大型導葉接力器活塞桿拉傷處理工藝探討

呂 玉 忠， 馬 云 川

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081)

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大型導葉接力器活塞桿拉傷處理工藝探討

呂 玉 忠， 馬 云 川

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081)

介紹了觀音巖水電站2#機組導葉接力器活塞桿意外嚴重拉傷后采取的處理工藝控制過程，保證了接力器的安全運行，避免了接力器更換，節(jié)省了工期，為大型水電站同類問題的處理提供了方法及工藝控制經(jīng)驗。

接力器；活塞桿；鎖定；拉傷；堆焊；打磨；拋光；觀音巖水電站

1 概 述

觀音巖水電站2#機導葉接力器在機組進行開關機流程調(diào)試過程中，因自動液壓鎖定意外投入鎖在接力器活塞桿上，導致接力器在操作導葉開關過程中活塞桿與鎖定發(fā)生了嚴重摩擦，使接力器活塞桿上部呈條狀拉傷。拉傷長度達400mm，深度達6mm，寬度達40mm，在給接力器充入壓力油后，接力器后缸蓋密封，順著活塞桿拉傷部位向外呈噴射狀漏油。因現(xiàn)場無新接力器更換，經(jīng)研究后決定在現(xiàn)場對接力器活塞桿拉傷部位進行堆焊處理。

2 針對活塞桿拉傷采取的處理工藝

2.1 接力器工作原理

觀音巖水電站活塞桿拉傷的接力器為帶自動液壓鎖定裝置的關閉鎖接力器，接力器結構形式見圖1，為典型的前后雙支點接力器。在工作中操作調(diào)速器使導葉接力器開啟腔與壓力油接通，同時關閉腔與排油接通，則接力器活塞向后運動并帶動控制環(huán)，通過導葉連桿及導葉臂操作活動導水葉向開啟方向運動，從而打開流道向水輪機轉(zhuǎn)輪供壓力水。當調(diào)速器壓力油與接力器關閉腔接通、同時接力器開啟腔與排油接通后，接力器活塞向前運動，從而關閉活動導水葉。當接力器活塞達到全關位置時，通過程序控制給自動液壓鎖定裝置上腔供油，下腔接通排油，讓鎖定下落至接力器活塞桿后端部以擋住活塞桿，可防止接力器活塞在失壓或誤操作時打開導水葉而釀成事故。

圖1 接力器結構圖

接力器活塞桿被鎖定拉傷部位見圖1，調(diào)整板與后缸蓋間即為接力器自動液壓鎖定。

2.2 處理前的準備

(1)接力器活塞桿外徑加工尺寸為φ280H7/f7，根據(jù)該尺寸設計接力器活塞桿外圓形狀檢查用樣板。樣板為半圓形，采用不銹鋼法蘭加工制作，厚度約為10mm，內(nèi)徑尺寸為R140-0.15(Ra0.8)，兩側(cè)進行倒角以便于檢查操作。具體形式見圖2。

樣板加工完成后，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)內(nèi)弧面并未達到所需要的表面光潔度，同時在與活塞桿試配合時發(fā)現(xiàn)其間隙偏小，無法正常滑移檢查。因此，先用φ100角向磨光機及拋光片對表面毛剌以及樣板兩側(cè)倒角部位進行打磨處理，再通過與活塞桿無損傷部位進行配合檢查，將內(nèi)弧面與活塞桿發(fā)卡的地方打磨光滑，直至樣板與活塞桿配合良好為止。

圖2 活塞桿檢查用樣板加工示意圖

(2)拆除接力器自動液壓鎖定裝置，為活塞桿處理留出足夠的操作空間，清理出作業(yè)場地并在適當部位布置足夠的手持式滅火器。

(3)準備一臺氬弧焊機，根據(jù)現(xiàn)場條件和接力器活塞桿的材質(zhì)情況初步選用ER308Lφ1.2不銹鋼焊絲進行焊接。

(4)用φ100角向磨光機將活塞桿拉傷部位的毛剌打磨干凈，防止對接力器端部密封造成二次損傷。打磨完成后，將活塞桿清洗干凈。

(5)利用調(diào)速器油壓裝置，將接力器活塞推向外端，使活塞桿后端處于接力器鎖定部位以便于焊接處理。活塞桿移動到位后，切斷操作油源、防止誤操作，以保證安全。

2.3 活塞桿的焊接及處理

(1)用酒精仔細將活塞桿需要焊接的部位清洗干凈，將焊道內(nèi)部的毛剌打磨、處理干凈，以免影響焊接質(zhì)量。

(2)為操作方便，自后端向前端畫出焊接分段部位，控制每次的焊接長度約為80～100mm。焊接時，遵循由前向后開始焊接、由拉傷部位中間向兩側(cè)擴散焊接、由拉傷深度最深部位向淺區(qū)焊接的順序原則。

(3)在焊接過程中，使用紅外線測溫儀嚴密注意活塞桿熱影響區(qū)及影響區(qū)以外100mm范圍內(nèi)的溫度上升情況。當溫度上升超過80 ℃時則停止焊接，待活塞桿自然冷卻至溫度不超過50 ℃時再行焊接。

(4)焊接堆高至超過活塞桿正常工作面約0.5mm時停止焊接。

(5)正式焊接前，用干凈的白布在活塞桿與接力器后缸蓋密封部位緾繞一圈，做好防護工作。

(6)待活塞桿自然冷卻至50 ℃以下時，用φ100角向磨光機及拋光片自上向下、自中間向兩側(cè)打磨堆焊部位。當初步打磨至表面光滑后，再用樣板對打磨面進行檢查以確定剩余打磨量。確定剩余打磨量后，再對打磨部位進行細致的打磨。采用邊打磨、邊檢查的方式，對打磨部位及打磨量進行適當?shù)男拚?/p>

(7)當打磨剩余量約為0.05～0.1mm時，停止打磨。采用毛氈拋光片加研磨膏的方式，對處理部位進行精細研磨拋光處理。通過研磨處理后的接力器活塞桿表面光潔度約為Ra0.8左右，表面形狀偏差不超過0.06mm。

(8)打磨處理完成后，將處理部位清理干凈。打開調(diào)速器供油閥，緩慢開啟接力器，使拉傷部位順序露出油缸。將每次接力器動作距離控制在80～100 mm左右，以便于處理控制。

(9)再次按照項(1)～(8)項的處理程序?qū)β冻龆谓恿ζ骰钊麠U進行堆焊及打磨、拋光處理，直至接力器活塞桿受損部位全部處理合格為止。采用PT方式，對接力器活塞桿處理部位進行表面檢查，未發(fā)現(xiàn)裂紋等焊接缺欠。

(10)對接力器處理部位及外露部位進行全面的清掃、清洗。打開調(diào)速器，采用逐級加壓的方式，緩慢操作接力器向關導葉方向運動，檢查接力器活塞的運行情況以及端部密封的漏油情況，直至其滿足要求。

3 接力器活塞桿處理后的效果

觀音巖水電站2#機組導葉接力器在處理完成并通過檢查確認后，正式投入額定壓力油進行動作試驗，發(fā)現(xiàn)端部密封部位基本沒有漏油情況，僅隨著活塞桿向外側(cè)運行時其表面會帶出極少量的油膜。觀音巖水電站2#機組已于2015年4月正式投產(chǎn)發(fā)電，至今已經(jīng)安全運行達10個月，接力器運行情況穩(wěn)定，密封正常。

4 結 語

通過對觀音巖水電站2#機組導葉接力器活塞桿表面嚴重拉傷處理工藝的制定并嚴格實施控制，圓滿完成了接力器活塞桿的處理工作，達到了預期的處理效果，同時避免了拆除、更換接力器，為2#機組的按期投產(chǎn)發(fā)電贏得了寶貴的時間，整個處理工藝成功、有效，同時也為機組長期安全穩(wěn)定運行打下了良好的基礎，間接為業(yè)主贏得了一定的經(jīng)濟效益，為大型機組類似問題的處理積累了經(jīng)驗，提供了借鑒。

為減少和避免同類型機組接力器在調(diào)試過程中發(fā)生類似問題，筆者提出以下建議：

(1)調(diào)試前期，為保證不發(fā)生誤動作釀成事故，建議先將鎖定裝置解開，不參與調(diào)試工作。在接力器所有調(diào)試均完成后再投入鎖定裝置進行聯(lián)動試驗，且試驗時現(xiàn)場應安排專人進行嚴密監(jiān)視，如有異動則立即停止操作。

(2)建議設計及廠家在設計環(huán)節(jié)即考慮增加鎖定投入閉鎖判定，在接力器活塞桿動作未到位的情況下，不允許投入鎖定裝置，以避免鎖定與活塞桿發(fā)生擦掛。

(責任編輯：李燕輝)

2016-11-03

TV7;TV734。4；TV

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1001-2184(2016)06-0067-02

呂玉忠(1976-)，男，四川彭州人，項目副經(jīng)理兼總工程師，工程師，從事水利水電工程機電設備安裝技術與管理工作；

馬云川(1981-)，女，四川樂山人，助理工程師，從事水利水電工程機電設備安裝技術工作.