轴流式、混流式机组活动导叶的修复浅谈

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  活动导叶是装设在反击式水轮机转轮前方、固定导叶后方、沿圆周方向均匀分布、可转动调节的叶片,其作用是用来引导与截断水流和调节通过水轮机的流量(下简称“导叶”)。导叶主要由下轴颈、导叶瓣体、中上轴颈及导叶臂配合轴颈三部分组成。导叶在运输或运行过程中,因放置不当长期受重力影响或受外力冲击的情况下,易产生变形或损坏。下面就导叶受损的依次严重程度,对修复过程及注意事项加以叙述。
  具體说明如下:
  1 瓣体和轴颈之间的变形:因上轴颈偏长,变形通常发生在瓣体与上轴颈之间。
  可能产生变形原因一般如下:
  1)加工车床精度偏差、配重偏差,造成的形位公差超差;
  2)加工过程中采用旋风铣,导叶静止刀具旋转,且导叶为轴身较长结构,加工时导叶上轴颈产生挠度;
  3)未严格按照工序执行,造成后期应力释放;
  4)精加工后缺陷暴露,处理缺陷导致的变形;或为钢板焊接结构,焊接后应力消除不完全;
  5)外力作用,如运输过程中磕碰或坠落等导致塑形变形;
  6)精加工后长期放置,导致应力释放。
  处理方式通常采用:
  1)低于0.15mm以内,可以考虑回用,或按名义尺寸进行局部修车(轴颈上有2/3以上能够定位即可);
  2)对于0.15以上,先进行锤击校型,百分表监测;
  3)对于锤击校型仍不能回到状态的,采用火焰校型;
  4)对于10mm以上变形较大的,可先开槽,进行焊接校型后,再进行锤击校型;
  5)对于校形较困难,精度要求较高的,仍无法回用的,可采取将原轴径车削去量,再镶套重新精车的方式。
  锤击位置的选择:
  1)导叶弯曲方向为垂直于瓣体方向时,一般选择在导叶轴肩中间凹面处进行锤击,即导叶瓣体与导叶轴颈圆滑过渡处,校型效果较好。
  2)导叶弯曲方向为平行于瓣体方向时,由于瓣体端面相对面积小,锤击位置比较难选择,如导叶向左侧弯曲,则选择导叶轴肩偏左侧处进行校型,见图1。
  3.2 瓣体密封面的修复
  一般受水力冲蚀的瓣体密封面返修时,导叶其他部分形位公差相对较好,但仍需上机床复检,如超差可按第一类修复原则修复。密封面处理可按处理焊接缺陷的通用方法进行处理,涨焊后数控加工。
  3.2 导叶严重受损情况下的修复
  以受损严重的某导叶为例,导叶存在瓣体缺失、线性裂纹、轴径弯曲、轴径扭曲等问题,同时分瓣键段轴径不加工,依实际状况修复流程大概分为:探伤→复检形位公差→加工坡口及处理缺陷→焊接及校型→复检形位公差→粗铣瓣体→密封面铺焊→车削瓣体端面、轴径及更换轴衬→密封面加工→重打分瓣键几部分。
  1)探伤 导叶受冲击过后,很可能在表面或内层产生线性裂纹并具有延展性,均需在修复初期进行探明,UT和PT探伤需严格执行,并给出裂纹走向及深度。
  2)复检形位公差 按图纸要求,复检上、中、下轴颈之间的同轴度,导叶轴颈与瓣体之间的垂直度,导叶瓣体密封面之间的平行度等,并标出详细的测量数据及位置。
  3)确定修复方案 a. 缺陷清理;b. 如需增加对接钢板进行焊接,则在原瓣体上应尽可能加工规则的形状和适宜的焊接坡口,便于后序进行焊接;c.变形较大时,需先进行校型;d.确定返修基准,如轴颈镶轴套、瓣体补焊;e.导叶焊接后,重新划检并确定加工基准。
  4)车削瓣体端面、轴径及更换轴衬 导叶上卧车加工前,需提前按线在轴端焊接支顶块并在龙门上加工顶尖孔;上卧车后,分瓣键销孔段轴径找正,对需更换轴衬的轴径部分车削见圆,配车轴衬;热套轴衬后,车削轴衬外圆和瓣体端面(瓣体端面或有铺焊要求)。
  5)密封面加工 密封面加工前,按三段轴径找正,数控加工。
  6)重打分瓣键 如轴径发生扭曲,将导致导叶臂角度发生偏差,影响使用。需重打分瓣键,加工位置按装配后的导叶臂上半个分瓣键孔为基准,顺时针或逆时针旋转一定角度(角度按端盖把合孔均分角度确定,以满足端盖可继续使用的条件)
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