座环标准工艺

座环标准工艺

水电工程及制造

水电设备制造作业指导书

抽水蓄能式座环

摘要：详细说明抽水蓄能式座环的规范制造过程

适用于新产品

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目录

1定义 ................................................... 错误!未定义书签。2制作流程................................................ 错误!未定义书签。3制造细节............................................... 错误!未定义书签。

3.1下料................................................... 错误!未定义书签。

3.2焊接................................................... 错误!未定义书签。

....................................................... 错误!未定义书签。

1座环和蜗壳的作用

座环的作用是：承受整个机组及其上部混凝土的重量以及水轮机的轴向水推力；以最小的水力损失将水流引入导水机构；机组安装时以它为基准。所以，座环既是承重件，又是过流件，也是基准件。因此，要求座环必须有足够的强度、刚度和良好的水力性能蜗壳的作用是使进入导叶以前的水流形成一定的旋转，并轴对称地、均匀地将水流引入导水机构；

2定义

➢此标准作业指导书主要针对抽水蓄能型机组座环而编制，对于其他类型机组，请酌情参考。

➢此标准作业指导书旨在采用更有效的工艺制作方法，来提高抽水蓄能机组座环的制造效率。

➢此标准作业指导书可适用于分瓣、整圆类型机组。

➢此标准作业指导书所提及优化方案并非适用于抽水蓄能每台座环，鉴于各个机组有不同要求，仅在相似要求时方可采用本标准作业指导书中的优化方案。

➢抽水蓄能机组模型及图示见图1

图1、抽水蓄能机组座环结构示意图

3座环工艺编制前的准备：

3.1 输入文件

1)BOM

2)设计图纸

3)水力型线文件

4)ITP

5)特殊标准制造大纲以及图纸上的各种标准

3.2 CTQ要求

根据图纸中标注的CTQ图标、CTQ图纸或技术要求中要求的TI-ED-001A文件以确定生产中需注意的重要尺寸。

3.3 生产过程中的特殊的刀具和工装：

1)复合钻（可提高效率）

2)硬质合金钻头（可提高效率）

3)特殊R角刀（可提高效率）

4)250仿形铣（可提高效率）

5)正75度扒皮刀（可提高效率）

4座环制造过程

4.1座环蜗壳整体制造流程：

4.2制造细节

4.2.1 下料

碳钢钢板厚度超过200mm、不锈钢钢板厚度超过70mm的，需要增加切割前钳工钻引入孔工序。碳钢的引入孔为φ150；不锈钢的引入孔为φ90-φ150。

注意：由于座环蜗壳可能采用低合金高强钢S500Q，特针对高强钢给出热切割要求说明，如下：

①对于下料钢材屈服强度≥460Mpa时，必须按照下表执行切割前局部预热；屈服强度<460Mpa时则不用考虑切割前预热。

钢板厚度预热温度

ⱷ<20mm ≥25℃

20mm≤ⱷ<50mm ≥50℃

50mm≤ⱷ<100mm ≥100℃

100mm≤ⱷ≥120℃

②作为另一种选择，可以铲磨掉由火焰切割所产生在钢板表面的硬化层，铲磨深度至少2mm。对于切割边缘有后续成型（折弯、卷筒等）工序的，在铲磨硬化层之后必须执行PT来确保无裂纹出现。

注：热切割包括火焰切割、等离子切割和激光切割。

4.2.2 成型

1）对于成型件采用联合下料、一次成型工艺，既减少中间割缝的钢板浪费，又减少压型的重复操作性。如下图：

2）蜗壳成型注意开口和拉筋位置，为方便焊接阶段的挂装，建议实际开口较理论+2mm——4mm；安装立拉筋须座环环板外至少+20mm，以免挂装时与环板干涉。如下图：

注意：如果此处成型件材料为低合金高强钢S500Q时，则需特殊注意一下几点。

①冷成型时的温度至少低于钢板本身出厂时的回火调质温度30℃来保证宝钢本身

的机械性能不发生变化。

建议温度区间：T<150℃或者500

②高强钢不适用于热成型（温度一般在900℃ Ac3线附近，最高不能超过

1050℃）。

③关于S500Q的火焰调形，允许执行火焰调形，但是调形过程中钢板的温度必须

比钢板调质回火温度低至少20°C，（例如：如果钢板的调质回火温度为600°C，则必须保证火焰调形中，钢板不能超过580°C）。实际操作中要实时监测温度。如果想使用更高的温度进行校形，则必须采用做加热试样试样来做通过以

下试验来验证：对加热区做硬度、UT，圆柱拉伸试验，在加热表面做一组夏比

利冲击试验（包含3个试样），实验成功，方可实施。

④成型后热处理可由后续的焊后消应力处理取代。

4.2.3 环板制作过程

1）对于环板类拼接，可采用背靠背拼接，增大焊缝长度，采用SAW焊接，提高焊接效率，促进高效率生产。

注意：

①工艺在此处判断：焊缝长度大于500mm采用埋弧焊焊接；若板厚较厚但焊缝

长度小于500mm的钢板拼接，可根据实际情况考虑是否使用埋弧焊，NDD座

环这种背靠背的模式即为工艺做的改善

②焊接工程中的防变形控制，使用卡具（如上图标识1）来加少焊接引起的变

形，拼焊完成之后，增加调形序，使得座环环板整体平面度满足设计要求。 2）拼接完成，调形，焊上拉筋，转走热处理，为消除焊接产生的应力。

3）热处理完成，进行表面加工。原工艺过程为保证出水口Hd公差，特在环板内圆设计一个凸台来保证出水口公差。新工艺方法优化了该凸台的形式，既保证了出水口的公差，有减少了后续消除凸台带的大量铲磨工时，见下图：

4）加工完之后转组装。

注意：由于座环蜗壳可能采用低合金高强钢S500Q，特针对高强钢给出焊接临时附件（支撑拉筋、吊耳等）要求说明，如下：