一种水轮机转轮装焊三角块的方法技术

本发明专利技术公开一种水轮机转轮装焊三角块的方法。通过转轮在立放和卧放状态下，以芯轴工具把合组焊、转轮平吊布置场地、转轮起吊卧放、三角块装配、三角块焊接、焊后打磨及检查的方法，进行水轮机转轮叶片上冠和下环位置三角块的装配焊接。本发明专利技术可以应用于水轮机转轮叶片三角块的装配焊接，对转轮叶片与上冠和下环相接位置以三角块进行局部补强，以避免由于结构不连续和局部高应力所导致的疲劳断裂问题，保证水轮机转轮的安全稳定运行。证水轮机转轮的安全稳定运行。证水轮机转轮的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种水轮机转轮装焊三角块的方法


[0001]本专利技术涉及一种水轮机领域，尤其涉及一种水轮机转轮装焊三角块的方法。

技术介绍

[0002]水轮机是水电站的心脏，而转轮又是水轮机最核心的部件，其寿命的长短直接影响水电机组的效益和可用性。近年来一些电站随着机组长时间带低负荷运行，转轮叶片相继有裂纹产生且逐年加剧，且经过电站修复，转轮裂纹没有减轻或者消除，反而是呈逐渐加剧的趋势，若不采取有效措施，裂纹必将得不到有效控制，长此以往威胁电站安全稳定运行。水电机组的运行工况超出稳定运行区是转轮叶片产生裂纹的主要原因之一。运行工况对叶片产生裂纹的影响主要反映在不同水头、不同负荷下，叶片承受的动载荷不同。水轮机运行在小负荷区及强涡带区时，叶片的动应力较大。同时，水轮机在不合理的工况下运行还可能与机组不稳定运行的其它因素叠加，加速裂纹的形成和发展。因此，机组运行工况不良是造成转轮叶片产生的主要原因。
[0003]通过对转轮裂纹情况进行判断，机组长期在低负荷运行是造成叶片裂纹的一个主要因素。在今后若机组延续在低负荷运行工况运行，转轮裂纹将呈逐年加剧的趋势。裂纹长度逐渐加长，裂纹形式由浅表性裂纹向贯穿性裂纹发展，长此以往将造成机组效率下降、振动加剧，威胁机组安全稳定运行。另外，反复修复将减少转轮的使用寿命。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种解决水轮机转轮裂纹问题的水轮机转轮装焊三角块的方法，本专利技术的技术方案为：
[0005]步骤一：芯轴工具把合组焊：在工具环板非加工面焊接临时吊耳，工具环板平吊至转轮上冠联轴固定面侧，将工具环板的光孔与转轮联轴法兰孔对齐固定，芯轴起吊后穿入工具环板中心孔，以筋板将芯轴与工具环板搭焊牢固，在转轮下方装配梯形挡板，将梯形挡板与转轮泄水锥内圆打紧靠严后，与芯轴搭焊牢固，以筋板将芯轴与工具环板进行焊接连接，对梯形挡板与芯轴进行焊接连接；
[0006]步骤二：转轮平吊布置场地：在加工平台中心确定转轮中心点，划出X线、Y线、转轮下环轮廓线，以等边三角形布置三个支墩，其中左支墩和右支墩为转轮卧放时支撑用，中间支墩作为转轮平放时支撑用，用角钢将左支墩和右支墩进行搭焊连接；
[0007]步骤三：转轮起吊卧放：在下环外圆平行于芯轴方向焊接不锈钢吊耳，将转轮整体吊起，使转轮转为卧放位置，转轮吊起后，将芯轴支墩布置在左支墩、右支墩上，将芯轴支墩与左支墩和右支墩间两侧搭焊牢固，搭焊长度≥50mm，将中间支墩撤走,转轮卧放于左支墩和右支墩上；
[0008]步骤四：三角块装配：确定上冠、下环及叶片上与三角块接触的区域，并对此区域打磨露出金属光泽，对干涉区域进行打磨清除，经PT探伤检查无超标缺陷，按图纸装配三角块，以叶片正压面为基准将三角块的正压面对正、平齐，进行搭焊固定；
[0009]步骤五：三角块焊接：三角块焊接时，采用手工电弧焊，焊接材料选择Φ3.2mm，焊条G367M；对起弧和收弧处打磨清理，施焊下一道焊缝之前，应清除焊道表面的所有熔渣，对裂纹、未熔合、焊瘤、焊道成型不良以及焊接质量产生不良影响的可见缺陷进行清除；叶片负压面焊接完成后清除陶瓷衬垫，检查焊缝成形情况，成形不佳时打磨去除根部成形不良区域；
[0010]步骤六：焊后打磨：第一次，对三角块与叶片、上冠、下环间焊接区域进行粗磨和半精磨，使三角块与相邻区域平滑、光顺过渡，去除过渡区域所有凹坑和尖角；第二次，对三角块与叶片、上冠、下环间焊接区域进行精磨，表面粗糙度不低于Ra3.2；
[0011]步骤七：打磨后检查：在精磨后进行PT探伤检查至合格；使用型线样板对三角块出水边型线进行检查；对出水边打磨区域进行PT探伤检查至合格；检查合格后将转轮起吊翻转至正放位置，拆除芯轴，完成三角块装焊。
[0012]在上述水轮机转轮装焊三角块的方法的步骤一中，工具环板的光孔与转轮联轴法兰孔对齐固定时，对点交替分2～3次进行把紧，最后使用手锤打击把紧。
[0013]在上述水轮机转轮装焊三角块的方法的步骤一中，将梯形挡板与芯轴进行焊接连接时，观察梯形挡板与转轮泄水锥内圆间隙，如产生局部间隙则对梯形挡板与芯轴进行搭焊连接。
[0014]在上述水轮机转轮装焊三角块的方法的步骤二中，支墩布置时为避免伤及厂房地面，所有支墩下方均布置黑胶皮，将支墩上平面找平至与加工平台高度距离一致，支墩上方与转轮接触位置放置铜皮作为垫板。
[0015]在上述水轮机转轮装焊三角块的方法的步骤三中，将转轮整体吊起，使转轮转为卧放位置时，起吊翻身时钢丝绳与转轮本体间接触位置用毛毡格挡。
[0016]在上述水轮机转轮装焊三角块的方法的步骤四中，如三角块与叶片间自然形成的坡口较小，在三角块负压面侧打磨制备坡口，使坡口角度有利于焊接，坡口角度控制在40
°
～45
°
；
[0017]在上述水轮机转轮装焊三角块的方法的步骤五中，焊前对焊接坡口及周围20mm范围内的油污、锈蚀、探伤残留液影响焊接质量的杂质清除干净，焊前在叶片正压面粘贴陶瓷衬垫。
[0018]在上述水轮机转轮装焊三角块的方法的步骤六中，在对焊接区域精磨后，对三角块出水边进行型线打磨和抛光，使表面粗糙度达到Ra3.2～Ra1.6，出水边及出水边与原叶片、上冠、下环间过渡区域不允许存在任何应力集中点。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]1.在叶片上冠和下环出水边侧装焊三角块，以降低局部高应力区的应力，限制水轮机在各运行工况下转轮的动态应力幅值，起到延缓裂纹产生的作用；
[0021]2.优化转轮叶片的局部结构尺寸、适当加厚局部区域，由于补强三角块尺寸对转轮疲劳寿命影响十分显著，可作为预估疲劳寿命参考。
附图说明
[0022]图1为转轮与芯轴工具装焊示意图。
[0023]图2为转轮与梯形挡板装焊示意图。
[0024]图3为转轮立放示意图。
[0025]图4为转轮平吊布置场地示意图。
[0026]图5为转轮下环焊接吊耳示意图。
[0027]图6为转轮卧放示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0029]一种水轮机转轮装焊三角块的方法,具体实施步骤如下：
[0030]步骤一：芯轴工具把合组焊：如图1、图2、图3所示，在工具环板1非加工面焊接临时吊耳2，工具环板1平吊至转轮上冠联轴固定面侧，将工具环板的光孔4与转轮联轴法兰孔3对齐固定，芯轴5起吊后穿入工具环板1中心孔，以筋板6将芯轴5与工具环板1搭焊牢固，在转轮7下方装配梯形挡板8，将梯形挡板8与转轮泄水锥9内圆打紧靠严后，与芯轴5搭焊牢固，以筋板将芯轴5与工具环板1进行焊接连接，对梯形挡板8与芯轴5进行焊接连接；
[0031]步骤二：转轮平吊布置场地：如图4所示，在加工平台中心确定转轮中心点，划出X线、Y线、转轮下环轮廓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水轮机转轮装焊三角块的方法，其特征包括如下步骤：步骤一：芯轴工具把合组焊：在工具环板(1)非加工面焊接临时吊耳(2)，工具环板(1)平吊至转轮上冠联轴固定面侧，将工具环板的光孔(4)与转轮联轴法兰孔(3)对齐固定，芯轴(5)起吊后穿入工具环板(1)中心孔，以筋板(6)将芯轴(5)与工具环板(1)搭焊牢固，在转轮(7)下方装配梯形挡板(8)，将梯形挡板(8)与转轮泄水锥(9)内圆打紧靠严后，与芯轴(5)搭焊牢固，以筋板将芯轴(5)与工具环板(1)进行焊接连接，对梯形挡板(8)与芯轴(5)进行焊接连接；步骤二：转轮平吊布置场地：在加工平台中心确定转轮中心点，划出X线、Y线、转轮下环轮廓线，以等边三角形布置三个支墩，其中左支墩(10)和右支墩(11)为转轮(7)卧放时支撑用，中间支墩(12)作为转轮(7)平放时支撑用，用角钢将左支墩(10)和右支墩(11)进行搭焊连接；步骤三：转轮起吊卧放：在下环外圆平行于芯轴(5)方向焊接不锈钢吊耳(13)，将转轮(7)整体吊起，使转轮(7)转为卧放位置，转轮(7)吊起后，将芯轴支墩(15)布置在左支墩(10)、右支墩(11)上，将芯轴支墩(15)与左支墩(10)和右支墩(11)间两侧搭焊牢固，搭焊长度≥50mm，将中间支墩(12)撤走,转轮卧放于左支墩(10)和右支墩(11)上；步骤四：三角块装配：确定上冠(17)、下环(18)及叶片(16)上与三角块(14)接触的区域，并对此区域打磨露出金属光泽，对干涉区域进行打磨清除，经PT探伤检查无超标缺陷，按图纸装配三角块(14)，以叶片(16)正压面为基准将三角块(14)的正压面对正、平齐，进行搭焊固定；步骤五：三角块焊接：三角块(14)焊接时，采用手工电弧焊，焊接材料选择Φ3.2mm，焊条G367M；对起弧和收弧处打磨清理，施焊下一道焊缝之前，清除焊道表面的所有熔渣，对裂纹、未熔合、焊瘤、焊道成型不良以及焊接质量产生不良影响的可见缺陷进行清除；叶片(16)负压面焊接完成后清除陶瓷衬垫，检查焊缝成形情况，成形不佳时打磨去除根部成形不良区域；步骤六：焊后打磨：第一次，对三角块(14)与叶片(16)、上冠(17)、下环(18)间焊接区域进行粗磨和半精磨，使三角块(14)与相邻区域平滑、光顺过渡，去除过渡区域所有凹坑和尖角；第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治国，覃大清，赵越，李志和，轩秋月，钟苏，王立春，赵波，苏宇山，刘保生，马文豪，王鉴，杨云凯，
申请(专利权)人：哈尔滨电机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：