水轮机转轮叶片缺陷的检测与处理

上 海纳 杰 电气成 套有 限公 司 … …… （ ３ 扉 ）
魏 德米 勒 电联接 国际贸 易 （ 海 ） 限公 司 上 有
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透 裂纹 应铲 到 看 不见 裂 纹 为 止 ， 后 用 薄 砂 轮 片 然
或扁 铲 将坡 口表 面修 整 或磨 去表 面渗 碳层 。经 检
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电 力 与 能 源
第 ３ 卷第 １ ３ 期
２１ ０ ２年 ２月
水 轮 机 转 轮 叶 片缺 陷 的检 测 与处 理
骆 国 防 ， 江 波 ， 亚 新 。 赖 邓
（ ． 海 明华 电力 技 术 工 程 有 限公 司 ， 海 １上 上 ２０ ３ ；． 安 江 水 力 发 电 厂 ， 江 ０ ４ ７ ２新 浙 ３１０） １ ６０
检测 第 ５部分 ： 渗透 检测 》 工级 ， 合格 。 ２ ）检 测 ９号 机 的 转 轮 直 径 为 ４ １ｍ， 为 ． 高 ２ ２ 材 料 为 Ｇ Ｘ４ ｒ３ ４ 裂 缝 为 ２ ． ３ｍ， — Ｃ １ Ｎｉ ， ６条 ， 环 境 温度为 ２ ℃ ， 用 德 国 Ｐ ｉｄ ｒ渗 透 剂 进 行 喷 ０ 使 ｆ ｅ ｎ 涂， 渗透 １ ｎ 检测 灵敏 度为 ３级 （ ５ｍｉ ， 高灵 敏度 ） 。 ３ ０ ０年 ｌ ）２ １ １月 ２ ４日渗透检 测 ， 发现 ９号 机
查 确无 裂纹 后 ， 可 进行 堆焊 处理 。 才
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３ ）预 热 为 减 少 裂 纹 焊 接 后 应 力 集 中 并 改
善 焊缝 的金 相组 织 ， 焊接前 应 作整 体或 局部 预热 ，
整 体预 热须 吊出机 坑 ， 设保 温棚 ， 电炉 或涡 流 搭 用
法 加热 。局部 预热 则用 氧一 乙炔 火焰 在 叶片表 面 与 裂 纹 表 面 的 背 面 沿 裂 纹 方 向 来 回 移 动 均 匀
２ Ｘｉ’ ｎｉｎ ｄｏ Ｐ ｗｅ ｌｎ ， ｈ ａ ｇ３ １ ０ Ｃｈｎ ） ． ｎ ａ ｊ ｇ Ｈｙ ｒ — ｏ ｒＰａ ｔ Ｚ ＠ ｎ １ ６ ０， ｉａ ａ
１ 转 轮 叶 片存 在 严 重 裂 纹
新 安江水 力 发 电厂 是 我 国 自己设 计 、 自制 设
疲 劳损 伤 的重要 设备 部 件 （ 如水 轮 机 顶 盖 紧 固螺
Ｘ Ｃ ｌ Ｎｉ， ３ ｒ ３ ４ 由美 国福 伊 特 水 电约 克 工 厂 制 造 并 供货 。上 冠 、 下环 材 料 为抗 气 蚀 、 腐 蚀 、 磨 损 抗 抗 和 焊接性 能 良好 Ｇ Ｘ Ｃ １ Ｎｉ — ４ ｒ ３ ４不锈 钢铸件 。
２ ０ 年 ８月 １ 日， 罗 斯 萨 扬 一 舒 申斯 克 ０９ ７ 俄
和第 １ １号 叶片 存 在严 重 裂纹 ， １ 第 １号 叶片 背 面
上部 出水 边断 面裂 纹 已经 贯穿 整个 横 断 面 ， 且 而 内部 损伤 比较严 重 。 ０ ５ ２ （ 《 Ｂ Ｔ ４ ３ ． — （ ５ 承压 设 备 无 损 ） ）
加热。
４ ）焊接 使用 不锈 钢 焊条 进行 焊 接 ， 也可 用 氩弧 堆焊 。焊 接 时 力 求熔 深 大 ， 焊缝 应 采 用 分 长
图 １ ６号 叶 片 背 部 出 水 边 上 端 裂 纹 长 ３ ５ｍｍ
段 退 步焊 接 ， 大的裂 纹应 采用 镶边 焊 接 ， 消除 焊 为
栓 等 ） 行无 损 探 伤 。对 已存 在损 伤 的设 备 部 件 进
要 加强 技术监 督 ， 已老 化 不 能满 足 安 全 生 产要 对 求 的设 备 部 件 要 及 时 进 行 更 换 ” 一 精 神 ， 这 于 ２１ ０ ０年 下半 年对水 轮机 、 电机 、 发 螺栓 、 道 等 重 管 要设备 和部 件进 行 了金属 监督检 测 。 在 检测 过程 中 ， 现 水 轮机 转 轮 第 ６号 叶 片 发
扩展 。
上 海市 电力 公 司 …… …… …… …… （ 封底 ） 上 海市 国际展览 有 限公 司 … …… … （ Ｉ 扉 ） 德 维斯 国际展览 （ 京 ） 限公 司 北 有 … （ ２ 扉 ）
２ ）铲坡 口 用 电 弧气 刨沿 裂 纹 长 度 铲 出坡 口 ， 口的形 式 视裂 纹 的位置 、 度 而定 。对未 穿 坡 深
摘
要 ： 绍 了新 安 江水 力 发 电 厂 ９号 机 组 水 轮 机 转 轮 叶 片 在 恢 复性 改 造 检 测 中 ， 用 渗 透 检 测 法 发 现 存 在 介 利
裂 纹 ， 过 分析 缺 陷 的形 成 机 理 和 主 要 原 因 ， 焊 接 处 理 新 工 艺 及 时 进 行 了消 缺 。 同时 ， 议 继 续 加 强对 该 机 通 按 建 组 的技 术监 督 ， 在 检 修 时 列 为 重 点 检 测 对 象 ， 有 条 件 时也 应 对 其 他 几 台机 组 及 时进 行 安 全 检 测 。 并 在 关 键 词 ： 力 发 电厂 ； 轮 叶 片 ； 透 检 测 ； 纹 ； 因 分 析 水 转 渗 裂 成
上 海 电力修 造 总厂有 限公 司 … …… （ ２ 封 ）
《 力 与 能 源 》 … … … … … … … … … （ ３ 电 封 ）
１ ）钻 止 延孔 在 裂 纹 的两 端钻 止 延孔 ， 径 孔
为 ５ ７ｍｍ ， 深 超 过 裂 纹 深 度 ， 防 裂 纹 继 续 ～ 孔 以
厂的关 注 。根 据 国家 电力 监 管 委 员 会 安 全 生 产 ２１ ０ ０年 ２号 文 ： 结 合 设 备 消 缺 和检 修 对 易 产 生 “
测报告 ， 知该 叶 片在 焊 后 ２ ｈ以 后进 行 过 渗 透 得 ４
骆 国 防 ， ： 轮 机 转 轮 叶 片 缺 陷 的 检 测 与 处 理 等 水
行 消 缺 处 理 。 消 除 裂 缝 工 艺 分 为 ５步 。
从 事 抽 水 蓄 能 电站 、 电 厂 等 锅 炉 、 力 容 器 、 道 、 轮 发 压 管 汽
机 （ 气轮 机 ） 发 电 机 等 发 电及 电 网设 备 的检 测 工作 。 燃 、
（ 辑 ： 建军） 编 杜
第 １期 广告 目次
图 ２ １ ｉ号 叶 片 背 邵 出 水 边 上 端 裂 纹 长 ４ ｍ ５ｍ
确认 没有 缺 陷后才 算验 收合 格 。
检测 ， 检测 结 果 正 常 ， 就是 说 ， 时没 有 发 现 裂 也 当 纹， 初步 判断 该裂 纹是 在 运行 过程 中产 生 的 。
５ 结 语
经过 现场 为新 安 江 水 力 电发 厂 机组 检测 ， 消 除 了 ９号 水轮 机转 轮第 ６号 叶片 和 第 １ 号 叶 片 ｌ 缺陷 ， 保证 了设 备 的安全 运行 。同时 ， 建议 继续 加 强对 ９号 机组 运 行 的 技术 监 督 ， 在 检 修 时 列 为 并 重点 检测 对象 ， 其 他 机 组 在有 条件 时也 应 及 时 对
Ｌｕ ｏ ｎ ，Ｌａ ａ ｇ ｏ ，Ｄｅ ｇ Ｙａ ｉ ｏＧｕ ｇ ｉ Ｊｉ ｎ ｂ 。 ｎ ｘｎ
（ ． Ｓ ａ ｇ ａ ｉｇＨｕ ｅ ｔｉ Ｐ ｗｅ ｃ ｎ ｌ ｇ ＆ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ．， ｄ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ４ ７， ｉａ： １ ｈ ｎ ｈ ｉＭ ｎ ａＥｌ ｃ ｒ ｏ ｒ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｃ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｃｏ Ｌｔ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ３ Ｃｈ ｎ ２
接 应力 并 提高 焊 缝 质 量 ， 焊一 道应 彻 底 清 理 焊 每
渣 ， 锤击 焊 波至模 糊不 清 以消 除应 力 ， 并 每焊一 道 锤击 一遍 。焊 完一 遍后 ， 仔细 检查 有否 气孔 ， 应 若
发 现 气 孔 应 检 查 原 因 ， 把 焊 缝 铲 掉 重 焊 ， 波 搭 并 焊
中 图 分 类 号 ： Ｋ７ ０ Ｔ ３ 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： ０ ５ １ ５ （ ０ ２ Ｏ — ０ ３ — ０ ２９— ２６２１）１ ０６ ２
Ａｎ ｌ ｓｓａ ｄ Ｔｒ ａ ｍ ｅ ｔｔ ｈｅ Ｒｎ ｎ ｒ Ｂｌ ｄ ｓ ｏ ｄ ａ ｌｃ Ｔｕ ｂ ｎ ｏ ｆ ｃ ｉ ｎ ａ ｙ ｉ ｎ ｅ ｔ ｎ ｏ ｔ ｎ ｅ ａ ｅ ｆ Ｈｙ ｒ ｕ ｉ ｒ ｉ ｅ ｆ ｒ Ｄｅ ｅ ｔｏ
进行 安全 检测 。
收 稿 日期 ： ０ ｉ １ 一 ０ Ｚ １ － ０１ 作 者 简 介 ： 国 防 （ ９２） 男 ， 级 工 程 师 ， 士 研 究 生 ， 骆 １ ７一 ， 高 硕
这 次检测 出 ９号 机 转 轮 叶 片存 在严 重 裂缝 ，
推 断与 叶 片材料 Ｇ— ４ ｒ ３ ４有 关 。首 先 ， 是 Ｘ Ｃ ｌ Ｎｉ 它
１ ３个 ， 轮 进 口直 径 为 ４ １ 高 为 ２ ２ 是 转 ． ０ｍ， ． ３ｍ，
我国 ２ ０世 纪 ５ ０年代 从前 苏联 引进 的 ， １ ９ 在 ９ ９年 下半 年 Ａ 级 检 修 时进 行 了改 造 。改 造后 的 新 转 轮采 用铸 焊结 构 ， 由不锈 钢 叶片 和 不锈 钢 铸 造 上 冠 、 环组 焊而 成 。叶片采 用 钢板模 压 ， 料 为抗 下 材 气 蚀 、抗 腐 蚀 、 磨 损 和 焊 接 性 能 良 好 的 抗
４ 裂 纹 处 理
根 据现 场 检测 工艺 ， ９号机 １ 号 叶片 背部 在 １ 出水 边 上端 喷上 显 像 剂 后 ， 即 出现 大 面 积 的缺 立 陷 而且 迅 速 扩 展 ， 表 呈 现开 口小 ， 外 内部 开 口大 ， 说 明有 一大 空 腔 ， 面渗 入 大 量 渗 透 剂 。此 类 缺 里 陷严 重 影 响设 备 和机 组 的安 全 运 行 ， 须 立 即进 必
备、 自己施工 建 设 的 第 一座 大 型 水 力 发 电站 。水
电站流 域面 积为 １ ５ ｍ。 正 常高 水 位 下库 容 １８ ０ｋ ， 为 １ ８ ４亿 ｍ。 ７． 。厂 内装有 ９台混 流式水 电 机组 ， 原 总装 机容量 为 ６ ２ ５ Ｍｗ ， 容 后 总装 机容 量 ６． 增 为 ８ ０Ｍｗ ， 时 出力可 达 ８ ５ＭＷ ， １ 短 ５ 多年 平 均发 电量 为 １ ． ８ ６亿 ｋ 。主 体 工 程 于 １ ５ ｗｈ ９ ７年 ４月 开工 ，９ ０年 ４月 首 台机组发 电 ，９ ７年 １ １６ ｌ７ ０月 最 后 ｌ台机 组投 运 。 目前 承担 华 东 电 网 的调频 、 调 峰和事 故备 用任 务 。 ９ 水轮 机改 造 前 采用 Ｐ ６ 号 Ｏ６ ２转 轮 ， 片 为 叶
接 宽度 不 小于 焊波 宽度 的 １ ３ ／ 。倘 若 裂纹 发 生 在 汽蚀 区 内， 先处 理 裂 纹 ， 表 面 加焊 抗 汽蚀 层 。 应 在 裂 纹 在焊 接后 要保 温 和缓 冷 ， 后 才 用 风 砂 轮 进 最 行 表 面修 整 。
５ ）验 收 按 渗 透 检 测 （ Ｔ） 进 行 检 测 ， Ｐ 法 在
转 轮第 ６号 和第 １ 号 叶片 均有裂 纹 ， 图 １ 图 １ 如 和
２所 示 。
３ 裂 缝原 因 分 析
１ ）原 因分析 通 过 查 阅 ９号机 转 轮 叶 片 在 １ ９ 年 下半 年 改 造 时 的相 关 检测 资 料 及 无 损 检 ９９
水 电站 发生 特大 安 全 事故 ， 引起 新 安 江 水 力 发 电
一
种 马 氏 体 不 锈 钢 组 织 ， 接 时 在 热 影 响 区 容 易 焊
出现 粗 大 晶粒 ， 生 淬 硬组 织 ， 塑 性 、 性 比较 产 其 韧
差 ， 易 产 生裂 纹 ； 次 ， 轮 机 发 电 时长 期 受 到 容 其 水
周期 性水 的冲击 作用 ， 容易 产生 疲 劳裂纹 。 很