水電廠重要金屬部件典型案例分析演示文稿

水電廠重要金屬部件典型案例分析演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一（優(yōu)選）水電廠重要金屬部件典型案例分析現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1、水輪機(jī)主要部件《水電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》8.1水輪機(jī)主要部件的技術(shù)監(jiān)督a）每次C級(jí)及以上檢修均應(yīng)對(duì)大軸、轉(zhuǎn)輪（漿葉）、泄水錐、轉(zhuǎn)輪室（排水環(huán)）、導(dǎo)葉及操作機(jī)構(gòu)（包含連桿、轉(zhuǎn)臂、控制環(huán)、接力器、重錘吊桿吊耳）、蝸殼、管型座、頂蓋、座環(huán)、底環(huán)、基礎(chǔ)環(huán)、尾水管里襯等及其附屬結(jié)構(gòu)件進(jìn)行外觀檢查，對(duì)出現(xiàn)異常的部位或有懷疑的部位應(yīng)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。b）每次B級(jí)及以上檢修均應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)輪室（排水環(huán)）的焊縫和應(yīng)力集中部位進(jìn)行滲透檢測(cè)或磁粉檢測(cè)，轉(zhuǎn)輪焊縫檢測(cè)數(shù)量比例不低于50%，檢測(cè)部位為轉(zhuǎn)輪出水側(cè)，檢驗(yàn)長(zhǎng)度為單條焊縫長(zhǎng)度的1/4且不小于100mm，轉(zhuǎn)輪室（排水環(huán)）焊縫檢測(cè)長(zhǎng)度比例不低于10%，必要時(shí)進(jìn)行超聲檢測(cè)或射線檢測(cè)，無(wú)損檢測(cè)應(yīng)按JB/T4730執(zhí)行，并形成完整的檢測(cè)記錄。在檢修周期內(nèi)，根據(jù)缺陷情況，可適當(dāng)增加檢查次數(shù)。現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1、水輪機(jī)主要部件c）對(duì)處在泥沙含量大的江河上的機(jī)組，每次B級(jí)及以上檢修均應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)輪（漿葉）、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪室、蝸殼、管型座、座環(huán)、尾水管里襯的氣蝕和磨損情況進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)和記錄，并采取相應(yīng)的處理對(duì)策。氣蝕的測(cè)量與評(píng)定應(yīng)按GB/T15469.1的規(guī)定執(zhí)行。在檢修周期內(nèi)，根據(jù)泥沙磨損、氣蝕損壞等情況，可適當(dāng)增加檢查次數(shù)。d）新機(jī)組投產(chǎn)后第一次A級(jí)或B級(jí)檢修應(yīng)對(duì)水輪機(jī)大軸進(jìn)行滲透檢測(cè)和超聲檢測(cè)，以后每次A級(jí)檢修均進(jìn)行滲透檢測(cè)和超聲檢測(cè)；對(duì)運(yùn)行1×105h以上的大軸每次B級(jí)及以上檢修均應(yīng)進(jìn)行滲透檢測(cè)和超聲檢測(cè)。當(dāng)大軸出現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行滲透檢測(cè)和超聲檢測(cè)，檢測(cè)部位為軸徑變化或磨損部位，無(wú)損檢測(cè)應(yīng)按JB/T4730執(zhí)行。e）轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)輪室等金屬部件的裂紋、氣蝕、磨損等缺陷的焊接修復(fù)應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第6章相關(guān)條款執(zhí)行。現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.1葉片裂紋近年來(lái)，很多大中型混流式水輪機(jī)在運(yùn)行較短的時(shí)間內(nèi)，其轉(zhuǎn)輪的上冠、下環(huán)與葉片焊縫及熱影響區(qū)出水邊附近出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象非常普遍，比如東江、鳳灘、柘溪、三板溪、五強(qiáng)溪等水電廠。現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.1葉片裂紋現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.1葉片裂紋現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.1葉片裂紋現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.1葉片裂紋現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.1葉片裂紋現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.1葉片裂紋葉片在上冠、下環(huán)出水邊均存在不同程度的裂紋，而且個(gè)別葉片的裂紋還比較嚴(yán)重。從統(tǒng)計(jì)情況看：葉片裂紋存在重發(fā)性傾向，出現(xiàn)裂紋葉片個(gè)數(shù)整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，裂紋長(zhǎng)度均有所增加。

現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.1葉片裂紋（1）發(fā)生裂紋比例較高的是近年新開(kāi)發(fā)的高效率轉(zhuǎn)輪，特別是大型和巨型轉(zhuǎn)輪。隨著設(shè)計(jì)水平的提高，葉片的線型越來(lái)越符合水流規(guī)律，但對(duì)葉片的動(dòng)載荷研究卻相對(duì)滯后。（2）在葉片裂紋的斷口表面，可以觀察到裂紋擴(kuò)展過(guò)程中，由于載荷變化在裂紋前沿留下的貝殼線，說(shuō)明裂紋屬于疲勞破壞。（3）裂紋均發(fā)生在應(yīng)力較高的下環(huán)（上冠）與葉片出水邊的連接焊縫或熱影響區(qū)處，此部位也是水輪機(jī)運(yùn)行中工作應(yīng)力較高的部位，因此裂紋的發(fā)生是內(nèi)應(yīng)力和工作應(yīng)力聯(lián)合作用的結(jié)果。現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.1葉片裂紋現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.1葉片裂紋目前，對(duì)于近年來(lái)頻繁產(chǎn)生的轉(zhuǎn)輪接頭開(kāi)裂問(wèn)題原因，主要可以歸納為：（1）葉片裂紋的產(chǎn)生是材料選擇問(wèn)題，目前廣泛采用的不銹鋼葉片材料0Cr13Ni5Mo的抗疲勞性能不如原葉片材料低合金鋼20SiMn。（2）葉片裂紋是鑄造質(zhì)量問(wèn)題，是由氣孔、砂眼、疏松和縮孔等鑄造缺陷引起的。（3）歸咎于焊接工藝，焊接不當(dāng)，產(chǎn)生大量微裂紋，或造成熱影響區(qū)組織脆化是產(chǎn)生葉片裂紋的原因。（4）由于焊接采用奧氏體焊條，奧氏體與馬氏體線膨脹系數(shù)差很大，退火熱處理不能消除焊接殘余應(yīng)力，焊接殘余應(yīng)力過(guò)高是產(chǎn)生葉片裂紋的根本原因。（5）轉(zhuǎn)輪在焊后去應(yīng)力熱處理過(guò)程中，在焊接融合線處發(fā)生碳遷移，使馬氏體熱影響區(qū)含碳量增加，發(fā)生脆化現(xiàn)象。因此，焊后去應(yīng)力熱處理是造成葉片裂紋的原因?，F(xiàn)在是14頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.1葉片裂紋

（6）大型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的葉片出水邊過(guò)長(zhǎng)，由于厚度較薄，剛度不足。在水流沖擊下，葉片出水邊發(fā)生振動(dòng)。在葉片出水邊的中部，葉片可以通過(guò)彈性變形釋放應(yīng)力，但葉片靠近上冠的位置，由于上冠的約束不能發(fā)生較大的變形釋放應(yīng)力，故在循環(huán)應(yīng)力作用下，發(fā)生局部塑性變形，長(zhǎng)期塑性破壞累積的結(jié)果，疲勞裂紋萌生并擴(kuò)展。（7）由于轉(zhuǎn)輪尺寸不斷增加，轉(zhuǎn)輪的固有頻率不斷降低。目前，大型混流式轉(zhuǎn)輪的固有頻率接近轉(zhuǎn)頻，易發(fā)生共振，產(chǎn)生疲勞裂紋。（8）借助于三維流體水力軟件，葉片的型線不斷改進(jìn)，厚度逐漸減薄，轉(zhuǎn)輪的水力性能明顯提高，效率已達(dá)到94%以上。但水力設(shè)計(jì)尚不能提供轉(zhuǎn)輪承受的動(dòng)載荷譜，無(wú)法進(jìn)行有效的疲勞強(qiáng)度計(jì)算，一些新型高效率轉(zhuǎn)輪的葉片強(qiáng)度，特別是抗動(dòng)載荷的能力不足，葉片易發(fā)生疲勞破壞。（9）葉片型線加工問(wèn)題，造成葉片局部強(qiáng)度不足或應(yīng)力集中，是產(chǎn)生葉片裂紋的原因?，F(xiàn)在是15頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.2轉(zhuǎn)輪氣蝕氣蝕是水電廠轉(zhuǎn)輪失效的一種常見(jiàn)形式，特別是對(duì)于目前常用的ZG20SiMn和ZG0Cr13Ni4Mo兩種鋼材的轉(zhuǎn)輪而言，氣蝕的損害嚴(yán)重程度就顯得更加明顯?，F(xiàn)在是16頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.2轉(zhuǎn)輪氣蝕混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪經(jīng)常出現(xiàn)氣蝕的部位：葉片的背水面；泄水錐與上冠的連接附近區(qū)域（特別是減壓孔附近）；尾水管部位。其中以葉片背水面上冠附近區(qū)域氣蝕損傷最為嚴(yán)重。而葉片的進(jìn)水面幾乎不發(fā)生氣蝕現(xiàn)象?，F(xiàn)在是17頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.2轉(zhuǎn)輪氣蝕氣蝕部位裂紋現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.2轉(zhuǎn)輪氣蝕氣蝕產(chǎn)生的原因：根據(jù)混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的工作原理，系通過(guò)葉片將水流的動(dòng)量矩轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)力矩，水流動(dòng)量矩的改變表明葉片迎水面與背水面存在壓差。一般情況下，葉片的迎水面為正壓，背水面為負(fù)壓。往往背水面靠近出水邊的壓力達(dá)到最低值，氣泡在此形成的幾率較大，氣泡運(yùn)行到高壓區(qū)，在高壓作用下使氣泡瞬間破滅產(chǎn)生的巨大的沖擊力形成氣蝕。這就是所謂的機(jī)械作用氣蝕機(jī)理。這也說(shuō)明了氣蝕常發(fā)生在葉片的背水面出水邊?，F(xiàn)在是19頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.2轉(zhuǎn)輪氣蝕嚴(yán)重的氣蝕用肉眼和放大鏡進(jìn)行目視宏觀檢查就可以檢查出來(lái)，對(duì)于初期的氣蝕以及需要比較精確測(cè)定尺寸的缺陷就需要通過(guò)無(wú)損檢測(cè)來(lái)檢查。根據(jù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪規(guī)格尺寸較大且表面較為粗糙同時(shí)葉片厚度變化較大的特點(diǎn)，水電廠一般采用磁粉探傷、滲透探傷。無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)采用JB/T4730-2005《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.2轉(zhuǎn)輪氣蝕氣蝕的修復(fù)工藝：

對(duì)于檢查發(fā)現(xiàn)的嚴(yán)重氣蝕部位，應(yīng)進(jìn)行修復(fù)，一般采用A102和A042焊條進(jìn)行修復(fù)，效果較好。

但是，以往在修復(fù)中對(duì)碳弧氣刨刨開(kāi)的氣蝕部位很少進(jìn)行表面打磨處理，因此遺留了較多的滲碳層，這些滲碳層導(dǎo)致補(bǔ)焊處組織發(fā)生改變，在運(yùn)行不長(zhǎng)時(shí)間后容易在滲碳層處形成新的裂紋或氣蝕。因此，必須強(qiáng)調(diào)對(duì)于碳弧氣刨刨開(kāi)的部位，應(yīng)采用磨光機(jī)修磨，去除表面的滲碳層?，F(xiàn)在是21頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.3導(dǎo)葉裂紋某水電廠5號(hào)水輪機(jī)導(dǎo)葉裂紋情況：5號(hào)機(jī)組于2005年3月正式投入運(yùn)行，導(dǎo)葉材質(zhì)0Cr13Ni5Mo。2005年8月首次檢查發(fā)現(xiàn)6號(hào)活動(dòng)導(dǎo)葉存在嚴(yán)重貫穿裂紋，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)4、9、22號(hào)活動(dòng)導(dǎo)葉存在不同程度的裂紋、夾渣等缺陷。2007年11月5號(hào)機(jī)組檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)6號(hào)活動(dòng)導(dǎo)葉上端部靠軸頸位置存在一條長(zhǎng)180mm裂紋。2008年12月5號(hào)機(jī)組檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)6號(hào)活動(dòng)導(dǎo)葉上端部（2007年處理部位）存在一條長(zhǎng)20mm、深6mm裂紋。2009-2011年檢查均未發(fā)現(xiàn)裂紋。2012年2月檢修時(shí)又發(fā)現(xiàn)6號(hào)活動(dòng)導(dǎo)葉產(chǎn)生三條裂紋，其中兩條裂紋出現(xiàn)在原裂紋處理位置，另一條為新發(fā)現(xiàn)裂紋。5號(hào)機(jī)組導(dǎo)葉在每年機(jī)組小修中均進(jìn)行宏觀檢查，2008年導(dǎo)葉裂紋處理后，其他導(dǎo)葉均未發(fā)現(xiàn)裂紋。現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.3導(dǎo)葉裂紋6號(hào)活動(dòng)導(dǎo)葉裂紋詳情：（1）導(dǎo)葉上端部靠軸頸處裂紋，長(zhǎng)約90mm，深度約12.9mm（超聲檢測(cè)估計(jì)深度），位于2007年和2008年處理的裂紋部位；（2）導(dǎo)葉下端部靠軸頸處裂紋，長(zhǎng)約100mm，深度約19mm（超聲檢測(cè)估計(jì)深度），系新發(fā)現(xiàn)裂紋；（3）導(dǎo)葉中部裂紋，長(zhǎng)約70mm，深度約14mm（超聲檢測(cè)估計(jì)深度），位于2005年處理的裂紋部位?，F(xiàn)在是23頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.3導(dǎo)葉裂紋現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.3導(dǎo)葉裂紋現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.3導(dǎo)葉裂紋現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.3導(dǎo)葉裂紋2012年以及2005、2007、2008年的裂紋清除過(guò)程中均發(fā)現(xiàn)裂紋位置存在夾雜、氣孔等鑄造缺陷。認(rèn)為：裂紋產(chǎn)生原因系因6號(hào)導(dǎo)葉中原始鑄造缺陷在機(jī)組導(dǎo)葉開(kāi)關(guān)動(dòng)作和長(zhǎng)期運(yùn)行中水流激振環(huán)境等作用下，萌生微裂紋并擴(kuò)展，從而形成裂紋。

現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.3導(dǎo)葉裂紋處理方式：目前清除裂紋，焊接修復(fù)；加強(qiáng)檢查；利用大修機(jī)會(huì)盡快更換6號(hào)活動(dòng)導(dǎo)葉?，F(xiàn)在是28頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.4轉(zhuǎn)輪室裂紋某水電廠共安裝9臺(tái)燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)30MW，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑6.9m。水輪機(jī)由日本日立公司總體設(shè)計(jì)，其中1-3號(hào)機(jī)組系日本日立公司制造，4-9號(hào)機(jī)組系哈爾濱電機(jī)廠制造。4-9號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪室：軸向尺寸4.235m，分為球面段、過(guò)渡段、尾部擴(kuò)散段（厚度分別為45mm、30mm、25mm），球形段材質(zhì)0Cr18Ni9，其它段材質(zhì)Q235。1-3號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪室系整體結(jié)構(gòu)（分兩瓣），4-9號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪室在過(guò)渡段中間部位設(shè)置了分段法蘭?，F(xiàn)在是29頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.4轉(zhuǎn)輪室裂紋裂紋出現(xiàn)在球面段與過(guò)渡段連接焊縫、過(guò)渡段與分段法蘭連接焊縫，尤其以過(guò)渡段與分段法蘭上游側(cè)連接焊縫最嚴(yán)重。2011年6-7月檢查，5號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪室過(guò)渡段與分段法蘭連接焊縫發(fā)現(xiàn)多處貫穿性裂紋，最長(zhǎng)達(dá)2.3m。原因：其一，轉(zhuǎn)輪室厚度太薄，剛度較差，機(jī)組運(yùn)行引起的振動(dòng)偏大；其二，分段，增加了焊縫數(shù)量，且其焊接質(zhì)量也未得到有效保證?，F(xiàn)在是30頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.4轉(zhuǎn)輪室裂紋現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.4轉(zhuǎn)輪室裂紋6號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪室球面段與過(guò)渡段連接焊縫裂紋現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.4轉(zhuǎn)輪室裂紋5號(hào)機(jī)組在2012-2013年大修中轉(zhuǎn)輪室進(jìn)行了整體更換：取消分段法蘭；球面段、過(guò)渡段、尾部擴(kuò)散段材質(zhì)均采用不銹鋼材質(zhì)，避免異種鋼焊接；球面段、過(guò)渡段厚度增加為60mm，尾部擴(kuò)散段厚度增加為40mm，從而增加轉(zhuǎn)輪室整體剛度。4號(hào)、6-9號(hào)機(jī)組目前系采用加筋板的形式，以避免水淹廠房的事故發(fā)生。現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.5轉(zhuǎn)輪室氣蝕某水電廠裝設(shè)4臺(tái)19.9MW燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，分別于2007年3月、6月、9月及11月投運(yùn)?，F(xiàn)在是34頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.5轉(zhuǎn)輪室氣蝕2009年機(jī)組檢修時(shí)，4臺(tái)機(jī)組氣蝕檢查槳葉葉片、導(dǎo)葉和輪轂未發(fā)現(xiàn)氣蝕，在槳葉經(jīng)常運(yùn)行的轉(zhuǎn)輪室里襯圓周區(qū)域發(fā)現(xiàn)300-800mm的氣蝕麻面，深度1-2mm；2010年機(jī)組檢修時(shí)，氣蝕檢查發(fā)生部位仍在轉(zhuǎn)輪室里襯，深度在3-5mm，3號(hào)機(jī)組最深8-10mm（局部點(diǎn)）；2011年機(jī)組檢修時(shí)，氣蝕檢查發(fā)生部位仍在轉(zhuǎn)輪室里襯，深度在5-7mm，3號(hào)機(jī)組平均深度10mm，局部點(diǎn)15-20mm，且內(nèi)部初具蜂窩狀；3號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪室里襯氣蝕面積約10m2,金屬失重量約1000kg。4臺(tái)機(jī)組依據(jù)檢查情況，氣蝕發(fā)生部位相同，呈加速發(fā)展趨勢(shì)。綜合評(píng)價(jià)，該廠轉(zhuǎn)輪室氣蝕屬間隙氣蝕，氣蝕機(jī)理和區(qū)域相同，4臺(tái)機(jī)組轉(zhuǎn)輪室里襯氣蝕嚴(yán)重程度排序?yàn)?號(hào)機(jī)組、4號(hào)機(jī)組、1號(hào)機(jī)組、2號(hào)機(jī)組?，F(xiàn)在是35頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.5轉(zhuǎn)輪室氣蝕現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.5轉(zhuǎn)輪室氣蝕現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.5轉(zhuǎn)輪室氣蝕轉(zhuǎn)輪室氣蝕產(chǎn)生原因：（1）槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的轉(zhuǎn)輪室里襯材料為Q235普通碳鋼材質(zhì)；（2）建設(shè)施工時(shí)，由于施工單位測(cè)量放樣錯(cuò)誤，導(dǎo)致樞紐整體向左岸移3m，使進(jìn)水邊界條件改變，造成機(jī)組進(jìn)水呈紊流態(tài)，并成漩渦狀進(jìn)入機(jī)組，使機(jī)組進(jìn)水條件惡化，導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行振動(dòng)超標(biāo)?，F(xiàn)在是38頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.5轉(zhuǎn)輪室氣蝕處理：（1）轉(zhuǎn)輪室整體更換為不銹鋼材質(zhì)，目前3號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪室已于2012年11月-2013年1月間更換完畢，2013、2014、2015年分別整體更換4、1、2號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪室；（2）未更換前，涂抹貝爾佐納高分子材料?，F(xiàn)在是39頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.5轉(zhuǎn)輪室氣蝕現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.6蝸殼焊縫裂紋重慶某水電廠（小水電）2013年5月在對(duì)其4號(hào)機(jī)組蝸殼焊縫進(jìn)行磁粉檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，第2道對(duì)接焊縫（焊縫編號(hào)從蝸殼與壓力鋼管連接法蘭起）上存在表面裂紋約15mm。現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.6蝸殼焊縫裂紋處理過(guò)程：（1）在進(jìn)行清除裂紋過(guò)程中發(fā)現(xiàn)隨著往下打磨，裂紋越來(lái)越清晰且變大變長(zhǎng)，直至磨穿（蝸殼A3材質(zhì)、厚度12mm）；（2）焊縫表面打磨長(zhǎng)度約120mm，肉眼已看不到裂紋，再用磁粉檢測(cè)確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)焊縫兩頭中間部位還存在裂紋；（3）然后繼續(xù)打磨至長(zhǎng)度約200mm，磁粉檢測(cè)確認(rèn)焊縫中仍然存在裂紋（如下圖所示）；（4）然后決定在焊縫兩端延長(zhǎng)線約15mm的位置各打1個(gè)φ6-8mm的通孔（止裂孔），然后將已經(jīng)磨過(guò)的焊縫先焊接起來(lái)，然后再磨余下的焊縫至止裂孔的位置，打磨完后磁粉檢測(cè)確認(rèn)裂紋已清除；現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一1.6蝸殼焊縫裂紋處理過(guò)程：（5）然后再磨坡口焊接，焊接時(shí)背面加墊板，表面焊接完畢后清除掉背后的墊板，背面清根后再焊1～2層，焊接后返修部位的焊縫經(jīng)磁粉檢測(cè)、超聲檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)記錄缺陷?，F(xiàn)在是43頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一2、發(fā)電機(jī)主要部件《水電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》8.2發(fā)電機(jī)主要部件的技術(shù)監(jiān)督a）每次C級(jí)及以上檢修均應(yīng)對(duì)大軸、轉(zhuǎn)子中心體和支臂、上下機(jī)架、燈泡頭、推力軸承（包含推力頭、卡環(huán)、鏡板）、風(fēng)扇葉片、制動(dòng)環(huán)、擋風(fēng)板等及其附屬結(jié)構(gòu)件進(jìn)行外觀檢查,對(duì)出現(xiàn)異常的部位或有懷疑的部位應(yīng)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)、變形測(cè)量，并做好記錄。b）每次B級(jí)及以上檢修均應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子中心體和支臂、推力軸承（包含推力頭、卡環(huán)、鏡板）、風(fēng)扇葉片、制動(dòng)環(huán)等部位按JB/T4730進(jìn)行滲透檢測(cè)或磁粉檢測(cè)，轉(zhuǎn)子中心體和支臂焊縫檢測(cè)比例不低于10%，并形成完整的檢測(cè)記錄。在檢修周期內(nèi)，根據(jù)裂紋情況，可適當(dāng)增加檢查次數(shù)。c）新機(jī)組投產(chǎn)后第一次A級(jí)或B級(jí)檢修應(yīng)對(duì)水輪機(jī)大軸進(jìn)行滲透檢測(cè)和超聲檢測(cè)，以后每次A級(jí)檢修均進(jìn)行滲透檢測(cè)和超聲檢測(cè)；對(duì)運(yùn)行1×105h以上的大軸每次B級(jí)及以上檢修均應(yīng)進(jìn)行滲透檢測(cè)和超聲檢測(cè)。當(dāng)大軸出現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行滲透檢測(cè)和超聲檢測(cè)，檢測(cè)部位為軸徑變化或磨損部位，無(wú)損檢測(cè)應(yīng)按JB/T4730執(zhí)行。現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一2.1轉(zhuǎn)子支臂裂紋某水電廠安裝了六臺(tái)單機(jī)容量45MW的燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，2003年2月首臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，當(dāng)年實(shí)現(xiàn)一期工程一年五投目標(biāo)。二期工程6號(hào)機(jī)組于2005年7月投產(chǎn)。3-6號(hào)機(jī)組系哈爾濱電機(jī)廠制造，1、2號(hào)機(jī)組水輪機(jī)系日本日立公司制造、發(fā)電機(jī)系法國(guó)阿爾斯通公司制造。裂紋主要產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子中心體輪轂圓盤(pán)與支臂筋板連接焊縫。采用柔性筋板連接轉(zhuǎn)子中心體和磁軛，運(yùn)行時(shí)交變應(yīng)力通過(guò)筋板傳遞，故筋板連接焊縫成為轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中應(yīng)力最集中的部位。機(jī)組投運(yùn)后即發(fā)現(xiàn)裂紋（3-6號(hào)機(jī)組）?，F(xiàn)在是45頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一2.1轉(zhuǎn)子支臂裂紋現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一2.1轉(zhuǎn)子支臂裂紋輪轂圓盤(pán)系18MnMoNb材質(zhì)，筋板系16Mn材質(zhì)，故系異種鋼焊接。18MnMoNb淬硬傾向明顯，易產(chǎn)生冷裂紋。裂紋是由于異種鋼焊接工藝控制不佳等原因造成的?，F(xiàn)在是47頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一2.1轉(zhuǎn)子支臂裂紋2008-2010年，該廠先后完成了3-6號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)子支臂裂紋問(wèn)題處理。處理思路：增加焊縫高度和寬度，增強(qiáng)焊縫強(qiáng)度；采用超聲波沖擊消除焊縫殘余應(yīng)力的技術(shù)；改進(jìn)焊前預(yù)熱、焊后保溫的時(shí)間和溫度，最大可能消除冷裂紋傾向；焊縫表面打磨，采用模具保證焊縫圓滑過(guò)渡。2010年以來(lái)，定期檢查，轉(zhuǎn)子支臂裂紋問(wèn)題得到有效控制?，F(xiàn)在是48頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一2.2轉(zhuǎn)子擋風(fēng)板焊縫裂紋某水電廠2010年6月對(duì)2號(hào)機(jī)組進(jìn)行例行檢查發(fā)現(xiàn)：2號(hào)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上、下?lián)躏L(fēng)板與大立筋焊縫、與磁軛壓板焊縫存在裂紋，共18處，其中與大立筋焊縫裂紋9處、與磁軛壓板焊縫裂紋9處。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁軛為浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)圖紙及安裝工藝無(wú)磁軛壓板與轉(zhuǎn)子支架上、下?lián)躏L(fēng)板焊接的要求，但現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)進(jìn)行了焊接，該焊接改變了浮動(dòng)磁軛結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，是產(chǎn)生轉(zhuǎn)子支架擋風(fēng)板與磁軛壓板焊縫、轉(zhuǎn)子支架擋風(fēng)板與磁軛鍵大立筋焊縫開(kāi)裂的直接原因。

在運(yùn)行中受磁軛離心力及熱膨脹力的影響，焊縫裂紋還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展、增加，故需取消轉(zhuǎn)子支架擋風(fēng)板與磁軛壓板之間的焊接，并補(bǔ)焊轉(zhuǎn)子支架擋風(fēng)板與大立筋之間已開(kāi)裂的焊縫?，F(xiàn)在是49頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一3、螺栓緊固件《水電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》8.3螺栓緊固件的技術(shù)監(jiān)督a）每次C級(jí)及以上檢修均應(yīng)對(duì)頂蓋螺栓、大軸聯(lián)接螺栓、轉(zhuǎn)輪聯(lián)軸螺栓、推力軸承抗重螺栓、導(dǎo)軸承抗重螺栓、勵(lì)磁機(jī)定子聯(lián)接螺栓、勵(lì)磁機(jī)法蘭聯(lián)接螺栓、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁軛拉緊螺栓、轉(zhuǎn)子輪臂螺栓、機(jī)架把合螺栓、主軸密封螺栓、蝸殼和尾水人孔門(mén)螺栓、轉(zhuǎn)輪室連接螺栓等進(jìn)行外觀檢查，重點(diǎn)檢查固定焊點(diǎn)有無(wú)開(kāi)裂、止動(dòng)墊片包裹是否完好及螺栓、螺母有無(wú)松動(dòng)。b）每次B級(jí)及以上檢修均應(yīng)對(duì)頂蓋螺栓、大軸聯(lián)接螺栓、轉(zhuǎn)輪聯(lián)軸螺栓、推力軸承抗重螺栓、導(dǎo)軸承抗重螺栓、勵(lì)磁機(jī)定子聯(lián)接螺栓、勵(lì)磁機(jī)法蘭聯(lián)接螺栓、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁軛拉緊螺栓、轉(zhuǎn)子輪臂螺栓、機(jī)架把合螺栓、轉(zhuǎn)輪室連接螺栓等大于等于M32的螺栓進(jìn)行外觀檢查和超聲檢測(cè)，超聲檢測(cè)比例為100%，必要時(shí)進(jìn)行磁粉檢測(cè)或滲透檢測(cè)，無(wú)損檢測(cè)應(yīng)按JB/T4730執(zhí)行。發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷應(yīng)及時(shí)更換，并做好記錄?，F(xiàn)在是50頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一3、螺栓緊固件c）螺栓存在超標(biāo)缺陷或斷裂時(shí)應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)分析，當(dāng)缺陷是由原材料質(zhì)量或制造工藝引發(fā)時(shí)，應(yīng)對(duì)同批次螺栓抽樣10%且不少于1根進(jìn)行全面檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)不合格應(yīng)對(duì)該批次螺栓全部更換。d）對(duì)小于M32的螺栓拆卸兩次后應(yīng)按批次全部更換。e）當(dāng)設(shè)備或部件運(yùn)行振動(dòng)值超標(biāo)時(shí)，應(yīng)對(duì)其連接螺栓進(jìn)行外觀檢查和超聲檢測(cè)?，F(xiàn)在是51頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一3.1材質(zhì)缺陷2011年湖南某水電廠新購(gòu)一批8.8級(jí)的高強(qiáng)螺栓作為庫(kù)存?zhèn)浼?，其型?hào)為直徑為M30，材質(zhì)為45號(hào)鋼。在例行的高強(qiáng)螺栓抽檢試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，該螺栓存在材質(zhì)缺陷。一方面該批螺栓的力學(xué)性能不滿足GB/T3098.1-2000《緊固件機(jī)械性能螺栓螺釘和螺柱》要求，其洛氏硬度均大于35HRC，超出了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的22-32HRC的范圍。同時(shí)，螺栓的沖擊（U型缺口試樣）功低于16J，而標(biāo)準(zhǔn)要求8.8級(jí)別螺栓的沖擊功不低于30J。另一方面，該批螺栓的金相顯微組織觀察發(fā)現(xiàn)螺牙存在細(xì)微的裂紋，見(jiàn)右圖?，F(xiàn)在是52頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一3.2過(guò)載失效

2010年湖南某水電廠5號(hào)機(jī)組停機(jī)進(jìn)行檢修，泄水錐連接螺栓全部斷裂，其直徑為M16，不銹鋼，具體材質(zhì)不明。對(duì)斷裂螺栓進(jìn)行失效分析，其金相顯微組織與性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。調(diào)查機(jī)組運(yùn)行和檢修情況，發(fā)現(xiàn)2009年10月機(jī)組泄水錐進(jìn)行了加長(zhǎng)處理，以改善水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片裂紋狀況和運(yùn)行穩(wěn)定性。加長(zhǎng)后，重量增加近300Kg，整體受力發(fā)生改變，在運(yùn)行中水流沖擊、機(jī)組振動(dòng)、壓力脈動(dòng)的影響下。導(dǎo)致泄水錐徑向逐漸失去約束；同時(shí)，泄水錐連接螺栓不斷受振動(dòng)和交變應(yīng)力的影響相繼發(fā)生過(guò)載斷裂，最終全部失效?，F(xiàn)在是53頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一3.3應(yīng)力腐蝕

2011年湖南某水電廠4號(hào)機(jī)組壓力鋼管人孔門(mén)有三根螺栓斷裂，螺栓直徑為M20，奧氏體不銹鋼，具體材質(zhì)不明。斷裂螺栓的宏觀及斷口形貌如圖，斷裂螺栓表面有銹跡，螺栓斷面平整，未見(jiàn)明顯的塑性變形。對(duì)螺栓進(jìn)行成分分析，其中Mn含量達(dá)14.93%、Ni含量只有0.94%，依據(jù)GB3098.6-2000《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱》，該標(biāo)準(zhǔn)中未含Mn含量如此高的不銹鋼螺栓，是典型的以Mn代Ni不銹鋼，因此可以確定螺栓的材質(zhì)存在問(wèn)題。

元素NiMnMoCrVNb試樣0.9414.930.189.860.070.02現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一3.3應(yīng)力腐蝕

上圖為失效螺栓的金相顯微組織，可見(jiàn)其組織為奧氏體，但斷面附近及側(cè)邊緣均含有沿晶裂紋。

斷口附近組織斷口側(cè)邊緣組織現(xiàn)在是55頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一3.3應(yīng)力腐蝕

上圖為斷口的掃描電鏡二次電子像，斷口呈明顯的冰糖刻面，屬于典型的脆性斷裂形貌。同時(shí)斷口有小點(diǎn)狀腐蝕物，可能是斷口的腐蝕產(chǎn)物。

現(xiàn)在是56頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一3.3應(yīng)力腐蝕

結(jié)論：由于壓力鋼管人孔門(mén)連接螺栓在運(yùn)行中主要承受拉應(yīng)力載荷，且服役條件存在腐蝕環(huán)境，而非穩(wěn)定化的奧氏體組織容易在拉應(yīng)力和腐蝕環(huán)境并存的條件下發(fā)現(xiàn)應(yīng)力腐蝕斷裂，再結(jié)合螺栓以Mn代Ni的不合格成分，可以確定應(yīng)力腐蝕斷裂是其失效的主要原因?，F(xiàn)在是57頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一3.4疲勞斷裂

2010年湖南某水電廠7號(hào)、8號(hào)機(jī)組的發(fā)電機(jī)上擋風(fēng)板連接螺栓出現(xiàn)一定程度的松動(dòng)，其中7號(hào)發(fā)電機(jī)11號(hào)上擋風(fēng)板3個(gè)連接螺栓斷裂脫落，螺母與斷裂的螺桿未找到，尾部還處于螺孔中，見(jiàn)右上圖。宏觀檢查螺栓斷口，其呈明顯的疲勞斷裂特征，疲勞源在螺栓斷口邊緣。見(jiàn)右下圖。由于發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中會(huì)不可避免地引起上擋風(fēng)板的振動(dòng)，從而造成連接螺栓出現(xiàn)松動(dòng)，長(zhǎng)期在此環(huán)境中服役容易導(dǎo)致疲勞斷裂?，F(xiàn)在是58頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一4、壓力容器及其附件（1）每月巡視檢查到位；（2）壓力容器年度檢查及全面檢驗(yàn)嚴(yán)格執(zhí)行TSGR7001-2004《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》；（3）超設(shè)計(jì)使用年限使用的壓力容器嚴(yán)格執(zhí)行TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》；（4）安全附件定期校驗(yàn)，并在合格有效期內(nèi)?，F(xiàn)在是59頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一4、壓力容器及其附件典型案例：某水電廠8號(hào)機(jī)組壓油槽安全閥故障

2012年6月4日16時(shí)02分，湖南省某水電廠8號(hào)機(jī)組運(yùn)行時(shí)壓油槽安全閥突然開(kāi)啟后無(wú)法回座，壓油槽壓力驟降導(dǎo)致機(jī)組自動(dòng)緊急停機(jī)。8號(hào)機(jī)壓油槽額定工作壓力為6.3MPa，故障發(fā)生時(shí)，監(jiān)控記錄顯示，運(yùn)行壓力為6.36MPa。該安全閥為美國(guó)威盾（VTON）公司產(chǎn)品，經(jīng)銷商為北京德泰科閥門(mén)有限公司。該閥門(mén)的公稱壓力等級(jí)10.0MPa，通徑32mm，2011年7月25日進(jìn)行了校驗(yàn)，2011年10月安裝使用，開(kāi)啟壓力6.8MPa，回座壓力6.4MPa。現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有66頁(yè)\編輯于星期一4、壓力容器及其附件典型案例：某水電廠8號(hào)機(jī)組壓油槽安全閥故障該廠共購(gòu)置VTON安全閥12臺(tái)，發(fā)生故障的安全閥于2011年7月購(gòu)買(mǎi)，同年10月又購(gòu)置3臺(tái)，均在用；2012年3月再購(gòu)置8臺(tái)，校驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)一臺(tái)漏氣不合格，其余合格備用。為了查明故障原因，對(duì)故障安全閥、3月份購(gòu)置的一臺(tái)校驗(yàn)合格的安全閥和校驗(yàn)不合格的安全閥進(jìn)行試驗(yàn)分析，各安全閥參數(shù)如下表所示。對(duì)該批次安全閥的質(zhì)量證明文件進(jìn)行了審查，未見(jiàn)2011年購(gòu)置安全閥的質(zhì)量證明文件，經(jīng)銷商提供的2012年購(gòu)置的8臺(tái)安全閥質(zhì)量證明文件中，僅3臺(tái)產(chǎn)品序列號(hào)，其它重復(fù)，不符合要求。編號(hào)產(chǎn)品型號(hào)產(chǎn)品序列號(hào)公稱壓力通徑備注#1VCSL810FSVTON110621D10.0M