焊接修复[会议论文] 2011
四.焊修工艺
铸件加工后长轴直径现为150mm,长1690mm,属典型的细长件,焊修极易变形,需进行细致, 全面的考虑.制定具有针对性和可执行型的修复工艺方案。详细工艺如下:
l清除缺陷:用角磨机彻底清除缺陷,经渗透探伤合格后方可进行补焊。 2焊前预热:预热温度300'C。保温2小时。 3补焊工艺: ①导叶放在平台上垫平,进行刚性固定。 ②采用TIG方式补焊,焊材:HSl3/5:焊丝直径为QI 2ram。 ◎焊接电流:170一200A:焊接电压:22—26V:层间温度控制在200~350"C。 ④多层补焊时焊道宽度不超过10ram,每层厚度不超过3ram-
三.存在问题
导叶粗加工完毕,在长轴中间两个冒口之间的部位表面上有类似裂纹缺陷,经工艺员对导叶铸 造工艺进行重新验证及计算机模拟,该位置不存在缩松而引起裂纹的可能,最后确认为玲隔缺陷。 见图3
图3长轴缺陷照片 通过铸造工艺和浇注操作的调整在后续生产中,改善了铸件的产品质量,但是前期生产的铸件 存在的缺陷问题就成为了当务之急。
第二十届东北三省四市铸造年会
长度为1682mm,立浇时在结构上不利于补缩,特别易在长、短轴与瓣体相交处产生超标的缩松、 缩孔缺陷。铸件全部进行无损探(uT执行ASTM609二级,盯执行CCHT0·3二级,PT执行CCH70·3 二级)。如果按传统工艺,很难保证导叶的质量。在此铸件生产过程中,采用了横向浇注的工艺。在 瓣体和长轴上设置冒口确保铸件的内部质量。
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中图分类号 : V 3 文献标识码 : 文章编号 :03— 94 20 )5 O 6 —0 T 11 B 10 65 (06 0 一 O 5 2
天 生桥 二 级水 电站 3号水 轮发 电机 组于 19 94年 5月 投 产发 电 至今 , 十 年有 余 ,O4年 2月 1日到 已 2O 20 04年 5 5日首次对 3 月 号机 进 行扩 大性 大修 , 次 此 大修安 装 的导 叶为 1号 返 厂修 复 的 旧导 叶 ( 1—4号 机 大件可 互 换 )在 大 修 过后 的 第 一 次 小 修 中发 现 3 , 号机 4号 、5号 导 叶 出 现 裂 纹 , 现 场 修 复 后 , l 经 在 20 年 1 06 月对 机 组 小 修 时再 次 发 现 4号 、5号 导 叶 l
运行 中 , 迎水 面会 受 到 一个 很 强 的 水 推 力 , 这 个 水 在 推 力的作用 下 , 叶理 论 上会 发 生 变 形 , 可 能 是 横 导 这
向裂纹 出现在 导 叶背 水 面的一 个原 因 。
② 横 向裂 纹分 布 在 迎 水 面 的 原 因分 析 : 组在 机 备 用状态 时 , 受 到一 个 很 强 的 静 水 压 力 , 力 大 小 会 压
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第 2 卷第 5 9 期
2O 06年 l O月
四 川 电 力 技 术
S c t lc r o e  ̄ mao y ihma E e ti P w rT c lg
Vo .9, . 1 2 No 5 O t 。0 6 c.2O
导 叶裂 纹 原 因分 析 及 处 理方 法
为 80m ( 1 m 导叶长度) 2m ( ×7 m 导叶宽度 ) 2 g, × 0kf ( 蜗壳压力) 1 60 g, =16 4 f k 在这个静水压力的作用下 ,
导 叶会发 生变 形 , 能是 横 向裂纹 分 布在 导 叶迎水 这可 面 中部 的一个 原 因。 导 叶关 闭方 向为俯 视逆 时针 , 由于 各个 导 叶的 开 度大小 总有 差异 , 叶在关 闭时 , 导 总是 一头 先接 触 , 另
一
次焊缝裂纹外 , 4号 、5号导叶的其他裂纹为新增裂纹 , l 针对这一情况进行分析和处理。
关键词 - 导叶; 裂纹 ; 分析 ; 处理
A a m t T e e8H r k u dO o 4adN . 5g i l e efs ru n p i a e t t s no N . a h r ' hr a l c c s o n iN . o 1 L e a s nt r t eI a t ee e i f o 3 w — : er 0e a f l n l b d i h i toi e r frh x n o d
pi E cp t t akO o 5gi l eit r i s e ak o e ca o 4adN . 5gi l e r t a . xeth c c iN 1 u e a epe o l c c , t r r k o N . o 1 L e a s e h r a a r l d b d sh v u w d r h c n s n l b d a e d
e o e ot nls n n W n .S e a ay i a d啾 h s n m a d d o t o Iss u t . e i c r e u rt i i ai s f l t o n
K yw rs gie l e rc ; nl i t a et e od : u a ;c k aa s ; r t i d bd a ys em l
头 还有 间隙 。 这次处 理 中 , 测量 4—3号导 叶开 度 为 2 1nn4 8 l , r
sl8n r k udO o 4adN 1 gi l e dfwc c udo o 1 L e l edr g h cn un — tl 0lca s on l . n o 5 L e a s n r k f n t . 2gi a ui es odr t e i e c f iN l bd a l d e as o fN l bd d nt e oi r e
一
存在裂纹 , l 号导叶有一条第一次焊缝裂纹外 , 除 5 l 2
号导 叶 为新增 导 叶 裂 纹 , 、5号导 叶 上 的其 它 裂 4号 1 纹为 新 增裂纹 。 1 机 ,92年 l 号 19 2月 2 2日 1 试 运 行 结 束 , 0时
19 年元 月 投产 发 电 ,9 9 1 4日至 5 4日, 93 l9 年 月 月 1
刘吉康 凌明芝 .
(. 1天生桥水力发电总厂 640 2 四川电力试验研究院, 四川成都 607 ) 102
要: 天生桥二级 电站 3号水轮发 电机组在 首次扩修过后 的第一 次小修 中发现 4号 、5号导叶裂纹 , l 经过处理后 , 在
接 下来的第二次小修 中, 又发现 4号 、5号导叶 出现裂纹 , l 同时新增 了 l 2号导叶 裂纹。除 l 5号导叶 有一条 裂纹 为上
tr tr i e e ao e o e f s t n T a h n q a o o d Hy ree t c P w rPa t h n atrte t a n ,te e ae e — u bn g n r trstfrt rt i i i S e g lo S c n do lcr o e ln ,te f e t t h r r . e h i me n i e h r me