水電站閘門充水閥閥桿斷裂原因分析

廣波 吳興 朱生學

摘 ?要：本文采用化學成分分析和硬度測試等方法，分析了某水電站調壓室事故閘門充水閥閥桿斷裂原因。結果表明：閥桿熱處理回火不充分，使材料硬度偏高，分布不均，因此局部脆性破壞概率增加;，圓頭和直桿過渡區的應力集中位置導致存在加工分界線，因此使閥桿機加工存在隱患，致使在劇烈振動下容易發生開裂現象;此外，充水過程中，閥頭開度較小處于水流不穩定區，閥頭振動劇烈，導致應力集中的閥桿圓頭與直桿過渡處開裂擴展;基于以上問題，本文對此提出了改進措施并取得較好效果，為工程實踐提供了參考。

關鍵詞：大型水電站;充水閥;閥桿斷裂;化學成分分析;硬度測試

中圖分類號：TK730 ???文獻標識碼：A ???文章編號：2096-6903（2020）07-0000-00

0前言

在某水電站壓力鋼管充水平壓進行過程中，壓力鋼管充水突然中斷，通過壓力鋼管通氣孔灌水平壓后，將閘門提起檢查發現充水閥閥桿斷裂，閥頭掉落封堵充水管口。查找相關資料發現斷裂的充水閥拉桿材料為40Cr13調制處理，閥桿直徑48 mm。為查明是生產質量問題還是使用問題，作者通過宏觀檢查、斷口分析、金相檢驗、加工工藝等方法對閥桿斷裂原因進行分析。

1 原因分析

1.1 斷口宏觀形貌

斷口處于圓頭和直桿過渡位置，肉眼觀察斷口宏觀形貌不一致，一半較為平整，無撕拉、扭曲、剪切痕跡，可判斷此處為斷裂起始位置，如圖1。另一半撕拉痕跡明顯，且與正應力垂直，無扭曲，斷面收縮小，無金屬光澤，有明顯塑性變形，為缺陷擴展后受力所致，如圖2?！?br>