《大型水輪機(jī)模壓葉片 技術(shù)規(guī)范》

1JB/T14360—2021大型水輪機(jī)模壓葉片技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了大型水輪機(jī)模壓葉片的訂貨要求、制造工藝和技術(shù)要求，描述了相應(yīng)的試驗(yàn)方法，規(guī)定了檢驗(yàn)規(guī)則和質(zhì)量證明書及標(biāo)識(shí)和包裝。本文件適用于大型混流式水輪機(jī)（含抽水蓄能水泵水輪機(jī)）轉(zhuǎn)輪模壓葉片的制造，中小型水輪機(jī)葉片和其他水力機(jī)械葉片的制造可參考使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T223（所有部分）鋼鐵及合金化學(xué)分析方法GB/T228.1金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法GB/T231.1金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法GB/T2975鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)取樣位置及試樣制備GB/T5678鑄造合金光譜分析取樣方法GB/T11170不銹鋼多元素含量的測(cè)定火花放電原子發(fā)射光譜法（常規(guī)法）GB/T11261鋼鐵氧含量的測(cè)定脈沖加熱惰氣熔融-紅外線吸收法GB/T13288涂裝前鋼材表面粗糙度等級(jí)的評(píng)定（比較樣塊法）GB/T20066鋼和鐵化學(xué)成分測(cè)定用試樣的取樣和制樣方法GB/T20124鋼鐵氮含量的測(cè)定惰性氣體熔融熱導(dǎo)法（常規(guī)方法）CCH70-4水力機(jī)械鑄鋼件檢驗(yàn)規(guī)范（Specificationforinspectionofsteelcastingsforhydraulicmachines）3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4訂貨要求4.1需方應(yīng)在訂貨合同或技術(shù)協(xié)議中注明產(chǎn)品名稱、圖號(hào)（含版本號(hào)）、執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、材料牌號(hào)、檢驗(yàn)項(xiàng)目、訂貨數(shù)量和交貨狀態(tài)。4.2需方應(yīng)提供經(jīng)供需雙方認(rèn)可的訂貨圖樣，并標(biāo)注產(chǎn)品的尺寸、公差、表面粗糙度、坯料重量以及其他檢驗(yàn)項(xiàng)目等。4.3當(dāng)需方提出特殊要求或其他補(bǔ)充要求時(shí)，應(yīng)經(jīng)供需雙方商定。2JB/T14360—20215制造工藝5.1板坯制造5.1.1一般要求可選用電渣熔鑄或鍛軋方法制造板坯。電渣熔鑄工藝適用于厚度差大的葉片，軋制工藝適用于厚度差小的葉片。5.1.2電渣熔鑄5.1.2.1電極冶煉03Cr13Ni4Mo、03Cr13Ni5Mo、022Cr16Ni5Mo材料牌號(hào)的電極應(yīng)采用鋼液精煉工藝制造。其他材料牌號(hào)除另有規(guī)定外，熔煉方法由供方?jīng)Q定。5.1.2.2結(jié)晶器結(jié)晶器的制備由供方自定。5.1.2.3熔渣熔渣配置工藝由供方自定。5.1.2.4板坯成型將設(shè)計(jì)葉片（裝機(jī)狀態(tài)葉片）數(shù)模增加加工余量后展開成非等厚板坯（一面為平面）數(shù)模，采用電渣熔鑄方法成型該非等厚板坯。5.1.3軋制5.1.3.1材料冶煉03Cr13Ni4Mo、03Cr13Ni5Mo、022Cr16Ni5Mo材料牌號(hào)采用鋼液精煉工藝制造。其他牌號(hào)除另有規(guī)定外，冶煉方法由供需雙方商定；若需方無要求，由供方?jīng)Q定。5.1.3.2板坯成型鋼板采用軋制成型（鋼板質(zhì)量應(yīng)確保最終產(chǎn)品質(zhì)量受控）。5.1.3.3板坯制備可選用如下兩種方法制備板坯。厚度差大于80mm的葉片適宜用下述方法一，厚度差小于或等于80mm的葉片適宜用下述方法二。方法一：將設(shè)計(jì)葉片數(shù)模增加加工余量后展開成非等厚板坯（一面為平面）數(shù)模，采用冷加工鋼板的方法制備非等厚板坯。方法二：將設(shè)計(jì)葉片數(shù)模增加加工余量后，以其最大厚度為基準(zhǔn)展開為等厚板坯數(shù)模，制備等厚板坯。5.2模壓5.2.1模具制造3JB/T14360—2021非等厚板坯模壓模具的制造：根據(jù)設(shè)計(jì)葉片增加加工余量后的數(shù)模及其對(duì)應(yīng)的非等厚板坯數(shù)模，依據(jù)定位角限制公差方法，確定上、下模具型腔型線。采用普通碳鋼或模具鋼材料制造上、下模具。等厚板坯模壓模具的制造：根據(jù)設(shè)計(jì)葉片增加加工余量后的數(shù)模及其對(duì)應(yīng)的等厚板坯數(shù)模，依據(jù)包絡(luò)方法確定上、下模具型腔型線。采用普通碳鋼或模具鋼材料制造上、下模具。5.2.2板坯加熱加熱溫度視板坯材料而定，推薦采用正火溫度。標(biāo)準(zhǔn)中各材質(zhì)正火溫度區(qū)間推薦為1010℃~1050℃。5.2.3板坯壓制根據(jù)板坯及葉片參數(shù)制定壓制工藝，采用正火溫度壓制的加熱次數(shù)不應(yīng)超過2次。5.3熱處理不銹鋼葉片毛坯的性能熱處理應(yīng)采用正火加回火的方式進(jìn)行，已采用正火工藝模壓后的葉片毛坯可直接進(jìn)行回火熱處理。葉片最終回火溫度應(yīng)高于轉(zhuǎn)輪焊接后消除應(yīng)力的熱處理溫度。5.4補(bǔ)焊5.4.1缺陷的判定與處理按照下述條件：a)當(dāng)葉片毛坯表面的單個(gè)非線性缺陷最大尺寸≤6mm，且在100mm×150mm范圍內(nèi)缺陷總面積≤70mm2，缺陷清除后的深度在加工余量范圍內(nèi)時(shí)可不予補(bǔ)焊，但被確認(rèn)為裂紋者應(yīng)補(bǔ)焊；b)為缺陷補(bǔ)焊準(zhǔn)備的坡口的深度≤25mm且≤所在截面厚度的20厚度小于20mm時(shí)以20mm計(jì)算 同時(shí)單個(gè)面積≤6500mm2且≤所在面積10供方可自行補(bǔ)焊并應(yīng)記錄缺陷位置、大小、性質(zhì)；c)當(dāng)缺陷超過b）項(xiàng)所述范圍時(shí)，視為主要缺陷，應(yīng)由供方提出缺陷處理方案，報(bào)需方確認(rèn)后執(zhí) d)所有補(bǔ)焊均應(yīng)按照成熟、完善的補(bǔ)焊工藝執(zhí)行。5.4.2缺陷清除應(yīng)采用機(jī)械加工、打磨等方法進(jìn)行。清除后應(yīng)進(jìn)行液體滲透檢測(cè)（PT）或磁粉檢測(cè)（MT確認(rèn)缺陷已完全清除。5.4.3缺陷補(bǔ)焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱溫度不低于100℃,預(yù)熱面積應(yīng)不小于缺陷面積的3倍。5.4.4缺陷補(bǔ)焊應(yīng)由有相應(yīng)資格的操作人員按補(bǔ)焊工藝要求進(jìn)行，焊接材料的化學(xué)成分應(yīng)與葉片毛坯化學(xué)成分相同或相近。5.4.5主要缺陷補(bǔ)焊后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力處理，處理溫度應(yīng)低于性能熱處理最終實(shí)際回火溫度。5.4.6缺陷補(bǔ)焊后應(yīng)打磨平整，并按葉片無損檢測(cè)要求對(duì)補(bǔ)焊部位和熱影響區(qū)進(jìn)行檢查，以確認(rèn)補(bǔ)焊質(zhì)量。如需方有特殊要求，由供需雙方商定要求內(nèi)容。5.4.7供方應(yīng)對(duì)葉片毛坯的缺陷處理全過程進(jìn)行記錄，包括缺陷清除、清除后無損檢測(cè)、補(bǔ)焊前預(yù)熱、焊接、焊后消應(yīng)、最終無損檢測(cè)等。5.5機(jī)械加工供方應(yīng)按圖紙和訂貨合同要求對(duì)葉片毛坯進(jìn)行加工或打磨。6技術(shù)要求6.1化學(xué)成分4JB/T14360—2021毛坯葉片或加工后葉片化學(xué)成分的分析結(jié)果應(yīng)符合表1的規(guī)定，對(duì)03Cr13Ni4Mo、03Cr13Ni5Mo兩種牌號(hào)材料，氫、氧、氮含量應(yīng)符合表2的規(guī)定；其余材料的氫、氧、氮含量由供需雙方商定。6.2力學(xué)性能葉片力學(xué)性能應(yīng)符合表3的規(guī)定。當(dāng)需方無特殊要求時(shí)，硬度值不作為驗(yàn)收依據(jù)。表1化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)CSPWV12.50~3.80~0.40~12.50~4.50~0.40~11.50~3.50~0.40~11.50~4.50~0.40~15.50~4.50~0.40~15.50~4.50~0.40~=Ni+30(C+N)+0.5Mn；Cr=Cr+Mo+1.5Si。03Cr13Ni4Mo和04Cr13Ni4Mo牌號(hào)材料推薦Ni表2氫、氧、氮含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)ONH表3力學(xué)性能RRA%Z%KV2J—5JB/T14360—2021表3力學(xué)性能（續(xù)）V型缺口沖擊試驗(yàn)為一組三個(gè)試樣，三個(gè)試樣的試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值不應(yīng)低于規(guī)定6.3無損檢測(cè)葉片無損檢測(cè)區(qū)域見圖1（正背面檢測(cè)分區(qū)相同檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)見表4，表中檢驗(yàn)按CCH70-4規(guī)定；若有特殊規(guī)定，由供需雙方商定，并在圖紙或技術(shù)協(xié)議中注明。圖1葉片無損檢測(cè)位置示意圖表4葉片無損檢測(cè)表6.4葉片表面質(zhì)量和尺寸6.4.1一般要求葉片表面不應(yīng)有裂紋、密集性氣孔等缺陷存在；經(jīng)加工可去除的表面缺陷允許不處理（裂紋除外但應(yīng)對(duì)其區(qū)域進(jìn)行標(biāo)識(shí)。6.4.2表面粗糙度6JB/T14360—2021葉片表面粗糙度應(yīng)符合訂貨圖紙規(guī)定。如圖紙未作規(guī)定，則不進(jìn)行無損檢測(cè)的表面，其表面粗糙度Ra應(yīng)不大于25μm；需進(jìn)行無損檢測(cè)的部分，其表面粗糙度應(yīng)滿足無損檢測(cè)要求，且不大于12.5μm。6.4.3形狀和尺寸葉片的幾何形狀和尺寸應(yīng)符合圖紙要求。非等厚板坯葉片正背面厚度方向適宜的機(jī)械加工余量為6mm～30mm；葉片周邊適宜的機(jī)械加工余量為：進(jìn)水邊20mm～50mm，出水邊25mm～65mm，上冠邊20mm~50mm，下環(huán)邊25mm～65mm。等厚板坯葉片正背面厚度方向最小機(jī)械加工余量為6mm；葉片周邊適宜的機(jī)械加工余量為20mm~50mm。7試驗(yàn)方法7.1試驗(yàn)方法及取樣方法、數(shù)量和位置7.1.1葉片的檢驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)方法和取樣方法應(yīng)符合表5規(guī)定。7.1.2化學(xué)分析應(yīng)按GB/T11170的規(guī)定進(jìn)行（碳、硫化學(xué)成分分析宜按GB/T20123規(guī)定進(jìn)行），仲裁分析應(yīng)按GB/T223的規(guī)定進(jìn)行，氫、氧、氮含量分析按GB/T223.82、GB/T11261、GB/T20124的規(guī)定進(jìn)行。表5試驗(yàn)方法及取樣方法、數(shù)量和位置1235（供需雙方未特殊約定時(shí)，僅對(duì)葉片試樣進(jìn)行硬度檢測(cè)；有本體硬度規(guī)定時(shí)，可在葉片具有代表性的位置檢測(cè)三點(diǎn)）6 每件取一個(gè)彎曲試樣7 8 9 7.2本體試塊7.2.1模壓葉片本體試塊取樣位置見圖1（取樣位置1和取樣位置2）,推薦為取樣位置1，需方有特殊要求時(shí)可由供需雙方商定。其中，鋼板模壓葉片性能試樣位置宜取自鋼板厚度的1/4處。7.2.2試塊數(shù)量由供需雙方商定。無彎曲試驗(yàn)時(shí)，單個(gè)試塊最小尺寸為60mm×60mm×130mm，有彎曲試驗(yàn)時(shí)，單個(gè)試塊最小尺寸為60mm×60mm×160mm，試塊應(yīng)與葉片毛坯本體進(jìn)行同爐熱處理。7JB/T14360—20217.2.3葉片毛坯化學(xué)成分、氫、氧、氮含量和力學(xué)性能試驗(yàn)應(yīng)取自同一個(gè)本體試塊。圖2模壓葉片試塊位置示意圖7.3彎曲試驗(yàn)每組取一個(gè)彎曲試樣，彎曲試驗(yàn)應(yīng)按下述規(guī)定進(jìn)行：a)彎曲試驗(yàn)采用的試樣尺寸為150mm（L）×25mm×13mm（L也可按照GB/T232的規(guī)定執(zhí)行），支座間距＝3倍試樣厚度＋彎曲壓頭直徑，試樣的邊緣應(yīng)修圓到半徑不大于1.6mm，表面粗糙度以優(yōu)于0.8μm為宜；b)試樣應(yīng)經(jīng)受室溫下90°的縱向彎曲，彎曲壓頭直徑為25mm。試樣彎曲部位的外側(cè)不應(yīng)出現(xiàn)開裂；c)如有試樣經(jīng)受室溫下180°縱向彎曲，其彎曲壓頭直徑應(yīng)為25mm，試樣彎曲部位的外側(cè)不應(yīng)出現(xiàn)長(zhǎng)度大于2mm，數(shù)量超過3處的裂紋。彎曲試驗(yàn)中，試樣棱角處的裂紋或缺陷可以不計(jì)。7.4形狀和尺寸檢查型線檢測(cè)方法可由供需雙方商定，如采用激光跟蹤儀、數(shù)碼成像等。也可參照GB/T10969、JB/T7349的規(guī)定執(zhí)行，但應(yīng)充分考慮到打磨及加工余量等因素對(duì)葉片型線的影響。尺寸檢查采用三坐標(biāo)檢測(cè)儀、通用量具或?qū)Ｓ脴影宓冗M(jìn)行。8檢驗(yàn)規(guī)則8.1組批規(guī)則葉片應(yīng)按每件進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。8.2復(fù)驗(yàn)當(dāng)力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果不符合要求時(shí)，供方可進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。當(dāng)拉伸試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)或彎曲試驗(yàn)不合格時(shí)，可從原試塊或原試塊所代表鑄件的其他附鑄試塊取雙倍相同狀態(tài)的試樣進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，如2個(gè)試驗(yàn)結(jié)果均符合表3的規(guī)定，則該批量葉片合格，否則供方可按8.3的規(guī)定處理。8JB/T14360—2021沖擊試驗(yàn)不合格時(shí)，可從原試塊或原試塊所代表鑄件的其他附鑄試塊取一組3個(gè)試樣進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，前后兩組6個(gè)試樣的算術(shù)平均值不低于表3的規(guī)定值，且不超過2個(gè)試樣的試驗(yàn)結(jié)果低于規(guī)定值，不超過1個(gè)試樣的試驗(yàn)結(jié)果低于規(guī)定值的70則該批量葉片合格，否則供方可按8.3的規(guī)定處理。8.3重新熱處理當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果仍不符合表3和7.3的規(guī)定時(shí)，可將葉片毛坯和試塊重新性能熱處理（重新性能熱處理次數(shù)不超過2次）。試塊應(yīng)點(diǎn)焊到原位置進(jìn)行重新熱處理，重新熱處理后的試樣應(yīng)按表5和7.3的規(guī)定重新進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)和無損檢測(cè)。若重新熱處理后的力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果仍不滿足要求，則認(rèn)定葉片毛坯不合格。9質(zhì)量證明書9.1交貨時(shí)，供方應(yīng)向需方提供質(zhì)量證明書。質(zhì)量證明書應(yīng)有供方質(zhì)量部門和負(fù)責(zé)人的簽章，質(zhì)量證明書應(yīng)包含以下內(nèi)容：a)訂貨合同號(hào)；b)訂貨圖號(hào)、產(chǎn)品名稱；c)產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)和材料牌號(hào)；d)制造方法；e)板坯爐號(hào)、坯料識(shí)別號(hào)；f