（华能澜沧江水电股份有限公司漫湾水电厂 云南临沧 675805）
摘要：本文主要介绍了漫湾水电厂2号机组尾水肘管钢衬脱落的情况，并对原因进行了分析，并阐述了相应的处理措施、处理过程中的工艺控制及质量要求，最终通过检测合格，满足工艺要求。
关键词：尾水管；肘管；钢衬；裂纹；焊接；环氧砂浆
引言
漫湾电厂一期厂房共装有5台水轮发电机组，由四川东方电机股份有限公司制造，为立轴金属蜗壳混流式，最大水头为100m，设计水头88.12m,额定水头89m，最小水头69.3m，额定转速为125r/min，水轮机型号为：HL231-LJ-550。
2016年11月11日，电厂根据检修工作安排开展2号机组尾水管检查，发现尾水管金属里衬大面积脱落，尾水管里衬脱落位置集中在弯肘段。
1、2号机组尾水肘管钢衬脱落检查情况
1.1尾水管里衬脱落位置集中在弯肘段，底部脱落面积94.76平方米，弯肘处脱落面积50.09平方米，脱落钢板面积共计144.85平方米。
1.2尾水管弯肘段底部里衬钢板已全部脱落，多处混凝土被冲刷，严重处位于左岸侧，筋板翘起。
1.3弯肘段上部里衬钢板撕裂处高9.03m，弯肘下部右岸侧里衬钢板翻卷，拉筋整体带出。
2、原因分析
2.1水轮机偏离高效区运行
水轮机在运行时始终没有满负荷情况下运行，在总运行时间内水轮机带满负荷时间占总运行时间不到１０％，机组在大部分情况低负荷运行，甚至处于空载旋转备用状态，容易造成尾水肘管里衬损坏。
2.2水轮机尾水管补气方式
漫湾电厂尾水管补气主要是通过主轴补气，电厂机组转速高，在尾水管内出现涡带，出现真空，因真空破坏阀有时吸气多，有时吸气少，吸气不均匀，真空破坏阀的弹簧动作不灵活，没有足够的进气破坏真空，造成尾水肘管里衬破坏。
2.3运行工况不佳
尾水管里衬破坏是由于空腔气蚀造成的，空腔气蚀与涡带形状有关，并与水 轮机的运行工况有关。 混流式水轮机在非设计工况运行时，由于水流沿法向出口遭到破坏，转轮出口水流进入尾水管时有一个圆周分速度，形成有一定频率的旋转涡带。此涡带中心具有很大的真空，当其周期性地碰触尾水管管壁时，一方面会造成管壁的汽蚀，另一方面还会使尾水管内出现周期性的压力脉动，使机组振动增大，尾水管壁振动剧烈，尾水管内产生强烈的噪音及周期性的水流冲击，严重时甚至发生共振，造成尾水肘管里衬破坏。
3、处理方案
3.1尾水肘管两侧边墙钢衬修复
将尾水肘管底部残留钢衬以及左右侧边墙变形钢衬进行割除，对左右侧边墙变形钢衬采用16mm厚钢衬拼接恢复，钢衬从80cm*80cm的尾水进人门吊入。
3.1.1用割枪割除已损坏的钢里衬，割除时采用小分块割除，搬运至尾水廊道，在桥机配合下吊运至安装间指定位置。
3.1.2把需要焊接止水钢板部位的混凝土去除，露出钢筋。根据现场的实际尺寸进行止水钢板下料。
3.1.3止水钢板焊接时应清除焊缝周围50mm内的锈、油污等杂质。
3.1.4止水钢板焊接采用手工焊接，焊接前用烤枪加热，钢板温度不低于50℃，去除水分，保证焊接质量。
3.1.5肘管下平面焊缝如图1，装配时应留3-4mm间隙，分段焊接控制变形。
3.1.6肘管下平面两侧焊缝如图2，焊接时应分段焊接控制变形。
3.2流道混凝土局部凿除及修复
对左右立面钢衬与底部钢衬连接处混凝土进行凿除，开凿宽度50cm-100cm凿除深度20cm，曲面段施工搭设施工平台，在接缝处加焊16mm的钢板（止水钢板），钢板宽度根据现场确定，要求与混凝土内部第一层钢筋及板筋锚固连接，采用Φ16二级螺纹锚固筋,Φ12一级圆钢制作限裂钢筋网，钢筋布置连接完成采用C30混凝土进行浇筑恢复，对立面钢衬封口处理后进行灌浆处理。
3.3尾水肘管流道整体环氧材料修复
2号机组尾水管肘管段属于高速过流面，因此对混凝土的表面质量和抗气蚀、抗冲磨性能要求很高，尤其是在高速挟沙水流的作用下，磨损和冲蚀破坏更为严重，并且这些破坏极易很快恶化，给机组的正常运行造成安全隐患，环氧材料在黄河小浪底、长江三峡大坝等大中型工程中过流面均有较为成熟的应用。
4、过程中质量控制及工艺要求
4.1焊接施工工艺
4.1.1焊材需按JB3223要求进行管理、发放和使用。在焊接前，焊条使用前进行相应烘烤。
4.1.2焊接区域应清除所有锈蚀、油污、等有害焊接质量的杂质。
4.1.3将断面用碳弧气刨清理，必须将断面清理干净，清理的坡口形状应适应焊接操作。
4.1.4碳弧气刨清理后，用砂轮对钢板连接部位进行修磨，保证焊接熔合质量。
4.1.5焊接过程中严格控制焊接电流，以保证与母材或焊道间的良好熔合。
4.1.6先将各焊接的钢板进行点焊，保持整体线形后进行满焊，满焊过程中要在对称位置进行焊接，防止变形。
4.1.7钢板焊接破口采用V形破口，确保焊缝焊接质量，对各坡口处要堆焊。
4.1.8焊接完毕后，打磨各焊逢，圆滑过渡，焊接后钢板保持原有线形。
4.1.9焊接完毕后，对所有焊缝处按《CCH70-3》标准进行着色渗透探伤。
5、处理效果
根据方案及工艺要求完成尾水肘管钢衬脱落部分修补，修补后的钢板保持原有线性，各焊缝焊接饱满，灌浆后钢衬与周边混凝土接触缝密实良好。
6结论
2号机尾水肘管钢衬脱落处理于2016年11月14日开工，局部砼拆除工程11月17日完成，止水板焊接为11月19日完成，锚固筋施工完成时间为11月24日，局部砼浇筑、保养完成时间为12月10日，环氧整体涂装完成时间为12月13日，于2016年12月15日通过整体验收，各项工艺满足质量标准及设计要求，消除了2号机尾水肘管钢衬脱落的缺陷，为机组及时投运及长周期稳定运行提供了保障。
参考文献：
[1]水利机械铸钢件检验规范CCH70-3
[2]漫湾水电厂HL231-LJ-550水轮机结构、维护及使用说明书
[3]漫湾水电厂HL132-LJ-550型水轮机安装说明书
[4]漫湾水电厂2号机组尾水肘管修复专家咨询会会议纪要
作者简介：
陈宇：1984年生，男，汉族，黑龙江省双城市人，工程师职称，大学本科学历，专业为热能与动力工程（水动方向），长期从事机械设备检修、技术管理工作。
论文作者:陈宇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/4
标签：钢板论文; 水管论文; 机组论文; 水轮机论文; 混凝土论文; 水电厂论文; 气蚀论文; 《电力设备》2017年第14期论文;