摘要：在本篇文章中主要将某水电厂中的水轮机组作为实例，在针对水轮机组展开日常检修时，利用超声波技术探测出转轮叶片上存有裂纹，深入分析水轮机组中转轮叶片出现裂纹的主要原因，进而针对裂纹提出科学、有效的处理方式与防控对策，旨在为相关人员提供微薄的参考依据。
关键词：水电厂；水轮机转轮叶片；裂纹处理及防控
在某水电厂中一共具备15台水轮机组，总容量约在63万kw左右平均每台机组的实际容量约为4.2万kw左右，整个水电厂属于较为综合的电厂，将灌溉、航运以及发电等集于一体。其中出现裂纹问题的水轮机组型号是GZ932-WP-750，转轮的直径约为7.5m，额定流量约为492m³/s左右，在整个水轮机的转轮上共有四个叶片，材质为马氏体的不锈钢并通过真空的精密方法所制作。在相关人员针对所有水轮机组展开日常检查时，通过超声波技术探测出所有机组中的三组都存有不同程度的裂纹，这些裂纹不仅会影响叶片的正常运行，还会对整个机组的实际运作造成直接影响。
一、水电厂水轮机转轮叶片出现裂纹的主要原因
在日常检查中探测出水轮机组中的转轮叶片上存有裂纹状况后，某水电厂立即停止了水轮机组的运行，并针对裂纹出现的主要原因展开全面分析，最终发现导致叶片出现裂纹现象的主要原因有以下两方面：第一方面，如果水轮机组处于非最佳情况下或低水头情况下运行的话，就会导致水轮机组的工作状况差，在转轮的出口处水流会逐渐变成环流，这样在水管的尾部会形成旋状的涡带，这种涡带会随着水流而有所移动，如果移动到水管壁的话就会变成压力脉动，最终严重增加水轮机组的振动状况。如果水轮机组一直处于振动区展开实际运行的话，就会导致叶片长期承受交变应力，最终就会形成裂纹，还会严重增加叶片的疲劳程度，并加剧裂纹的严重程度。第二方面，在发现水轮机组中存在的裂纹状况后，针对其展开深入检查时，发现针对轮转叶片所展开的焊接工作在质量方面存有问题，不仅在完成焊接工作后的热处理不够到位，对于焊缝所展开的锤击也存在力度不足问题，这就会导致焊缝中存有一定程度的应力，在转轮叶片实际运行的过程中，就会导致其中的应力越发集中，最终严重增加叶片的疲劳程度，从而形成裂纹的出现【1】。
二、水电厂水轮机转轮叶片出现裂纹的处理方式
在发现水轮机组中存在裂纹问题后，并针对裂纹问题的主要原因展开分析后，就可以针对裂纹展开处理【2】。
首先，需要把转轮上的所有叶片拆除，安放在枕木之上，并将表面上存在的污垢彻底清除，从而为后续工作提供便利。
其次，针对叶片上存在的裂纹做出明显标记，一定要确保标记的准确、清晰，标记内容主要有：裂纹位置、裂纹的长、宽、深等，从而为相关人员提供便利。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
最后，就需要针对叶片上存在的裂纹展开补焊操作，如果裂纹的实际深度在2mm之内的话，就可以选择砂轮机针对裂纹展开打磨操作，但一定要挑选质量较高与功率较为合理的设备，在展开打磨操作时，还需要全面掌控力度与角度，以免因为力度或角度问题损伤到叶片。在打磨操作开始时，需要利用钻头针对裂纹部位钻出防裂孔，孔径约在12mm左右，需要在裂纹部位下方8mm左右的位置上钻防裂孔，再从防裂孔朝向裂纹处通过砂轮机打磨一条宽度约为25mm左右的沟槽，当沟槽完成后就可以通过硝酸酒精展开清洗，并利用十倍的放大镜针对沟槽展开检查，检查内容为：沟槽需要规则、光滑，不应该存有毛刺或高点等，直到保证整个叶片上没有裂纹的存在为止。如果裂纹的实际深度在2mm之上的话，为了给补焊工作提供一定程度的便利，就需要将叶片中存在的裂纹利用炭弧气刨开设坡口，在这个过程之中会形成许多机械与热变形，从而加剧裂纹的扩展速度，并为叶片带来更加严峻的危害，因此，在实际应用炭弧气刨的过程中一定要间接应用。在开设坡口之前，需要先针对裂纹的两侧展开预热操作，预热温度可以掌控到80℃在左右，形状需要呈现为V字形，夹角通常会在40°左右。因为应用的是炭弧气刨，在开设坡口的部位一定会出现渗碳层，这种情况就可以通过砂轮机展开打磨，直到将金属位置全部露出后停止。之后再对打磨出来的印迹通过硝酸溶液展开清洗，清洗位置有：坡口、印迹底部等，静置几秒后硝酸溶液就会渗透到裂纹上，这时就可以擦除硝酸溶液，如果叶片之中还存有裂纹的话就会立刻呈现黑色，这时就可以增加坡口的实际深度，再通过硝酸溶液直到确定没有任何裂纹后停止。
三、水电厂水轮机转林叶片出现裂纹的防控对策
通过以上的分析能够得知，当水轮机组处于振动区展开实际运行，就会导致叶片出现裂纹，因为涡带移动也会导致水轮机组的振动幅度变大。因此，当水轮机组展开正常运行时，一定要避免在振动范围展开运作，而且还需要针对负荷展开合理的分配与调整，以免负荷出现较大或是较快的状况，从而有效降低水轮机组出现振动的几率。另外，还可以针对水轮机组的水管尾部安设补气管，当空气进入到补气管时，就可以利用放气孔将空气传输到尾水管中，从而在降低涡带所造成的实际影响同时，确保水轮机组可以处于最为稳定的状态展开运行【3】。
结束语：综上所述，在发现水轮机组中的转轮叶片存在裂纹现象时，一定要在第一时间针对裂纹的形成原因展开分析，明确详细原因后在对裂纹展开针对性的有效处理，这样不仅能够有效预防水轮机组会在非最佳情况下或振动区域展开运作，还能够为焊接工作的实际质量提供一定程度的保障。而且还可以在确保水轮机组的日常运行，与我国有关部门的标准要求相符的同时，使水轮机组可以处于稳定、安全的状态下展开实际运行，从而为相关企业提供更多的经济收益。
参考文献：
[1]徐尉, 邵亦平. 水轮机转轮叶片裂纹成因及处理措施[J]. 水能经济, 2017(7):390-390.
[2]袁娅. 水轮机转轮叶片裂纹成因及处理措施探讨[J]. 科学技术创新, 2017(19):32-33.
[3]袁守怀, 方强, 张广华. 紧水滩水电站2号水轮机转轮引水板裂纹处理[J]. 水电站机电技术, 2017, 40(11):23-24.
论文作者:陈健
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
标签：裂纹论文; 叶片论文; 水轮论文; 转轮论文; 机组论文; 水轮机论文; 水电厂论文; 《电力设备》2019年第8期论文;