《大型水輪機模壓葉片 技術規(guī)范》

1JB/T14360—2021大型水輪機模壓葉片技術規(guī)范本文件規(guī)定了大型水輪機模壓葉片的訂貨要求、制造工藝和技術要求，描述了相應的試驗方法，規(guī)定了檢驗規(guī)則和質(zhì)量證明書及標識和包裝。本文件適用于大型混流式水輪機（含抽水蓄能水泵水輪機）轉輪模壓葉片的制造，中小型水輪機葉片和其他水力機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，僅該日期對應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）鋼鐵及合金化學分析方法GB/T228.1金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法GB/T231.1金屬材料布氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T2975鋼及鋼產(chǎn)品力學性能試驗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的評定（比較樣塊法）GB/T20066鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法GB/T20124鋼鐵氮含量的測定惰性氣體熔融熱導法（常規(guī)方法）CCH70-4水力機械鑄鋼件檢驗規(guī)范（Specificationforinspectionofsteelcastingsforhydraulicmachines）3術語和定義本文件沒有需要界定的術語和定義。4訂貨要求4.1需方應在訂貨合同或技術協(xié)議中注明產(chǎn)品名稱、圖號（含版本號）、執(zhí)行的標準、材料牌號、檢驗項目、訂貨數(shù)量和交貨狀態(tài)。4.2需方應提供經(jīng)供需雙方認可的訂貨圖樣，并標注產(chǎn)品的尺寸、公差、表面粗糙度、坯料重量以及其他檢驗項目等。4.3當需方提出特殊要求或其他補充要求時，應經(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材料牌號的電極應采用鋼液精煉工藝制造。其他材料牌號除另有規(guī)定外，熔煉方法由供方?jīng)Q定。5.1.2.2結晶器結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板坯成型將設計葉片（裝機狀態(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材料牌號采用鋼液精煉工藝制造。其他牌號除另有規(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：將設計葉片數(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：將設計葉片數(shù)模增加加工余量后，以其最大厚度為基準展開為等厚板坯數(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)設計葉片增加加工余量后的數(shù)模及其對應的非等厚板坯數(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)設計葉片增加加工余量后的數(shù)模及其對應的等厚板坯數(shù)模，依據(jù)包絡方法確定上、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。標準中各材質(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)不應超過2次。5.3熱處理不銹鋼葉片毛坯的性能熱處理應采用正火加回火的方式進行，已采用正火工藝模壓后的葉片毛坯可直接進行回火熱處理。葉片最終回火溫度應高于轉輪焊接后消除應力的熱處理溫度。5.4補焊5.4.1缺陷的判定與處理按照下述條件：a)當葉片毛坯表面的單個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)時可不予補焊，但被確認為裂紋者應補焊；b)為缺陷補焊準備的坡口的深度≤25mm且≤所在截面厚度的20厚度小于20mm時以20mm計算 同時單個面積≤6500mm2且≤所在面積10供方可自行補焊并應記錄缺陷位置、大小、性質(zhì)；c)當缺陷超過b）項所述范圍時，視為主要缺陷，應由供方提出缺陷處理方案，報需方確認后執(zhí) d)所有補焊均應按照成熟、完善的補焊工藝執(zhí)行。5.4.2缺陷清除應采用機械加工、打磨等方法進行。清除后應進行液體滲透檢測（PT）或磁粉檢測（MT確認缺陷已完全清除。5.4.3缺陷補焊前應進行預熱。預熱溫度不低于100℃,預熱面積應不小于缺陷面積的3倍。5.4.4缺陷補焊應由有相應資格的操作人員按補焊工藝要求進行，焊接材料的化學成分應與葉片毛坯化學成分相同或相近。5.4.5主要缺陷補焊后應進行消除應力處理，處理溫度應低于性能熱處理最終實際回火溫度。5.4.6缺陷補焊后應打磨平整，并按葉片無損檢測要求對補焊部位和熱影響區(qū)進行檢查，以確認補焊質(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供方應對葉片毛坯的缺陷處理全過程進行記錄，包括缺陷清除、清除后無損檢測、補焊前預熱、焊接、焊后消應、最終無損檢測等。5.5機械加工供方應按圖紙和訂貨合同要求對葉片毛坯進行加工或打磨。6技術要求6.1化學成分4JB/T14360—2021毛坯葉片或加工后葉片化學成分的分析結果應符合表1的規(guī)定，對03Cr13Ni4Mo、03Cr13Ni5Mo兩種牌號材料，氫、氧、氮含量應符合表2的規(guī)定；其余材料的氫、氧、氮含量由供需雙方商定。6.2力學性能葉片力學性能應符合表3的規(guī)定。當需方無特殊要求時，硬度值不作為驗收依據(jù)。表1化學成分（質(zhì)量分數(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牌號材料推薦Ni表2氫、氧、氮含量（質(zhì)量分數(shù)，%)ONH表3力學性能RRA%Z%KV2J—5JB/T14360—2021表3力學性能（續(xù)）V型缺口沖擊試驗為一組三個試樣，三個試樣的試驗結果的算術平均值不應低于規(guī)定6.3無損檢測葉片無損檢測區(qū)域見圖1（正背面檢測分區(qū)相同檢測項目、檢測方法和驗收標準見表4，表中檢驗按CCH70-4規(guī)定；若有特殊規(guī)定，由供需雙方商定，并在圖紙或技術協(xié)議中注明。圖1葉片無損檢測位置示意圖表4葉片無損檢測表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（裂紋除外但應對其區(qū)域進行標識。6.4.2表面粗糙度6JB/T14360—2021葉片表面粗糙度應符合訂貨圖紙規(guī)定。如圖紙未作規(guī)定，則不進行無損檢測的表面，其表面粗糙度Ra應不大于25μm；需進行無損檢測的部分，其表面粗糙度應滿足無損檢測要求，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符合圖紙要求。非等厚板坯葉片正背面厚度方向適宜的機械加工余量為6mm～30mm；葉片周邊適宜的機械加工余量為：進水邊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械加工余量為6mm；葉片周邊適宜的機械加工余量為20mm~50mm。7試驗方法7.1試驗方法及取樣方法、數(shù)量和位置7.1.1葉片的檢驗項目對應的試驗方法和取樣方法應符合表5規(guī)定。7.1.2化學分析應按GB/T11170的規(guī)定進行（碳、硫化學成分分析宜按GB/T20123規(guī)定進行），仲裁分析應按GB/T223的規(guī)定進行，氫、氧、氮含量分析按GB/T223.82、GB/T11261、GB/T20124的規(guī)定進行。表5試驗方法及取樣方法、數(shù)量和位置1235（供需雙方未特殊約定時，僅對葉片試樣進行硬度檢測；有本體硬度規(guī)定時，可在葉片具有代表性的位置檢測三點）6 每件取一個彎曲試樣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。無彎曲試驗時，單個試塊最小尺寸為60mm×60mm×130mm，有彎曲試驗時，單個試塊最小尺寸為60mm×60mm×160mm，試塊應與葉片毛坯本體進行同爐熱處理。7JB/T14360—20217.2.3葉片毛坯化學成分、氫、氧、氮含量和力學性能試驗應取自同一個本體試塊。圖2模壓葉片試塊位置示意圖7.3彎曲試驗每組取一個彎曲試樣，彎曲試驗應按下述規(guī)定進行：a)彎曲試驗采用的試樣尺寸為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不應出現(xiàn)開裂；c)如有試樣經(jīng)受室溫下180°縱向彎曲，其彎曲壓頭直徑應為25mm，試樣彎曲部位的外側不應出現(xiàn)長度大于2mm，數(shù)量超過3處的裂紋。彎曲試驗中，試樣棱角處的裂紋或缺陷可以不計。7.4形狀和尺寸檢查型線檢測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，但應充分考慮到打磨及加工余量等因素對葉片型線的影響。尺寸檢查采用三坐標檢測儀、通用量具或?qū)Ｓ脴影宓冗M行。8檢驗規(guī)則8.1組批規(guī)則葉片應按每件進行檢查和驗收。8.2復驗當力學性能試驗結果不符合要求時，供方可進行復驗。當拉伸試驗、硬度試驗或彎曲試驗不合格時，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)的試樣進行復驗，如2個試驗結果均符合表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沖擊試驗不合格時，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個試樣進行復驗，前后兩組6個試樣的算術平均值不低于表3的規(guī)定值，且不超過2個試樣的試驗結果低于規(guī)定值，不超過1個試樣的試驗結果低于規(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重新熱處理當試驗結果仍不符合表3和7.3的規(guī)定時，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）。試塊應點焊到原位置進行重新熱處理，重新熱處理后的試樣應按表5和7.3的規(guī)定重新進行力學性能試驗和無損檢測。若重新熱處理后的力學性能試驗結果仍不滿足要求，則認定葉片毛坯不合格。9質(zhì)量證明書9.1交貨時，供方應向需方提供質(zhì)量證明書。質(zhì)量證明書應有供方質(zhì)量部門和負責人的簽章，質(zhì)量證明書應包含以下內(nèi)容：a)訂貨合同號；b)訂貨圖號、產(chǎn)品名稱；c)產(chǎn)品執(zhí)行標準編號和材料牌號；d)制造方法；e)板坯爐號、坯料識別號；f