五凌电力有限公司 五强溪水电厂 湖南怀化 419635
摘要：水力发电是我国电力的重要来源之一，为人们的生产生活提供了必要的电力。当然水力发电机在运作过程中，也是可能出现裂纹、汽蚀等故障的，这就需要采取必要的措施对其进行处理。本文以某一电厂为例，介绍了裂纹处理、汽蚀处理施工方法，提高设备运行的安全性和可靠性。
关键词：转轮；裂纹；汽蚀
1 工程概况
某电厂5号机组水轮机型号HL295-LJ-830，额定出力248MW，最大水头60.1m，最小水头36.2m，额定转速68.18r/min，其转轮公称直径为8.30m，最大直径8.96m，高度为5.165m，重达260吨。5号机转轮为异种钢焊接，上冠、叶片、下环三大件由VOITH的巴西分厂制造后在哈厂组焊加工。上冠、下环为碳钢材质，叶片为ZG0Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢材质。
2裂纹处理
2.1对应力集中易产生裂纹的区域进行表面清洗、抛光和UT、PT检验，并根据检验结果标出所要刨除的区域，从裂纹端部起至少80mm的区域应包括在内，以得到一个平缓的过渡区（见图1、图2）。
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图1裂纹刨除区域
2.2刨除裂纹前运用火焰或电热装置对裂纹部位进行预热处理，预热温度为80℃~100℃。
2.3采用碳弧气刨刨除裂纹，并用砂轮机对碳弧刨处进行清根，以清除气刨时产生的渗碳层，刨除方向是由标识区的端部（无裂纹处）向裂纹方向刨除（见图1），刨出并经过打磨后的坡口必须符合图2的要求，坡口角度可根据空间限制等实际情况进行调整。
2.4进行焊接前的预热处理，从坡口边缘起，加热至少100mm范围内的区域，预热温度控制为80℃~100℃。
2.5施焊采用TS307（A062）或309不锈钢焊条，焊前焊条要在烘箱内烘干至250℃，并保温1小时，随后用保温筒保存，边用边取，以免受潮。焊接规范如表1，焊接速度控制在100~150mm/min，层间温度控制在20℃左右，焊接过程中每焊完一道都须用风铲锤击熔敷金属表面，直至出现麻点，以消除内应力。
表1 转轮焊接规范（TS309焊条）
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2.6进行焊接时必须用引弧板（或熄弧板）与焊缝的端部相连，每个起弧点或熄弧点都必须在引弧板上或在坡口外（参见图2）。
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图2 裂纹刨除深度及端部过渡角
2.7按照图3的要求依次完成以下操作：焊接Ⅰ区、背部清根、PT检验、焊接Ⅱ区、焊接Ⅲ区。
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图3焊接操作步骤
2.8盖面层焊完后再在坡口两侧压边2~3mm焊两道回火焊缝，然后用砂轮机和抛光机打磨施焊部位，使粗糙度达到要求，无损探伤检验合格后即告完成。
3气蚀处理
3.1缺陷部位的清除：对于上冠上较浅的气蚀凹坑使用砂轮机打磨，较深的气蚀凹坑使用碳弧气刨清除并使用砂轮机打磨至露出金属光泽。
3.2 PT探伤：对所有的缺陷清除后的部位进行PT探伤检查。
3.3焊前准备：焊接前对补焊区域及两侧100mm范围内的油污、杂质等进行清理，并对补焊区域预热80℃，预热采用氧-乙炔火焰进行。
3.4气蚀区的补焊
(1)使用A307焊条施焊。A307焊条使用前要经350℃烘干4小时，然后放于100℃的保温箱内储存，焊工在进行焊接过程中必须使用焊条保温筒，焊条要随用随取，未经烘干的焊条严禁使用。
(2)上冠气蚀区的铺焊分四块进行，每一块的焊接采用退步焊，窄焊道、薄焊层，熔敷金属的厚度应比周围母材高出2-3mm，以便后序打磨。多层焊时应使用风铲对前一层焊道表面进行仔细清理。
(3)采用4-6名焊工对称位置施焊，焊接要同向同速同规范。每名焊工先焊每个气蚀的第1、第2块，然后再去焊接另一个气蚀区的第1、第2块，再转回去焊前一个气蚀的第3、第4块，按上述顺序交替施焊，直至气蚀区全部补焊完。
A307焊条的焊接工艺规范：
层间温度（最大）：250℃
电弧电压：24-26V
焊接电流：Ф3.2mm焊条70-110A
焊接速度：80-130mm/min
最大焊道宽度：15mm。
(4)打磨补焊区。打磨补域区的焊道表面至与周围器材光滑过渡，不允许有局部凸起或凹坑存在，打磨表面应满足《水机通流部件标准》。
(5)PT探伤。对打磨后的补焊区域表面进行PT探伤检查。
4安全防范
在施工期间，要做好安全防范工作，让安全检修、维修工作顺利开展，主要措施有以下几点。
4.1加强起重管理
做到每月对起重设备进行检查，发现缺陷及时消除；在进行起重工作前，现对相关的起重设备进行检查，始终保持在良好的运行工况。加强起重用钢丝绳进行维护保养管理；在进行起重工作前，对钢丝绳进行检查，始终保持在良好的状态。
4.2高处作业应采取可靠的安全防坠措施
定期加强对全厂梯子的监管，不合格的立即更换；梯子使用前对其进行全面检查应合格。高于1.5米处工作时应系好安全带；定期对安全带正确使用进行培训。
4.3电焊作业保护措施
进行焊接作业时不定时出来换气，加强对一般焊接作业规范学习；焊接工作完毕后，清理现场焊接不问和焊渣等，应戴防护手套。焊接时下面垫好足够大的石棉布，焊接间断或检修完毕及时清理遗留火种。停电措施列入工作票，工作前由工作负责人仔细检查电源板、各类电动工器具是否合格，检查漏电保护装置是否动作可靠，向工作班成员交代可能触电的危险点和预防措施。
4.4其他措施
探伤和打磨作业，应戴防护眼罩、口罩，同时加强监护，防止人员中毒。作业前交代安全注意事项；戴好防护口罩和眼镜。进入检修现场必须正确佩戴安全帽，着装符合规定要求；施工工具三不落地，在施工地板上面覆盖破布进行防护。检修中产生的垃圾必须随时放置在垃圾桶内，小型工作不需要设垃圾桶的，应将垃圾装入随身携带的垃圾袋或衣兜内。检修区域运行设备增设临时遮拦，并悬挂“运行设备”标示牌。工器具、材料摆放整齐、规范，每日收工后用白布覆盖工具器及材料加以防护。转轮室内应有可靠的防火安全措施，并备有足够的灭火器材；配备充足的照明。
结束语
对于电厂来说，是需要定期对其进行维护的，一旦发现安全隐患，就需要及时对其处理。对于发电机组来说，其转轮是比较容易出现裂纹、汽蚀的，应当采取合理的措施加以维修。这里介绍了常见的裂纹、汽蚀处理方法，让电厂机组正常运行，确保其安全可靠性。
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