水輪發電機尾水底板脫落缺陷分析及處理

摘 要：針對水力發電廠尾水底板脫落的情況進行了梳理，結合我廠二級尾水底板脫落的實際情況，分析其產生的原因提出了缺陷處理的方法并制定了防范措施，為機組的安全穩定運行提供了保障。

關鍵詞：尾水底板；脫落缺陷；原因分析；修復

中圖分類號：TV734.2+1 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）35-0116-01

2017年3月份，我們廠在對二級電廠1號機小修時，發現尾水門落下后，關閉不嚴，尾水人孔門打開后，有2m深左右的水看不到底部，尾水水位抽不下去，沒辦法進行水輪機整體檢查。如果不找到尾水水位抽不下去的原因那么以后將無法進行A修或B修，機組進行不了正常檢修，對機組的安全穩定運行就有了巨大隱患。

1 原因排查及分析

經潛水員檢查發現，是有鋼板卡在尾水閘門槽內，致使尾水門落不到位，造成大量漏水。潛水員將尾水閘門槽內鋼板清除后，工作人員抽干尾水后下去進行全面徹底的檢查，發現原來是尾水底板大約有22m2已經脫落，有幾塊卡在尾水閘門槽內，致使尾水閘門落不到底，造成大量漏水。還有一些底板有裂紋將要脫落。經過大家認真的現場檢查分析，認為造成這些焊接底板脫落的主要原因是在當時施工時，時間緊任務重底板下的混凝土沒有澆實。在發電以后，由于負荷的不斷調整，尾水底板在不停地交替巨大水壓作用下造成金屬疲勞，使焊接鋼板的焊縫慢慢產生裂紋的，進而形成鋼板撕裂，隨著時間的推移，就造成了尾水底板大面積脫落。這是一個重大缺陷，廠里組織召開了現場分析會，征集了各位專家的意見，制定了修復尾水底板的方案和措施交給了檢修機械班來完成這次任務，大家一起仔細研究具體的施工方案，勘察現場實際情況，制定出了比較完善的施工方案和進度，使機組早日安全穩定的發電。

2 施工方案

2.1 在尾水管椎管斷修擋水圍堰

因為在實際的鋼板焊接的工作過程中，必須在距離焊接底板1m的位置修建長15m左右的擋水圍堰，計算大約要用80個防洪沙袋，之后再用塑料布和粘土做好堵漏工作。

2.2 鋼板、水泥等材料的運輸

因為在尾水椎管內施工，只有尾水椎管人孔門可以進出別的地方進不去。鋼板水泥等材料只能通過直徑60cm的人孔門進行運輸。人孔門到底板處有10m左右，焊接鋼板的搬運非常困難，如圖1的示意圖可以看出，鋼板是能通過尾水門的最大尺寸了，如果鋼板太小，拼接的焊縫就比較多，焊接應力就比較大，消除不好，容易造成裂紋。鋼板太大，尾水門根本放不進去。就這樣大家群策群力用了很多辦法，從蝸殼人孔內進入，打好安全帶，把導葉全部打開，利用轉輪的空隙放下繩索找正位置輔助吊裝，保證了鋼板的順利的吊入，未發生不安全現象。

2.3 對尾水底板修型

對將要脫落的鋼板進行了整體修型，不規則的邊角也進行修正。這樣鋼板才能整體一塊一塊的焊接，從圖1的示意圖可以看出為使得能與鋼板進行對接便于焊接工作，同時把其他有裂紋的底板一并割除，消除存在有缺陷得底板。

2.4 對尾水底板未沖毀部分進行加工鉚固

為了增加加固未被水沖毀的底板的牢固強度，使用？準20的膨脹螺栓進行鉚固如圖1所示。距離大概30cm一個，如果相連的部分底板空的比較多，可以多增加膨脹螺栓固定，我們先使用磁力鉆預先打穿鋼板，然后使用沖擊鉆在混凝土打孔。安裝膨脹螺栓均勻分布使其成為一個整體。最后全部和底部鋼板焊接在一起，形成一個牢固的整體。

2.5 對缺失鋼板的拼接安裝焊接

鋼板先在外邊預制好，四周打坡口，如圖1所示。然后鋼板一塊一塊的進行對接，點焊固定好。然后進行整體焊接，在焊接的過程中嚴格按照預先制定的焊接工藝進行：①選擇強度等級為506或507級的焊條，并烘干300℃保溫3h以上。②分段退焊法。③先橫焊后縱焊。④安裝間隙大的的地方必須嚴格對根部清根處理。⑤焊接過程中，不停用圓頭小錘敲擊焊縫消除應力。⑥同時對焊接鋼板的焊接熱影響區進行用重錘錘擊鋼板以消除延遲熱裂紋。

2.6 底板焊接完成后必須打錨孔，打錨桿灌水泥漿錨固

如圖2所示，首先是錨桿的制作用？準28的螺紋鋼長度500mm，一端開100mm的口，制作相應的楔子長度80mm，寬20mm，一頭8mm（見圖2）。

①使用磁力鉆預先打穿鋼板，鉆孔直徑為32～34mm。②再使用風鉆機打孔，在混凝土上開孔，要求孔的直徑30mm，孔深450mm，打好以后先把楔子插入錨桿下部，放入錨桿孔內。用18磅大榔頭打緊使楔子完全漲開，錨桿與混凝土牢固扎根形成一個整體。③灌入高標號的混凝土漿，凝固后再把凸出底板平面的錨桿割除封焊，使錨桿和鋼板焊接為一個整體，整體焊接完畢以后，在上游斜坡處用榔頭敲擊找出有空的底板，根據現場位置出開三個直徑50mm的孔，在下游側根據實際位置開3個直徑20mm的排氣孔，從上游開孔處向底板內部整體打壓灌水泥漿，使鋼板與混凝土密實接觸，不留空隙，直到各個排氣孔都流出混凝土漿，停2h，再重復上述工作，3～4次后直到焊接的底板與基礎混凝土完全的密實的結合沒有空隙。④再把這幾個孔進行封焊處理，全面外觀檢查各個焊縫，有無夾渣、裂紋、未焊透未融合等外觀缺陷，檢查處理合格后，再經過著色滲透檢查合格。現場全部檢查完畢后，拆除圍堰清理雜物打掃現場。恢復安全措施，機組并網發電。

經過大家的共同努力我們連續用了15d的時間，圓滿完成了這次缺陷處理，為廠里爭取了發電時間，也為機組的安全穩定運行提供了有力保障，同時也為我們檢修人員以后處理類似缺陷，提供了寶貴的工作經驗，為以后安全生產奠定了牢固的基礎。經過一年半的實際運行，現場實際檢查2次，未發現有任何的脫焊、中空的現象發生，尾水底板完好。機組運行平穩。

參考文獻

[1]謝海濤.桃園水電站尾水管里襯安裝工藝淺析.科學時代，2013.

[2]韋彩新，羅赤橙，張雙全.東江電廠水輪機尾水里襯破壞原因初探.華中科技大學學報.（自然科學版），2003.

收稿日期：2018-11-9