特克斯河山口水電站轉輪探傷缺陷處理實例

【摘要】新疆特克斯河山口水電站簡介，使用探傷方法及發現缺陷介紹，工藝描述及缺陷處理結果。

【關鍵詞】缺陷；返修工藝；處理結果

前言

新疆特克斯河山口水電站水輪發電機組為立軸混流式水輪發電機組，裝機三臺，機組額定轉速111.1r/min，水輪機型號HLA551C-LJ-450，額定出力47MW；轉輪標稱直徑450 cm，轉輪材質0Cr13Ni5Mo，按照廠家工藝可用M831A焊條進行補焊工作。水輪發電機組由哈爾濱電機有限責任公司制造，設備的安裝調試由新疆匯通水利水電公司完成，機組于2010年8月并網發電。2014年2月至今已先后按照伊河電力公司主管部門制定檢修計劃分別對G1、G2、G3三臺機組進行了檢查性大修工作，檢修工作由伊河電力檢修分公司承擔完成，試驗工作由電力試驗研究所聯合檢修分公司共同完成。2016年10月20日至2016年12月15日期間完成了特克斯河山口G2機組的檢修及試驗工作。本實例即出自此次檢修工作中現場發現處理缺陷。

一、缺陷情況介紹

G2機組轉輪吊出后依照施工平面布置圖安置在檢修轉輪指定區域后依照工藝進行了探傷檢查。具體檢測方法為采用溶劑去除型滲透檢測進行100%的PT檢測，檢測部位為轉輪焊接區域及臨近區域。現場11℃環境溫度下進行靈敏度測試無異常后經檢查發現上冠出水口母材區有一直徑10mm圓形氣孔缺陷（二次檢查同為此缺陷顯示）。依照下表質量標準判定該缺陷為超標缺陷，需按照工藝進行返修。注：本單位現場采用下表中Ⅱ級質量標準進行驗收。

二、山口水電站轉輪返修工藝

2.1現場進行試塊靈敏度檢查后首先對轉輪葉片焊接區域及相鄰左右各10cm熱影響區范圍內進行光潔表面準備工作。具體為使用內圓磨光機、拋光頭對轉輪葉片焊接區域及熱影響區范圍內的銹蝕、水垢等進行打磨清掃處理。

2.2準備好光潔表面后即可使用強光手電進行視檢，對發現的表面開口缺陷進行標注并做好記錄，以便于在后續的100%滲透檢測中重點進行缺陷的判定工作。

2.3對轉輪葉片焊接區域及熱影響區范圍內進行100%滲透檢測。待顯影劑完全達到顯像時間后現場進行檢查與分析，對于發現的疑似缺陷的分布、尺寸及性質進行初步的確認并做好相應的記錄。對于疑似缺陷處應進行二次滲透檢測，若檢查結果同樣判定為缺陷方可對缺陷進行定性同時也要做好記錄。該記錄既是返修的依據，同時也是確定返修工期的依據。

2.4現場根據缺陷的具體情況應選擇合適、合理的缺陷清根方式：

（1）對于表面開口的裂紋缺陷現場常選用電動打磨工具進行清根工作。本次實例中采用100、125型角磨機和內圓磨光機進行打磨清根。

（2）對于檢查出的缺陷顯示長度較長的未貫穿或貫穿的裂紋，注意要選用“先在兩端端部打眼，然后再分段打磨清根”的方法。具體為找到缺陷顯示的兩端后操作100、125型角磨機和內圓磨光機進行打磨清根，過程中應留有充足的余量，防止由于打磨過程中受力過于集中導致缺陷進一步擴展，無法徹底清根。

2.5確定缺陷已清根徹底后，現場準備出焊接坡口，焊接坡口嚴格控制在40°～45°范圍內，具體深度則根據現場清根處理的世紀情況決定。

2.6焊接方法：根據現場設備的條件，一般選擇采用手工電弧焊的焊接方法。

2.7焊接材料：現場選用M831A焊條（不銹鋼焊條）。

2.8補焊過程

（1）首先使用白布與清洗劑將焊接中產生的所有污物及雜質全部清理干凈。

（2）預熱階段：對要進行補焊的區域及其周邊左右約10cm的熱影響區的母材應進行持續預熱操作且在焊接中要保證該區域溫度要高于100℃，現場根據加熱區域進行選擇通常采取電熱器加熱的方法為主（大面積補焊情況應采用此方法），若遇到加熱區域狹小無法放置加熱器或由于缺陷較小局部補焊操作時則多采用火焰加熱的方法（小面積、局部補焊處理情況宜采用此法）進行加熱操作。

（3）現場焊接操作中，應分層進行焊接且要嚴格掌握每層溫度不得超過170℃，同時在每層焊接結束后應及時進行錘擊目的是完全釋放焊接中產生的殘余應力。

（4）焊接中每層之間的起弧點要控制好距離，一般至少隔開50mm距離。起弧處應使用合適的角磨機、內圓磨光機進行打磨或拋光處理。

（5）對于過流部件轉輪及其葉片來說，表面的圓順和光滑非常重要。補焊操作完成后應及時進行表面葉型光滑度檢查，對于發現的凹坑與凸臺要繼續進行補焊、打磨處理。處理結果禁止有應力集中的情況。

（6）對于補焊處理完成的區域需嚴格按照工藝進行復探，要求檢測結果滿足驗收標準否則需重新按照工藝處理。

三、焊后檢查與打磨

3.1補焊工作完成后就要進行表面打磨工作，此時為防止機械打磨過量故打磨工作宜選用內圓磨光機進行。對于檢查中發現的未焊透、凹坑、咬邊等焊接缺陷需按工藝再次進行處理直至合格。修復后對轉輪進行全面檢查，并對高應力部位如葉片進水口、出水口處進行滲透探傷檢查。

3.2 使用自制樣板檢查焊縫外觀尺寸，對照圖紙檢查，確保過渡圓角光滑符合要求。

3.3 對轉輪的流道表面要進行打磨和拋光，打磨和拋光工作宜選用內圓磨光機進行，三角塊與葉片本體的過渡要光滑，采用輔助檢查樣板，使各葉片形狀一致。所有補焊區域及出水邊高應力區使用內圓磨光機進行打磨并拋光，使其粗糙度達到Ra3.2-Ra1.6的要求。

四、處理結果：

依據山口水電站轉輪返修工藝對該處缺陷進行處理及復探結果如下：使用100型角磨機、內圓磨光機對超標缺陷進行了清根處理，打磨至一長35mm，寬20mm，深度10mm深槽后缺陷顯示徹底消失。現場依照上述工藝進行了分層補焊、表面打磨處理后復探結果合格。