大型水輪發電機推力頭鏡板懸式運輸包裝設計

胡佳奇　魏國慶

摘 要：推力軸承是發電機的重要部分，承受著整個機組轉動部分的重量和水輪機不平衡水推力在內的組合載荷，是這個機組的心臟。而推力頭、鏡板是推力軸承的重要組成部件，是機組的動靜結合部分，尤其是鏡板的鏡面加工精度需要達到Ra0.4甚至Ra0.2。文章結合某電站發生推力頭鏡板鏡面嚴重銹蝕的情況， 分析其原因和機理，并提出懸式運輸包裝設計方案。

關鍵詞：推力頭；鏡板；銹蝕；運輸；包裝

中圖分類號：TM312 文獻標志碼：A

0 引言

金沙江溪洛渡水電站，尼日利亞凱恩吉水電站，推力頭鏡板運抵工地開箱后發現推力頭鏡板發生大面積銹蝕問題，如圖1、圖2所示。本文通過對其包裝結構的分析和優化，提出可靠性更高的懸式運輸包裝設計方案，并已經得到實踐證明，效果可靠。應用于蘇丹上阿特巴拉項目豐滿重建項目。

1 原包裝防護結構介紹

溪洛渡水電站和尼日利亞凱恩吉水電站的推力頭鏡板的包裝防護結構是首先對推力頭鏡板進行內防護：（1）涂抹T890硬膜防銹油；（2）鋪設1層氣象防銹紙，再涂抹1層T890硬膜防銹油，交替涂抹3遍；（3）用氣象防銹膜纏繞多層，吊耳位置需要保留，等到推力頭鏡板落在平面金屬底排后對吊耳位置單獨進行防護。

內防護完成后對推力頭鏡板進行包裝：（1）將推力頭鏡板的運輸金屬底排上均布鋪設8塊膠皮或毛氈用于隔墊緩沖；（2）在底排上鋪設1層鋁箔片（或塑片），再鋪設1層VCI片；（3）將推力頭鏡板吊至底排上，等到推力頭鏡板落在平面金屬底排上后拆掉起吊吊耳，對吊耳位置進行防護；（4）放入適量干燥劑，同時用VCI罩、鋁箔罩（或塑罩）將推力頭境板整體罩住并與底面的VCI片、鋁箔片（或塑片）進行熱合密封；（5）在推力頭鏡板四周用木方將產品擠固防止串動；（6）在推力頭鏡板上平面設置壓方，壓方釘在包裝箱側面；（7）封閉包裝箱。

2 銹蝕原因分析

由于推力頭鏡板鏡面是直接放置在運輸底排上面，雖然有膠皮，毛氈隔墊，但兩個項目的推力頭鏡板重量和尺寸都很大，在接觸位置形成了很大的壓力，導致推頭鏡板底面（鏡面）防銹油受到擠壓變薄，運輸過程中顛簸振動，不可避免存在推力頭鏡板與底面有相對微運動，導致鏡面處防銹油被破壞，甚至使VCI片及鋁箔片產生破口，導致水汽潮氣進入內包裝，進而侵蝕鏡面，造成嚴重銹蝕。

3 結構改進

通過原因分析，我們對推力頭鏡板運輸包裝結構進行改進，利用推力頭鏡板上方的螺紋孔設計一種懸式包裝結構的方案，這樣能夠使推力頭鏡板在運輸過程中鏡面不再與運輸底排平面接觸，避免了因受交變壓力導致的鏡面防銹油被破壞的問題，實物包裝效果如圖3所示。改進后的結構難點在于懸掛推力頭鏡板的橫梁的剛度問題及懸吊產品的把合螺栓位置的密封問題。我們通過ansys軟件對推力頭鏡板懸式運輸包裝結構進行了有限元分析，通過適當加高橫梁立肋確保橫梁變形在標準范圍內。

對于懸吊產品的把合螺栓，我們在螺栓、吊梁，產品螺孔之間加入鉛墊圈，并在螺栓穿過VCI，鋁箔片（塑片）的交接邊緣處涂抹玻璃膠密封。這樣在其他內防護方式不變的情況下，通過采用懸式包裝運輸結構，確保推力頭鏡板鏡面不受任何壓力。另外，考慮到長時間運輸可能存在包裝箱頂面老化漏水問題，為了避免漏進箱內的水進入內部的防水材料，對箱內的VCI罩，鋁箔罩也進行了改進，將VCI罩和鋁箔罩做成圓環結構將推力頭鏡板套入其中，這樣推力頭鏡板中間部分就形成了漏空結構，即使頂蓋漏水也會直接落到箱底流走，不會在推力頭鏡板防水層外面積聚，進而提高了內部防水的可靠性。

4 實踐效果及結論

此懸式結構已經首次應用于蘇丹上阿特巴拉項目推力頭鏡板的運輸包裝，該項目運輸路途遙遠，運輸跨地區氣候變化大，運輸周期長，最終運抵工地后開箱檢驗產品沒有發生任何銹蝕問題。因此可以證明此種懸式運輸包裝結構具有較高的可靠性。值得廣泛推廣，適用于大型推力頭鏡板的長途運輸包裝。

參考文獻

[1]榮雪.蘇丹上阿特巴拉水輪發電機推力頭鏡板力口工工藝方案研究[J].機械工程師，2013（3）：190-191.

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