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1、水电站水轮机安装过程质量控制摘 要：本文主要针对水电站水轮机安装过程的质量控制展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对安装的时机、过程及有关的焊接步骤作了详细的阐述和分析，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。 /1/view-12176878.htm关键词：水轮机；安装；焊接；质量控制所谓的水轮机，就是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它不仅是水力发电行业必不可少的组成部分，也是充分利用清洁可再生能源实现节能减排、减少环境污染的重要设备，因此。对其的安装工作需要特别的重视，并要采取有效措施做好安装的质量控制，以保障水轮机的正常使用。1 工程概述某水电站有4台单机650MW的水轮发电机组，引
2、水隧洞采用一机一洞，4条引水隧洞平行布置。压力钢管、蜗壳以及凑合节全都使用B610CF钢板，凑合节分为4个瓦片交货，壁厚53mm，与凑合节相接蜗壳壁厚52mm，现场封闭环缝设置在下游侧（与蜗壳的对接缝），坡口形式。2 安装时机选择凑合节的安装可在蜗壳层混凝土浇筑前或浇筑后进行，其安装时机的选择对于安装质量控制和整体安装进度均至关重要。结合国内其它水电工程凑合节安装情况，对该水电站蜗壳与压力钢管凑合节安装时机初步拟定了4种方案：（1）先浇筑蜗壳及压力钢管层混凝土，预留三期混凝土，凑合节装焊完成后进行三期混凝土浇筑；（2）先部分浇筑蜗壳层混凝土，预留三期混凝土，凑合节装焊完成后同时进行三期混凝土和
3、剩余蜗壳层混凝土浇筑；（3）先焊接凑合节纵缝和凑合节与压力钢管环缝，封闭焊缝采用带垫板“V”型坡口，待蜗壳层混凝土整体浇筑、养护完成后，再焊接封闭环缝；（4）凑合节先全部装焊完成，再整体浇筑蜗壳层混凝土。对4种方案展开对比分析。采用方案时，凑合节封闭环缝无法进行双面100%UT探伤，难以检验和控制焊接质量，存在一定的技术风险，且方案3要求封闭环缝焊接坡口为“V”型坡口，而该地水轮机蜗壳进口端原封闭环缝坡口设计为“K”型，以至于此方案将无法实施。采用方案4时，在未浇筑蜗壳层混凝土情况下，蜗壳、座环周边处于不稳定状态，当焊接蜗壳与压力钢管凑合节封闭环缝时，焊接收缩将产生较大拉应力，可能造成蜗壳、座
4、环扭转，进而产生位移或变形，且补救困难，工期影响大，经讨论决定不采用此方案。方案1和方案2均可有效防止因焊接收缩而引起的蜗壳、座环位移或变形，且蜗壳层混凝土浇筑时水化热影响造成的热膨胀，对尚未焊接约束的蜗壳与压力钢管影响较小，并有实际工程经验可供借鉴，为较优方案，但方案3需待所有蜗壳层混凝土浇筑完成后再进行凑合节安装，而方案2所剩余蜗壳层混凝土可与凑合节三期混凝土同时浇筑，较方案1有利于进度控制。考虑到该水电站总体工期目标，最后决定采用方案2的浇筑方式进行凑合节安装，安装时机选择在蜗壳层混凝土浇筑至覆盖蜗壳顶部时。3 凑合节安装及焊接3.1 安装空间及验收依据根据施工需要，该水电站凑合节三期混
5、凝土预留安装空间确定为凑合节环缝上下游两侧向外延伸0.8m，凑合节管壁外缘延伸1.5m。凑合节的安装验收依据水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范执行。3.2 划线安装（1）划线下料。以管节制造中心标示（上、下、左、右4个标示）为基准，对压力钢管出口平面度进行确认，并在蜗壳和压力钢管管口进行等分划线，等分弧长控制在300400mm，测量两管口对应等分点之间的距离后，计算凑合节每个等分点处的下料尺寸。根据凑合节制造时标示在凑合节瓦片上的等分线，在预留修切余量的下游管口等分线上，根据已确认的管节长度标出相应点位，然后用弧线将全部点平滑连接，此弧线即为凑合节切割线，用样冲进行标识并切割。凑合节划线时
6、考虑预留1mm间隙，同时应注意划线尺寸的准确性，以保证凑合节装配间隙尽量小，从而减小因焊缝的横向收缩所导致的应力集中。（2）凑合节安装。凑合节安装时，先安装底部瓦片，利用手拉葫芦、千斤顶等配合卷扬机将瓦片吊装就位；再用压缝器、拉紧器、楔子板等调整压缝，安装过程中应以下中心为基准，分别向左、右中心方向压缝，且两条环缝需同时进行，装配过程中还应尽量保证封闭环缝间隙小于2mm（凑合节与压力钢管连接环缝焊接完成后，由于焊接收缩变形，凑合节与蜗壳封闭焊缝间将产生23mm间隙）。后续瓦片以先装瓦片为基准，自下向上压缝，最后安装顶部瓦片。压缝结束，经检验，4条纵缝及2条环缝的错边量和间隙等均满足规范要求后，
7、进入焊接工序。3.3 焊接控制（1）焊接顺序。凑合节焊接顺序为：先进行凑合节纵缝焊接，再着手凑合节与压力钢管对接环缝焊接，最后完成凑合节与蜗壳对接环缝（封闭焊缝）焊接。后一焊缝焊接应在前一焊缝完成外观、无损探伤检验并确定合格后进行。凑合节正式焊接前，需在凑合节纵缝、凑合节与压力钢管连接环缝上安装、焊接骑马块（火焰预热，预热温度120150），以对上述焊缝进行焊前加固（凑合节与蜗壳连接封闭环缝不得定位焊接，只能采用压缝器、压码定位，以确保第一条环缝焊接时，凑合节瓦片可自由横向伸缩）。（2）焊接材料及焊缝控制。凑合节焊接采用CHE62CFLH焊条，纵缝和第一条环缝打底焊接采用3.2mm焊条，中间层
8、和盖面层采用4.0mm焊条，封闭焊缝全部采用3.2mm焊条。焊前采用履带式电加热方式对焊缝两侧从坡口起100mm的宽度范围进行预热，预热温度为100120。焊缝首先进行大坡口侧（平焊缝）焊接，焊接不低于2/3坡口深度后进行背缝清根（碳弧气刨后砂轮机打磨渗碳层），经过坡口修磨并做MT检查确认后再焊接背缝（连续焊接完成），最后完成剩余正缝焊接工作。焊接的热输入控制在1741kJ/cm，焊接速度控制在60120mm/min，并尽量控制焊条的横向摆动幅度不大于3倍焊芯直径。凑合节环缝采用8名焊工同时对称、匀速施焊，采取多层多道、分段退步焊工艺，焊接顺序和方向如图2所示。封闭焊缝前应彻底检查坡口间隙，间
9、隙超过2mm的部位，需进行坡口堆焊处理，确保环缝周圈的间隙小于2mm。打底焊道采用叠焊法，对称施焊，叠焊长度为300400mm。（3）焊接过程中锤击消应。封闭环缝时除打底的3层焊道和盖面焊缝以外，其余焊道焊后应立即锤击以消除应力。为了避免锤击产生裂纹，锤击用的锤头必须是圆形的，其圆弧半径不小于5mm，锤击部位必须在焊道的中间，不得锤击焊趾部位，锤击应沿着焊缝方向进行，直到焊缝表面出现均匀麻点为止。（4）焊后热处理。焊缝在焊后且温度未低于100前应立即进行后热处理，后热温度为250，保温4h。4 结语综上所述，水电站水轮机的安装是一项较为复杂且系统的工作，因此，为了进一步确保设备的安装质量，便需要工作人员对工程中每一个环节和细节的质量进行严格控制，只有这样，才能确保水轮机的整体安装质量，进而确保水电站在投入运营后能够安全、可靠、稳定运行。参考文献1王成学.浅谈水轮发电机组安装的质量控制J.科技风.2011（22）.2毛芳明.水轮发电机组蜗壳安装与焊接质量控制J.大众科技2012（06）.
