水轮机转轮采用振动时效消除焊接残余应力的效果研究.pdfVIP

SMALLHYDROPOWER2015 No．186 运行与维护 170．6，Total 水轮机转轮采用振动时效消除焊接残余 应力的效果研究 邹南城1，李胜鑫1，管涛涛2 (1．华电福新能源华安水力发电厂，福建华安363800；2．杭州汇安电力工程技术有限公司，浙江杭州310000) 摘要：水轮机转轮均由上冠、叶片、下环组焊而成，转轮在焊接／孵．x-过程中容易产生相变应力与热应力等形式的残 余应力。残余应力的存在可使转轮的尺寸及形位精度受到破坏，疲劳强度降低，影响转轮的性能，甚至使转轮本身产生裂 纹而导致失效。采用振动时效工艺对焊接后的转轮进行了消除(均化)焊接内应力处理，并分别对转轮振动时效工艺处理 前后的残余应力进行检测，以评价和验证转轮振动时效工艺消除(均衡)残余应力的效果。图2幅，表2个。 关键词：水轮机转轮；残余应力；振动时效；等效应力 轮的性能，甚至使转轮本身产生裂纹而导致失效。 1概述 因此，消除、降低或均化内应力是一项十分重要而 华电福新能源华安水力发电厂位于福建省九龙 必要的任务。 江北溪干流的河段上，距漳州市约55km，距县城 过去大多工程的大型铸件和焊接件多采用自然 约10km，工程于1971年动工兴建，1980年4月5 时效法，中、小型的铸造和焊接构件则采用整体退 X15 日全部建成投产。电站装机容量为4 MW，安 火方法消除焊接应力或使焊接应力均衡，从而降低 装有4台混流立式水轮发电机组，水轮机型号 局部焊接或铸造应力过大造成焊缝或铸件开裂而致 HL211一U一255，发电机型号SL550--79／28。机组 构件失效的风险。由于自然时效法费时，整体退火 服役到今年已35a，2014年开始陆续进行报废重 受构件的尺寸限制，且消除内应力的效果如何也未 建。其中1号机组报废重建的水轮发电机的水轮机 可知。鉴于此，在水轮机转轮焊接完成后，采用振 转轮由中国水利科学研究院提供，型号为P|56- 动时效工艺对焊接后的转轮进行消除(均化)焊接 225。水轮机转轮上冠、叶片、转轮分别在不同工 内应力处理，并分别对转轮振动时效工艺处理前后 厂制造，然后由浙江利维机械制造有限公司组装拼 的残余应力进行检测，以评价转轮振动时效工艺消 焊而成，转轮叶片由13片组成。叶片与上冠、叶 除(均衡)残余应力的效果。 片与下环联接采用堆焊工艺焊接而成。 2效果评价研究步骤 水轮机转轮是水轮发电机组的重要部件，转轮 的优劣直接影响水轮发电机组的性能效率及稳定 在振动时效前进行转轮初始焊接残余应力检 性。转轮在焊接加工过程中，产生相变应力与热应 测，然后对转轮进行振动时效处理，待振动时效处 力等形式的残余应力。残余应力的存在可使转轮的 理结束后再进行振动时效后的余留残余应力检测。 尺寸及形位精度产生偏差，疲劳强度降低，影响转 转轮焊接完成48h后，在转轮上布设三相电阻应 变计，分别在转轮振动时效工艺处理前、后进行残 余应力检测，并对振动时效工艺处理前后两次残余 收稿日期：2015—09—01 应力检测的检测结果进行比较分析，以此评价振动 作者