精密修復工藝在喜河水電站的應用

李 新

(喜河水力發電廠,陜西省石泉縣 725271)

文章編號：1006—2610(2015)05—0056—02

精密修復工藝在喜河水電站的應用

李 新

(喜河水力發電廠,陜西省石泉縣 725271)

針對喜河水電站機組接力器在運行過程中出現的損壞漏油現象，客觀地分析了活塞桿損壞的原因，提出了運用精密修復工藝現場修復的方法，提高了工作效率，降低了成本。

活塞桿；漏油；微脈沖修補；修復

0 前 言

喜河水電站位于陜西省石泉縣境內漢江干流上，為漢江干流梯級水電站之一。電站總裝機容180 MW(3×60 MW),是具有上導軸承的半傘形結構。水輪機為軸流轉槳式，型號為ZZD394-LH-580，發電機型號為SF60-52/9500，最高水頭32.5 m，設計水頭25 m，最低水頭13 m，設計出力61.5 MW，年發電量4.878億kWh，主要承擔陜西電網的調峰任務。首臺機組已于2006年6月30日正式投產發電，2006年 12月19日3臺機組全部投產發電。

1 導葉接力器結構及參數

機組采用無導管直缸式接力器，布置于水車室第Ⅰ、Ⅱ象限。活塞桿直接固定安裝在活塞上，另一端通過連接板及圓柱銷、偏心銷與控制環連接，偏心銷主要用于調整壓緊行程。活塞采用孔用方形密封環及導向環替代傳統的活塞環進行密封。在接力器前缸蓋上設置有承載能力高，減摩耐磨性好的雙金屬自潤滑軸承(套)及XY型組合密封裝置，軸承主要起導向及承載作用。

導葉接力器技術參數見表1。

表1 導葉接力器技術參數表

2 導葉接力器使用及損壞原因分析

喜河水電站機組自2006年投運以來，調速系統運行狀況較差，特別是到冬季氣溫較低時(10 ℃以下)調速器主配活塞動作遲緩，甚至發卡不能動作，經檢查是由于油液中含有膠質油泥，油液不凈造成。對汽輪機油油質經過數次過濾、更換后，調速器工作正常。但是，由于油系統管路、接力器未經過分解清洗，這種膠質油泥仍有部分存留在油系統中，經過長時間運行，逐漸聚集在接力器活塞桿及軸承間隙處。雙金屬自潤滑軸承由于結構及設計原因，未能有效固定，只在端部表面采用點焊方法固定。活塞桿長期往復運動，由于膠質油泥的存在，增大了活塞桿與軸承的摩擦力，導致軸承被拉出軸承座，進而被活塞擠壓變形，造成活塞桿大面積軸向拉傷(圖1)。同時，XY型組合密封裝置損壞，導致運行時泄漏，每天漏油約130 kg，壓油泵頻繁啟動、維護人員需定期向油槽補油。同時，大量漏油影響接力器運行穩定，嚴重時機組將無法運行甚至停機。

圖1 活塞桿表面損傷圖

3 導葉接力器的修復

3.1 修復方法選擇

在水電站中，活塞桿不屬于常用備件。按照傳統的處理方式，一般都是損壞后向廠家定購更換或將該活塞桿返廠重新修復。這2種方式生產成本高，耗時長，且拆、裝工作量相當大，在無機組大修時實施非常困難。技術人員通過多方調研、查看相關資料對比，優化檢修方案，確定采用精密修復工藝“微脈沖修補技術”在工作現場實施修復。

微脈沖修補技術是利用專用修補機，將存儲于電容器中的電能，在瞬間釋放于電阻率較大的鋼鐵等金屬材料組成的工件和補材的連接處，接觸電阻使它們迅速發熱而熔接在一起。該工藝發熱范圍小(<1 mm2)、時間短(ms級)產生的平均熱量很小，所以就工件基體來說，發熱很少，故不會產生工件變形、退火、變色現象，且熔接強度高、修補精度高、修補速度快，適合用于活塞類精密部件維修。微脈沖專用修補機體積小巧、重量輕，類似于手提式小型電焊機，不受空間限制，使用靈活。該修補機操作簡單，操作人員只需具備鉗工基礎技能，并進行簡單培訓，掌握修補機操作方法即可獨立操作。

3.2 修補工藝

補材選用42鉻鉬合金鋼，活塞桿采用42CrMo鋼制造，其表面進行高頻淬火，使表面硬度達到HRC45～55。活塞桿表面鍍鉻后，與鉻鉬合金鋼組織結構相近，焊補的金屬層能與活塞桿母體很好地相熔，強度、硬度、耐磨性和防銹蝕能力等均能滿足使用要求。

焊補前，用小型電磨機將活塞桿表面拉痕磨至溝槽底部略低，清洗干凈后用修補機焊頭將待修補表面逐點燒灼，形成直徑、深度約0.8 mm左右的凹坑密布，以增加補材的附著強度。修補時，根據待補區域尺寸選擇合適厚度補材，覆蓋于修補區，然后焊頭將其逐點焊牢、焊實，用小錘輕擊檢查，如聲音空洞可繼續焊接，直至敲擊聲音實在、無空洞音。補焊完成后，補材應略高于活塞桿表面0.2 mm，以便銼削、研磨，使其精度達到要求。活塞桿修磨好后，清洗干凈測量其直徑和圓柱度應符合要求(圖2)。

圖2 活塞桿表面修復效果圖

活塞桿修后技術參數見表2。

表2 活塞桿修后數據表

3.3 修后試驗

為了保證活塞桿修理后的質量和性能，按規程要求對其進行了性能試驗。觀察其工作情況，接力器活塞桿工作正常，無異常摩擦、無異音，補焊部位無脫焊等異常、密封處無泄漏，完全滿足使用要求。

4 結 語

采用微脈沖修補技術的方法修復損壞嚴重的活塞桿，操作工藝簡單可靠，加工精度容易控制，不但可以降低生產成本，且可以提高工作效率，質量達到理想效果。該技術的成功應用，為精密修復技術在水電站的推廣奠定了良好的基礎。

[1] 彭興禮.機械再制造特種修復技術[M].北京：化學工業出版社，2011.

[2] 楊學成,楊永剛.液壓缸活塞桿拉傷的不解體修復[J].工程機械與維修，2000，(04)：82.

Application of Precise Remedy Technology in Xihe Hydropower Plant

LI Xin

(Xihe Hydropower Plant, Shiquan County, Shaanxi 725271，China)

Concerning oil leakage of servomotor during operation in Xihe Hydropower Plant, causes for the rod damage are analyzed objectively. The precise remedy technology is proposed for repair at site. This improves work efficiency and reduces cost.Key words:piston rod; oil leakage; micro-pulse repair; remedy

2015-05-09

李新(1975- )，男，陜西省石泉縣人，助理工程師，從事水輪機組檢修維護管理工作.

TV738

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10.3969/j.issn.1006-2610.2015.05.016