DLT5071-1997混流式水轮机分瓣转轮组装工艺导则.pdf 20页

'混流式水轮机分瓣转轮组装焊接工艺导则TechnologicalguideforerectionandweldingofsplitrunnerofFrancisturbineDL/T5071—1997主编部门：中国水利水电第七工程局中国水利水电工程总公司批准部门：中华人民共和国电力工业部批准文号：电技[1997]341号施行日期：1997年11月1日前言本标准是根据电力工业部1995年电力行业标准计划项目(第二批)(技综［1995］44号文)的安排制定的，在编写格式和规划上以GB/T1.1《标准化工作导则》为基础，并符合DL/T600《电力标准编写的基本规定》。本标准是水电站水轮发电机组安装一系列工艺导则的一部分，对大型混流式水轮机分瓣结构的转轮在施工现场的组装、焊接、热处理及加工的工艺方法、技术要求、操作程序和一般检验规则作出了规定。导则的内容和要求是在继丹江口、刘家峡、龚咀、白山一期电站建设的基础上，又增加了90年代新建大型百万千瓦级水电站，如龙羊峡、白山二期、安康、岩滩、漫湾、李家峡等电站的施工经验和最新实践成果而提出的，对工程施工和质量保证具有一定的指导意义和实用价值。它主要包括以下基本内容：(1)转轮组装前的准备与检查；(2)分瓣转轮组合工艺；(3)转轮下环和叶片的焊接；(4)焊缝局部热处理；(5)焊缝探伤工艺及标准；(6)止漏环安装及加工；(7)转轮静平衡工艺及标准。为了统一多年来施工中经常采用的技术名称和术语，赋予其真实的物理意义和工程含义，本标准在5.1节中给出有关名称、术语的定义，同时规定了标准的适用范围。本标准制订工作始于80年代中。当时原水利水电建设局提出了制订一系列水轮发电机组安装工艺导则的编制计划，其中将《混流式水轮机分瓣转轮组装焊接工艺导则》、《水轮机金属蜗壳安装焊接工艺导则》两项交中国水利水电第七工程局负责起草。中国水利水电第七工程局按计划时间提出了标准征求意见稿，曾分发各单位征求意见。该征求意见稿编写的依据是基于当时已建成的以龚咀、刘家峡、丹江口等为代表的几个大型电站的施工经验和实践。由于机构变动、工程任务的影响及主要编写人员的人事变动，使上述两项工艺导则的编制工作中断。1995年，电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会(挂靠在中国水利水电工程总公司)出于行政业务和施工技术归口管理的原因，认为按照电力工业部标准化体系表的要求，水轮发电机组安装系列工艺导则已基本制订和颁发齐全，仅剩下上述两项工艺导则，应该在补充龙羊峡、白山、安康、岩滩、漫湾、李家峡等电站施工经验的基础上重新列计划制订，使之早日颁发投入使用。在中国电力企业联合会标准化部的领导下，在电力工业部水农司的大力支持下，重新制订工作由中国水利水电工程总公司和电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会负责组织实施。在制订过程中，电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会对标准的报批稿、送审稿进行了多次的技术审查和规范化整理及统稿，使得制订工 作能按计划完成。本标准由中国电力企业联合会标准化部提出。本标准由电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会和水电站水轮机标准化技术委员会归口。本标准起草单位：中国水利水电第七工程局、中国水利水电工程总公司。本标准主要起草人：黎永茂、郎友泉、赵丛茂、许松林。本标准由电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会负责解释。1范围1.0.1本导则规定了水电站混流式水轮机分瓣转轮组装、焊接、热处理及加工的工艺方法、技术要求、操作程序和检验的一般规则。1.0.2本导则适用于混流式水轮机分瓣数为二、材质为低合金钢及镍铬不锈钢的转轮在现场组装、焊接的工艺过程，不适用于上冠、下环及叶片分件制造并在现场组装、焊接的组焊方式。1.0.3本导则系根据有关的规程、规范，并结合实践中行之有效的施工经验和工艺方法而制订，在执行中不排斥先进施工技术的推广和应用。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB150—89钢制压力容器附录H钢制压力容器渗透探伤GB3323—87钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级GB3965—85钢制压力容器磁粉探伤GB7233—87铸铜件超声波探伤及质量评级方法GB8564—88水轮发电机组安装技术规范GB11345—89钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级SL35—92水工金属结构焊工考试规则劳人锅［1988］1号关于颁布《锅炉压力容器焊工考试规则》的通知中华人民共和国劳动人事部1988-01-03ASMEⅤ—5(89)材料与工件的超声检验规范ASMEⅧ—APP—12(89)焊缝超声检验(附录12)3转轮组装前的准备与检查3.1对转轮组焊场地的要求3.1.1转轮组焊场地应有足够的承载能力。3.1.2要采取措施，使转轮组焊场地的室温不应低于5℃，相对湿度不大于75%，避免气流对转轮及其焊缝直接吹袭。3.1.3转轮组焊场地的起吊设备应具有足够的起重容量和起吊高度，并应平稳可靠。3.1.4转轮组焊施工现场，应有可靠的压缩空气、水、电源及消防设施，具有加温及保温的焊接条件。3.2分瓣转轮组合支墩的设置3.2.1如图3.2.1所示，转轮组合的支墩设置6只，高度一般为750mm。支墩设置应稳固并 用型钢相互连接，顶面应平整。1—转轮下环；2—楔子板；3—钢支墩；4—组合缝；5—加固型钢图3.2.1转轮组装场地支墩布置图3.2.2调整转轮水平用的楔子板，尺寸按接触面受力不大于1000N/cm2确定，其两楔子板的搭接长度应占总长的三分之二以上。置于支墩顶面楔子板的标高相对高差不宜超过1mm。为防止吊放转轮时楔子板滑动，可将楔子板临时点焊固定。3.3分瓣转轮及部件的检查3.3.1分瓣转轮组装前，对设备要进行清点、检查、全面清扫。3.3.2转轮上冠组合面用平台及平尺检查，应无高点、毛刺。若组合面不平整度超过设计要求，应会同制造厂研究采取特殊处理工艺。3.3.3检查所有销钉、销钉孔、螺栓孔应无毛刺、高点。螺栓孔两侧的平面应平行且与螺栓孔垂直，并检查销钉、螺栓与孔的配合尺寸是否符合图纸要求。3.3.4转轮组合螺栓和转轮与主轴的连接螺栓、螺母要进行对号预装配，螺母在螺杆螺纹的全行程上用手转动应灵活，松紧要适宜，若过紧或卡阻，应对螺纹进行修磨。并检查螺栓头与螺母底平面应平行且与螺杆垂直，其不平行度或不垂直度不应超过1mm/m。如超差，则须加斜垫圈或车削处理，以利螺栓拧紧。3.3.5对转轮叶片及各部位应仔细检查，如发现裂纹等缺陷，应会同制造厂及有关单位研究处理。3.3.6检查转轮下环及叶片焊缝部位两侧断面尺寸是否相对称。其焊缝坡口合拢后钝边的错牙不应超过3mm，如超差，则要进行补焊修正处理。3.3.7彻底清除转轮下环焊缝坡口两侧各500mm内的油漆和油污，以备加热焊接。4分瓣转轮组合4.1转轮组合4.1.1先将一瓣转轮吊放在支墩上，另一瓣吊起时要基本水平，以便就位找正。两瓣转轮合拢前，用白布和酒精将组合面清扫干净。不准任何杂物夹入缝中。合拢时应避免互相碰撞。定位销不能受损。 4.1.2当分瓣转轮基本合拢后，应先穿入组合螺栓，戴螺母时螺纹上涂二硫化钼、丝扣脂等防锈润滑脂。上冠分缝用清洁布覆盖，以免杂质落入组合缝中。用拉紧器将下环合缝拉拢，同时逐步拧紧组合螺栓，使上冠组合缝靠拢，然后精心地调整上冠法兰面及止口的错牙，合格后拧紧组合螺栓并将支墩顶面的楔子板点焊固定。4.1.3组合螺栓应对称拧紧，其伸长值应符合设计要求，设计无要求时按下列公式计算图4.2.2法兰下凹值测点布置图Lσ∆L=E(4.1.3)式中：ΔL——螺栓的伸长值(mm)；L——螺栓计算长度(mm)，一般从螺母的一半算至螺栓根部；σ——螺栓所受拉应力，一般采用σ=120MPa～140MPa；5E——螺栓所用材料的弹性模量，E=2.1×10MPa。4.2转轮组合后的检查4.2.1用0.05mm塞尺检查上冠组合缝间隙不能通过。允许有局部间隙，用0.10mm塞尺检查，深度不应超过该处组合面宽度的1/3，总长度不应超过周长的20%。销钉周围不应有间隙。组合面处的各零部件安装面应无错牙。4.2.2法兰面合缝处及法兰面止口应无错牙。如图4.2.2所示，用1m长平尺测量检查，并记录法兰面下凹值及下环错牙值。下环轴向及径向错牙值一般不应大于0.5mm。图4.2.2法兰下凹值测点布置图4.2.3转轮上的所有销钉、螺栓、螺母均应按设计要求锁定或点焊牢固。4.2.4检查下环焊缝坡口钝边对接情况应符合3.3.6要求。5转轮焊接5.1术语、定义5.1.1综合收缩量：下环焊接过程中，焊缝的收缩变形通过叶片的传递而使法兰面凹度发生变化。这种变化是由全焊缝收缩的综合效应产生的，可用下环的顶、底部收缩量的代数平均值与法兰面下凹值的关系表示。这个代数平均值，称焊缝的综合收缩量，其表达式为 ∆CC+∆udK=2(ΔCu、ΔCd均为正)式中：ΔCu——下环顶面测点距离Cu的变化值；ΔCd——下环底面测点距离Cd的变化值。5.1.2综合间隙：下环焊缝顶开过程中，顶部、底部顶开值的代数平均值，其表达式为∆CC+∆udδ=2(ΔCu、ΔCd均为负)式中：ΔCu、ΔCd意义同5.1.1。5.1.3角变形：反映下环焊接过程中止漏环安装面向内凹或向外凸出的一个相对比较量。ΔC1-ΔC2＞0，表示焊缝止漏环处向外凸出，反之为向内凹进。ΔC1、ΔC2为下环中部内外侧测点距离C1、C2的变化值。当焊缝收缩时，ΔC1、ΔC2均为正。5.2预留间隙的确定5.2.1法兰面下凹度测点布置如图4.2.2所示。1、6点为支承点，3、4两点紧靠组合缝两侧，2、5点分别位于1、3点和4、6点之间。1—顶部拉板；2、3—楔子板；4—底部拉板图5.2.1下环焊缝测点布置图下环焊缝测点布置如图5.2.1所示。测点用钢冲打出光滑记号，以便用游标卡尺类量具测量，两测点距离约200mm，其中Cu、Cd为下环顶、底面中部测点距离，C1、C2为距止漏环下边缘20mm～60mm处内、外侧测点距离。C值的变化量用ΔC表示，焊缝顶开过程中C值增大，ΔC为负；焊接过程中C值减小，ΔC为正。5.2.2用千斤顶将下环两焊缝同时同步顶开，每次顶开间隙增加量为0.5mm，测量并记录下环顶、底部焊缝钝边间隙值，顶、底部中间测点Cu、Cd值和法兰面下凹值，直至综合间隙值达6mm～7mm。5.2.3以各次顶开综合间隙和相应的法兰面下凹值绘制出综合间隙—下凹值关系曲线。5.2.4根据综合间隙—下凹值关系曲线，综合分析确定下环预留综合间隙值和相应的下环顶、底部焊缝钝边的间隙值。5.2.5焊缝预留间隙调整好后，如图5.2.1所示，在焊缝钝边上、下端各插入40mm宽的钢楔子板，然后拆除千斤顶，割掉挡块，在下环顶、底面用300mm×150mm×30mm拉板焊接固定。 5.3焊工5.3.1凡参加转轮焊接工作的焊工均应按照中华人民共和国劳动人事部《锅炉压力容器焊工考试规则》或SL35的规定考试合格，并经过分瓣转轮结构、材料和焊接知识的专门培训。5.4焊接方式选择5.4.1转轮焊接，可在如下两种状态下进行：1)水轮机轴与转轮不连接方式；2)水轮机轴与转轮连接方式。采用何种方式下焊接，可根据具体情况而定。5.5下环焊接工艺5.5.1焊缝预热：5.5.1.1预热温度，通常为150℃±20℃，在下环顶部靠近焊缝坡口处用水银温度计或热电偶点式温度表测量。5.5.1.2热源，如图5.5.1所示，在下环焊缝内、外两侧距焊缝150mm处用远红外线履带式加热器加热。加热宽度为下环顶部厚度的1.5倍～2倍。焊接全过程持续通电，以保证有稳定的预热温度和层间温度。5.5.2按图纸或转轮材质化学成份选取相应焊条，并按焊条说明书要求进行烘焙。每次从干燥箱内取出该焊层所需量置于保温筒中，随用随取。5.5.3控制焊缝综合收缩量的方法。焊缝封底及内、外2～3层焊接，即焊缝两面焊接厚度合计35mm左右，焊缝累计综合收缩量占总收缩量的50%，焊接厚度达60mm时，综合收缩量占总收缩量的90%，其后只有微小的变化。因此，控制焊缝的收缩措施要在第1～5焊层内实施。控制收缩量的方法：1)取出焊缝内楔子及切除上下拉板的时间；2)改变分段数，分段数少收缩量大，反之收缩量小；3)使用单道及多道焊接，单道焊较多道焊收缩量大；4)改变每层焊接厚度，焊层厚较焊层薄收缩量大。控制角变形的方法：实为控制下环焊接缝内、外侧各自的收缩量。在1～5层焊接中，内、外侧同时施焊，角变形由凸起一侧先起弧1cm～3cm后另一侧再起弧，并保持这一相对距离。6层以后，两侧分别用控制收缩量方法中的第2)～4)条均可调整角变形。5.5.4正常情况下的焊接规范：5.5.4.1焊缝分段，如图5.5.4所示，焊缝长L≤900mm时分3段，L1、L2、L3各为总长L的22%、44%、34%；当900mm＜L≤1200mm时则分4段，L1、L2、L3、L4各为总长L的19%、32%、23%、26%；当L＞1200mm时则分5～7段，各段长度最长不宜超过300mm，最短不宜少于200mm，且L1＜L2＜L3，L4＜L5，L6＜L7。分5或6段时L1～L3的总长、分7段时L1～L4　的总长为焊缝全长的60%，其目的是使下环焊缝顶部收缩量不超过顶部预留间隙值，而底部收缩量不小于底部预留间隙值，以免造成止漏环垂直度偏差过大。5.5.4.2焊接顺序，如图5.5.4所示，内侧封底，焊接完1、2段或刚超过焊缝一半长后即切除下部拉板，取出下部焊缝内楔子后进行3～4段封底焊接，外侧碳弧气刨清根。然后焊接内、外侧1～5层，下段先焊接一层后，再从上至下倒退焊接，以求下部有足够的收缩量。焊接完内、外一层后，割除上部缝内的楔子板并补焊。顶部拉板至焊缝稳定不收缩后再割除。 1—转轮下环；2—加热器；3—保温材料；4—固定支架；5—支架铰链图5.5.1加热器安装图图5.5.4下环焊缝焊接工艺5.5.4.3每层焊接厚度4mm～5mm。5.5.4.4焊接电流110A～135A，接法为直流反接。5.5.4.5推荐在每层焊接完后，用锤击方法消除层间应力。5.5.5前6层每焊接一层，测量一次焊缝各部位的综合收缩量及法兰面下凹值，以确定下层的焊接工艺。当采用不连接水轮机轴的焊接方式时，可对比法兰面下凹值与综合间隙值关系曲线判断焊缝收缩趋势，以采取加大或减少收缩量的焊接措施。当采用水轮机轴与转轮连接的焊接方式时，因法兰面下凹值无法测量，故以焊接层次与焊缝综合收缩量表示，其焊接过程应符合5.5.3、5.5.4要求，一般应具有表5.5.5的变化规律。表5.5.5焊接层次与焊缝综合收缩量参考表焊接层次封底内、外1层内、外2层内、外3层内、外4层内、外5层 综合收缩量K1.62.13.03.54.04.5mm5.6叶片焊接工艺5.6.1叶片开坡口之前应进行对装修补，然后参照图5.6.1要求型式切割坡口。1—上冠；2—叶片；3、4—填补块；5—下环；6—抗气蚀层；7—拉板；8—叶片焊缝图5.6.1叶片填补块焊接图5.6.2叶片焊缝厚度大于50mm时，用远红外线履带式加热器或乙炔火焰作焊接预热，预热温度以100℃～150℃为宜。5.6.3焊缝应采用分段倒退施焊。对叶片填补块焊缝，分段长度约200mm。对叶片分割焊缝，分段长度宜300mm～400mm。5.6.4焊接顺序：叶片填补块焊缝，先焊Ⅰ焊缝，为防止焊接过程中叶片填补块翘起，采用封底焊后背缝清根，坡口两面同时施焊或焊挡板均可。Ⅰ焊缝焊接完后再进行Ⅱ焊缝焊接。上冠叶片填补块在焊接Ⅱ焊缝之前，将上冠组合缝过流面封焊，以免Ⅱ焊缝焊接时上冠法兰面错牙。叶片分割焊缝焊接时，为避免法兰面上凸，以硬性方式将焊缝撑开，预留1mm～2mm间隙，用拉板固定。叶片正面封底焊，叶片背面清根。焊缝厚度大于50mm时，可正、背缝同时施焊。5.6.5焊缝成型应与叶片形状相符，并应平滑过渡。5.6.6焊缝厚度大于50mm时，焊后宜用远红外线履带式加热器进行消氢处理。加热温度100℃～200℃，保温3h～4h。6焊缝局部热处理6.0.1下环在各运行工况均属低拉应力区。若制造厂无要求时，推荐下环焊缝不做退火消除应力处理。焊缝焊完后，用于预热的加热器不动，再次将焊缝覆盖保温材料，通电加温到250℃～300℃，保温3h～5h做后热消氢处理。 6.0.2若制造厂要求焊缝退火消除应力处理时，将经校验的热电偶点焊于焊缝的中部，用小块保温材料覆盖热电偶，避免远红外线直射热电偶造成温度读数误差。再在焊缝处300mm宽部位加贴加热器进行加温。图6.0.5热处理工艺曲线(a)20MnSi类低合金钢；(b)镍铬不锈钢类6.0.3加温时宜采用电子电位差计及自动记录仪组成专用可控硅电源控制柜供电及温度自动记录。无此条件时，也可用220V或380V电源供电，以断续通电方式控制温度。温度测量可用转换开关加毫伏温度计测读，用温度补偿法计算，即t=t′+kt0(6.0.3)式中：t——实际温度；t′——仪表指示温度；k——热电偶温度校正系数；t0——热电偶冷端温度(室温)。6.0.4保温材料，使用硅酸铝耐火纤维毡软质保温材料，厚度40mm，覆盖于加热范围并适当外延。6.0.5热处理工艺曲线可参照图6.0.5所示进行，保温时间，以焊缝厚度每20mm保温1h计算。6.0.6转轮热处理后应符合下列要求：1)转轮各部位应无裂纹；2)上冠法兰面下凹应不大于0.07mm，上凸不大于0.04mm，上冠组合缝间隙应符合4.2.1的规定；3)叶片填补块焊缝及抗气蚀层应磨光；4)补焊并磨平所有的弧坑及焊疤。7下环及叶片焊缝探伤检查7.1焊缝探伤检查 转轮下环对接焊缝，分割式叶片对接焊缝及叶片与下环、上冠的对接角焊缝，焊接前后应作无损探伤检验。其余焊缝如设计或制造厂无要求只作外观检查，如设计或制造厂有要求则按要求检查。7.1.1焊前检验：转轮下环对接焊缝，分割式叶片对接焊缝及叶片与下环、上冠对接角焊缝焊接前应按GB7233的规定对焊缝坡口及附近200mm宽的母材进行超声检验，并记录影响焊缝超声探伤的缺陷位置和尺寸。检查中如发现裂缝等严重缺陷时，应提出详细记录供研究处理。7.1.2焊后检验：7.1.2.1下环对接焊缝及叶片对接焊缝探伤：1)对非奥氏体不锈钢铸钢转轮的非奥氏体焊缝，建议按ASMEV-5(89)中规定的铸件焊缝超声检验工艺、方法和ASMEⅧ-APP-12(89)(附录12)中规定的接收与拒收标准进行检查验收。2)对奥氏体不锈钢铸钢转轮焊缝及奥氏体焊缝，因目前尚无统一的检验方法，在焊接中应严格控制焊接工艺，焊接后按GB150“附录H钢制压力容器渗透探伤”对焊缝表面做着色探伤，不允许有裂纹、未熔合及表面气孔。3)对厚钢板压制的叶片，其对接焊缝应按GB11345的规定进行超声检验，检验等级为B级，合格等级为BⅠ级。7.1.2.2叶片与下环、上冠的对接角焊缝在焊接中应严格控制焊接工艺，焊接后按GB150“附录H钢制压力容器渗透探伤”对焊缝表面做着色探伤，不允许有裂纹、未熔合及表面气孔。7.1.2.3对转轮其它部位非铸钢件焊缝如设计有要求可按GB11345或GB3323做超声探伤或射线检验。焊缝表面可按GB150“附录H钢制压力容器渗透探伤”或GB3965做着色探伤或磁粉探伤。7.2对探伤人员的要求7.2.1从事铸钢转轮焊缝探伤的无损检测人员应具有铸钢材质、铸造缺陷及热处理基础知识，并熟悉转轮的焊接工艺。7.2.2从事铸钢转轮焊缝探伤的人员应持有国家有关部门签发的Ⅱ级或Ⅱ级以上无损检测资格证书。7.3探伤条件7.3.1探伤时间：转轮焊缝探伤应在焊缝冷却至室温后进行，需焊后热处理时应在热处理结束24h后进行。7.3.2探伤面：7.3.2.1纵波直探头探伤面为磨平后的焊缝表面。焊缝磨平后的表面应平整、光洁。7.3.2.2横波斜探头探伤面为焊缝一面的两侧和磨平后的焊缝表面。7.3.3耦合剂：工业甘油或粘度适当的机油，调正仪器和检测时应使用同一种耦合剂。7.3.4探头：纵波直探头的晶片直径在10mm～20mm范围；焊缝横波斜探头探伤宜采用　K　值为1的探头，必要时应采用两种K值的探头探伤。7.3.5探测频率：1MHz～5MHz7.4缺陷反修复探7.4.1探伤发现超标缺陷时，探伤人员应提供缺陷的准确位置，供研究处理。7.4.2缺陷返修后应按原探伤条件进行扩大范围复探，扩大复探范围至少为缺陷两端各延长 50mm。7.5探伤报告7.5.1探伤结束后，探伤人员应提出包括工件名称、材质、所用探伤仪器、探头、试块、验收标准、探伤方法、缺陷记录及其分布位置图、返修情况以及探伤结论等内容的探伤报告。8止漏环安装及加工8.1止漏环安装8.1.1安装上、下转动止漏环，必须满足下列条件：1)转轮下环及叶片焊缝焊完；2)与止漏环接触的安装面上的所有焊疤等已打磨平整；3)焊缝经探伤合格。8.1.2上、下转动止漏环，应与转轮严密贴合，其配合面允许有不大于0.2mm的局部间隙，但连续长度不得超过周长的2%，总和不大于周长的6%。焊接要牢固，焊缝外观检查，应无缺损与裂纹。焊接后需打磨平整光滑。8.2止漏环加工8.2.1上、下转动止漏环，安装后需进行圆度加工，应使用专用的转轮圆度铣磨机具。在安装该机具时，转轮法兰应水平，偏差不大于0.05mm/m。8.2.2机具的安装，以转轮上冠法兰面止口为基准，不同心度不得超过0.05mm。当水轮机轴与转轮联接在一起时，以水轮机轴为基准安装转轮圆度铣磨机具。8.2.3机具应有足够的刚度，在铣磨过程中，铣磨刀具不应有弹性跳动现象。8.2.4机具安装后，要仔细测量上、下止漏环的圆度。其铣磨刀具的进刀点，应以止漏环半径最大处为基准。8.2.5应按固定止漏环的实际内径测量并校核转轮止漏环外径绝对尺寸。加工止漏环圆度，使各半径与平均半径之差，不超过止漏环设计间隙值的±10%，其测点不得少于32点。止漏环工作面高度超过200mm时，应检查垂直度，其偏差不应大于0.2mm。9转轮静平衡9.1静平衡试验前的准备9.1.1静平衡试验，需要准备下列工具及仪器：1)方型水平仪，精度为0.02mm/m，2架；2)与方型水平仪等重的铁块，2只；3)钢板尺，量程为1m，4根；4)百分表，量程为0mm～10mm，4只；5)9.8N的重块，1只；6)千斤顶、支墩，4只；7)平衡配重块若干。9.1.2转轮平衡前要清扫干净，在转轮下环上平面画出X、Y中心线。9.1.3操作者在转轮静平衡试验前必须了解下列事项：1)转轮重量及重心位置；2)静平衡工具的结构、重量及使用方法；3)转轮与平衡工具的配合尺寸；4)整个转轮平衡操作过程及安全注意事项。 9.1.4平衡工具的装配：1)将平衡工具上部清洗干净，内壁(摩擦面)涂机油；2)测量平衡工具上部与转轮止口的配合尺寸；3)按转轮下环直径放三只等高的支墩，中间设置平台，并将平衡工具的上部吊放在平台中心位置；4)装好吊攀，将转轮吊起放在三只支墩上，再将平衡工具的上部轻轻吊起，使之与转轮上冠法兰止口相配合，安装顶紧压板，用螺钉把紧；5)将平衡工具的平衡球调整到转轮重心的最高位置；6)平衡球球心应在重心垂直线上。9.1.5平衡场地的准备，如图9.1.5所示：1)平衡工具的底座应放置在有较大刚度的专用平台上，平台应找平，且与地坪接触严密；2)支持座上平面水平偏差不应大于0.02mm/m；3)用螺丝压板将底座固定在平台上，复核支持座水平；4)在与平衡球接触的支持座上平面边缘涂黄干油，中间浇一层机油；5)按转轮下环直径对称放4只千斤顶，千斤顶的高度调整到千斤顶顶起高度全行程时，转轮放到千斤顶上之后平衡球与支持座之间的间隙不小于5mm；6)静平衡试验的场地应是坚固的混凝土地坪，在平衡物体重量作用下，应无任何下沉现象。图9.1.5静平衡场地准备示意图9.2静平衡试验工具灵敏度调整与计算9.2.1静平衡试验工具的灵敏度按下列步骤进行调整：1)根据转轮体的重量、平衡球半径及转轮体重心位置，调整试验工具的调整螺杆，使球面中心到转轮重心的距离符合表9.2.1的要求。表9.2.1平衡系统的灵敏度转轮质量最大距离最小距离kgmmmm≤50004020＞5000～100005030＞10000～500006040 ＞50000＞1000008050＞100000～20000010070＞200000120902)平衡球与支持座(或平衡球座)顶起，使转轮下环处于悬空状态，在转轮下环顶面上放9.8N重的重块。测量转轮倾斜下降值H，然后按式(9.2.2)计算灵敏度h值是否符合表9.2.1的要求，如灵敏度不符合要求，则再次调整试验工具的调整螺杆，直至符合要求。9.2.2静平衡试验工具灵敏度h值(即球面中心到转轮重心距离)按下列公式计算，即()PR−GµRh=GH(9.2.2)式中：h——平衡球面中心到转轮重心距离(cm)；P——所加重块的重量，一般取P=9.8N；R——下环顶面加重块处半径(cm)；G——参加平衡的转轮体重量及静平衡试验工具的重量(N)；μ——平衡球与支持座的滚动摩擦系数，μ=0.001cm～0.002cm，液压支承μ=0.00045cm～0.00055cm；H——在R处加9.8N重块后，用百分表测量的转轮体的倾斜下降值(cm)。9.3平衡试验的步骤9.3.1当平衡工具的灵敏度符合表9.2.1的要求后，即可进行粗静平衡工作，其步骤如下：1)首先用千斤顶将转轮法兰面调平，并在对称的4个方向测量下环与支墩或地面固定物之间的高差。图9.3.1配重块换算示意图2)法兰面调平后，在下环上平面的X、Y中心线处放置两架方型水平仪，同时在方型水平仪的对称方向各放一块与方型水平仪等重的铁块，并将方型水平仪用加塞尺片的方法调平。3)平衡球与支持座(或平衡球座)顶起，使转轮下环处于悬空状态，再次测量下环与支墩距地面固定物之间的高差，从而确定转轮的倾斜方位。4)根据倾斜方位在下环顶面上加平衡配重块，使转轮下环顶面上的方型水平仪回复到水 平状态(水平值应在0.02mm/m以内)。5)将下环顶上的配重块的重量按式(9.3.1)进行换算(如图9.3.1所示)，即PR11P=2R2(9.3.1)式中：P1——粗静平衡时，放在转轮下环的平衡块重量；P2——焊在转轮上冠引水盖板下面的平衡块重量；R1——粗静平衡时转轮下环平衡块至转轮中心距离；R2——焊接在引水盖板下面的平衡块至转轮中心距离。6)四只千斤顶将转轮顶起，使平衡球与支持座或平衡球座离开。将换算的配重块按换算确定的方位装焊在引水盖板下面的上冠顶面上，装焊应牢固，配重块应包括焊条重量。7)吊装引水盖板，重复平衡试验工作，如转轮平衡良好，即可以焊接引水盖板。8)因焊接平衡块和引水盖板后，可能出现少量不平衡，因此需作一次精静平衡，其方法步骤同上。9)最终产生的少量不平衡重量，用钢板焊接在引水盖板上面，钢板厚度不得超过10mm，依据最后的转轮体的水平值，计算残余不平衡重量应符合图纸要求。9.4残余不平衡重量计算9.4.1残余不平衡重量应符合图纸要求。如无要求，可按其在飞逸转速下所产生的离心力不超过转轮净重的2%来取值，其计算公式如下　G［g］=35.82nDr1(9.4.1)式中：［g］——允许残余不平衡重量(N)；G——参加静平衡系统重量(N)；nr——转轮飞逸转速(r/min)；D1——转轮名义直径(m)。9.4.2转轮实际残余不平衡重量g按式(9.4.2)计算，g≤［g］。使用式(9.4.2)计算实际残余不平衡重量时，应考虑平衡支持座在试验后的水平值，即G(hH+µR)g=2R(9.4.2)式中：g——残余不平衡重量(N)；h——平衡球中心至转轮体重心距离(cm)；H——根据水平仪的读数计算的转轮下降值(cm)；μ——平衡球与平衡支持座的滚动摩擦系数，μ=0.002cm；R——计算半径(一般取下环顶面最大半径，cm)；G——参加平衡的转轮体重，包括静平衡试验工具的重量(N)。10水轮机轴及附件安装10.1水轮机轴与转轮连接10.1.1水轮机轴与转轮连接前，对法兰面及水轮机轴连接螺栓的检查，应满足3.3.3、3.3.4的要求。10.1.2水轮机轴与转轮连接时，转轮应水平，主轴吊起后要垂直，为使主轴顺利找正，应 事先对称地穿入两只螺栓，以作主轴安装导向之用。10.1.3水轮机轴就位时，法兰面要用白布酒精进行彻底清扫，螺孔按号找正，螺栓要对号穿入。对有摩擦要求的联接，在水轮机轴就位前，应按厂家要求在转轮法兰面上涂抹增摩剂。10.1.4主轴连接螺栓的伸长值应符合设计要求。10.1.5主轴连接螺栓拧紧可用数台螺栓拉伸器同时对称分次进行。其伸长值偏差应在设计值的0mm～0.02mm范围内。10.1.6主轴连接后，主轴与转轮法兰组合缝应用0.05mm塞尺检查，不能塞入，螺栓、螺母应点焊或锁定。10.1.7主轴连接后，对主轴上法兰及轴颈部位应涂防锈油脂，必要时用毛毡加以保护。10.2转轮附件安装10.2.1转轮上冠的引水盖板应按图纸或厂家标记安装。排水管按实际尺寸配制。引水盖板和排水管上的所有焊缝应严格按焊接工艺要求施焊。焊缝应无裂纹等缺陷。设计有要求时，应按要求进行探伤检查。焊缝要打磨光滑。10.2.2主轴连接螺栓保护罩安装时要找正同心度，如装有检修密封的主轴连接螺栓保护罩，还应检查其圆度，各半径与平均半径之差，不应超过设计间隙值的±10%，螺栓凹坑应填平。10.2.3泄水锥与转轮组合面应符合3.3.3的要求。其组合螺栓应点焊牢固，护板焊接后，焊缝应打磨平整。混流式水轮机分瓣转轮组装焊接工艺导则DL/T5071—1997条文说明1范围1.0.1本条说明本导则所包含的主要内容。1.0.2本条说明本导则的应用范围。1.0.3本条明确编写本导则的依据，同时指出，在执行中不排斥先进施工技术的推广和应用。2引用标准明确了在编写本导则中所引用的技术规范、规则。3转轮组装前的准备与检查3.1对转轮组焊场地的要求3.1.1～3.1.4明确了对转轮组焊场地的基本要求。3.2分瓣转轮组合支墩的设置3.2.1本条规定了分瓣转轮组装焊接用的支墩为6只，支墩高度定为750mm，支墩布置用简图表示，实践证明，支墩布置合理，既便于转轮组合，又便于转轮焊接、测量。3.2.2调整转轮水平用的楔子板的搭接长度引自GB8564，要求各对楔子板间的高程差不宜超过1mm，其目的是便于转轮水平的调整及分瓣转轮的顺利组合，楔子板要临时点焊固定，以防转轮吊放时滑动。 3.3分瓣转轮及部件的检查3.3.1～3.3.2明确了对分瓣转轮组合面要进行全面清查，有问题要处理。3.3.3除检查销钉、销钉孔、螺栓孔应无毛刺、高点外，还应检查转轮组合螺栓孔两侧的平面是否平行且与螺栓孔垂直，其目的是以利组合螺栓拧紧。3.3.4转轮组合螺栓和主轴连接螺栓都是细牙螺纹，在拧紧时有时会碰到丝扣“咬死”现象，引起严重后果。故对这些螺栓、螺母要进行对号预装，螺母转动要灵活，松紧要适宜，同时应检查螺栓头与螺母底平面应平行且与螺杆垂直，其不平行度或不垂直度不宜超过1mm/m。这是经验数据，如超过，用液压拉伸器拧紧螺栓时，其伸长值很难达到，用撞锤拧紧转轮组合螺栓时，螺栓会转动，故遇到这种情况时对螺栓一定要进行车削处理或加斜垫圈。3.3.5在制造厂叶片与上冠及下环相焊接，虽经热处理，但内应力不可能完全消除，转轮经长途运输、吊装等过程后，叶片上、下端的焊接热影响区附近可能会产生裂纹，故应仔细检查，如有问题应认真处理。3.3.6下环焊缝部位两侧断面不对称时会造成焊接变形大。焊缝坡口钝边径向错牙超过3mm时会造成焊接封底困难，焊缝预留间隙也不能精确保证。3.3.7清除焊缝两侧的油漆、油污，其目的就是保证其焊缝的焊接质量。4分瓣转轮组合4.1转轮组合4.1.1～4.1.2这两条是分瓣转轮组合的基本工艺要求。如转轮在支墩上或吊起时不水平，则转轮就很难合拢，因定位销、孔难以找正，一旦销孔错位碰撞受损还要进行处理，故转轮在支墩上的一瓣或是吊起的一瓣都应基本处于水平状态。为防止组合螺栓丝扣“咬死”，在螺纹上应涂丝扣脂。4.1.3本导则螺栓伸长值的计算公式系引自《水轮机的安装》水电第十二工程局，云南省电力局.水轮机的安装.北京：水利电力出版社，1979.9。一书。4.2转轮组合后的检查4.2.1～4.2.4对上冠组合缝间隙的质量要求及所有螺栓、螺母、销钉进行点焊固定的要求引自GB8564的规定，法兰面合缝处及法兰面止口如有错牙，则对焊接测量、主轴连接、销钉螺栓穿入、磨圆机安装精度等都会产生不良的影响。转轮组合后用1m平尺测量，检查法兰面下凹值，并检查下环错牙，其目的是做好原始记录，给焊前预留反变形量作参考。5转轮焊接5.2预留间隙的确定5.2.1规定了下环焊缝焊接测点数量和测点布置。5.2.2、5.2.3阐述了绘制综合间隙—下凹值关系曲线的具体方法和步骤。5.2.4指出在根据综合间隙—下凹值关系曲线确定下环预留综合间隙值和下环上、下端焊缝钝边间隙值时，还应充分考虑下环组合后椭圆度和焊接条件等因素的影响。5.2.5下环焊缝预留间隙调整后，为了控制焊缝收缩量，防止焊接初始产生过收缩，应在焊缝上、下端钝边间隙内打入钢楔子板，并在下环顶底面焊接大拉板，大拉板焊接应保证有足够的强度和刚度。5.4焊接方式的选择目前在国内几个大中型电站转轮焊接中，有把大轴焊接和不把大轴焊接两种方式。采用 哪种方式可根据具体情况由施工单位自行确定。一般当吊车起升高度有限和转轮需在工地进行静平衡试验时可采取不把大轴方式焊接，当不存在上述情况时，可采用把大轴方式焊接。5.5下环焊接工艺5.5.1从几个已建成电站资料来看，转轮焊前预热采用履带式远红外线加热装置进行。这种预热装置简单，预热方式灵活，其履带加热片可随下环形状贴装，加热效果较好。本条文对加热宽度范围、预热温度，提出了具体要求，同时指出为了保证预热温度稳定，在焊接全过程中应持续通电加热，并随时进行温度测量。5.5.2下环焊接中的焊缝收缩量直接影响着转轮上冠法兰面的凹度变化，即在转轮焊接中，保证上冠法兰面凹度值，是通过控制下环焊缝收缩量来实现的。大量的焊接实践表明，焊缝收缩量在下环焊缝全断面焊接中不是均匀的。在正常焊接情况下，当焊口内外面焊缝总厚度达35mm左右时，焊缝收缩量约占总收缩量的50%左右，焊缝厚度达60mm时，收缩量占总收缩量的90%。因此，在焊接中应特别注意调正控制焊口、正缝、背缝各1～5焊层焊接时的收缩量。条文中提出了常用控制收缩量和下环角变形的具体措施。5.5.4条文对下环正常焊接情况下的焊缝分段、焊接顺序、焊层厚度等作出了规定。5.5.5下环焊接时前6层的焊接收缩量控制是下环焊接中的关键阶段。本条文分别对不把大轴和把大轴两种焊接方式下控制焊接收缩量的监测方法作了说明。5.6叶片焊接工艺5.6.1～5.6.2规定了叶片焊接前应先进行对装并切割修整焊接坡口，当叶片厚度大于50mm时应作预热焊接。当采用氧乙炔焰进行烘烤预热时应注意温度均匀性。5.6.3～5.6.4条文规定叶片分割焊缝和填补块焊缝应采取分段倒退焊。叶片分割焊缝长度大，分段长度可为300mm～400mm，填补块焊缝较短，分段长度为200mm，并对两部分焊缝的焊接顺序作了明文规定。5.6.6规定了叶片分割焊缝厚度大于50mm时，焊接后宜作后热消氢处理，加热温度100℃～200℃，保温3h～4h。6焊缝局部热处理6.0.1鉴于下环在各种运行工况下属于低拉应力区，建议下环焊缝焊后不作退火消应力处理，只作后热消氢处理。在施工中可根据具体情况决定取舍。6.0.2～6.0.5条文规定了下环焊缝退火消应力处理的具体工艺方法和热处理工艺曲线。当制造厂家要求作热处理时可参照执行。6.0.6规定了转轮热处理后应达到的质量标准。7下环及叶片焊缝探伤检查7.1焊缝探伤检查本节规定了转轮下环焊缝，叶片对接焊缝，叶片(含填补块)与下环、上冠对接角焊缝，焊接前后均应进行无损探伤检查。7.1.1规定了转轮焊接之前应采用超声波探伤法对焊缝的坡口及其附近200mm宽的母材进行检验，检验的目的主要是发现影响焊接和影响焊接后探伤的缺陷，并在焊接前予以处理。7.1.2焊后检验。条文分别对非奥氏体不锈钢铸钢(含碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢)转轮的非奥氏体焊缝，奥氏体不锈钢铸钢转轮焊缝及奥氏体焊缝，厚钢板压制的叶片对接焊缝，叶片与下环、下冠对接角焊缝，和其它非铸钢件焊缝，规定了无损检测方法和执行的标准。其中对于奥氏体钢焊缝由于国内尚无探伤标准，也未查找到国外标准，所以提出了严格 控制焊接工艺和焊接后进行着色探伤的规定。7.2对探伤人员的要求本节对无损探伤人员的资格和资历作出了规定。7.3探伤条件本节对主要的探伤条件作了规定。7.4缺陷反修复探铸钢转轮焊缝一般厚度都比较大，因此在焊缝缺陷处理时应予以重视。探伤发现不合格缺陷时，探伤人员应认真进行缺陷定位，为研究处理方案提供依据，以避免重复返修。缺陷返修后，往往会在原缺陷处理段两端出现新的缺陷，所以复探时应扩大检查范围。8止漏环安装及加工8.1止漏环安装8.1.1本条明确了安装上、下转动止漏环的必要条件。8.1.2对上、下转动止漏环的安装质量要求引自《水轮机的安装》一书。8.2止漏环加工8.2.1由于焊接变形等因素，转轮上、下转动止漏环的圆度需使用专用的转轮圆度铣磨机具来加工，这种专用机具一般由制造厂提供，在安装该机具时，转轮法兰面应调水平，偏差不大于0.05mm/m，偏差大对上下转动止漏环的同心度等有影响。8.2.2本条明确了在安装转轮圆度铣磨机具时，其安装基准中心应以上冠法兰止口为准；水机轴与转轮连接后应以水机轴为基准安装转轮圆度铣磨机具，其目的就是确保其同心度。8.2.3转轮圆度铣磨机具的结构刚度非常重要，如刚度达不到要求，则会造成刀具有弹性跳动现象，影响施工进度及圆度的加工质量。8.2.4转轮圆度铣磨机具安装后，刀具的进刀点应以止漏环半径最大处为基础，如在止漏环半径小的地方进刀，则造成切削量过大，有可能损坏刀具，或使刀具产生弹性跳动，甚至会产生不良后果。8.2.5本条规定引自GB8564。9转轮静平衡9.1静平衡试验前的准备9.1.1本条中所列工器具是转轮静平衡工作必须具备的。9.1.2在下环顶面划X、Y中心线，其作用就是在两条中心线上分别放置方型水平仪和与水平仪等重的配重块。9.1.3本条所列事项是静平衡工作操作者事前必须了解的，尤其是转轮的重心位置一定要搞清楚。9.1.4本条概述了静平衡工具的装配过程，在装配中应将平衡球心调整在转轮中心位置，使球心在转轮重心垂直线上，以免影响平衡精度。9.1.5放置静平衡工具底座的基础很重要，如基础刚度不好，则在静平衡工作中支持座的水平偏差很难达到0.02mm/m以内，有些电站就是因为基础不行，静平衡工作遭到失败，故静平衡工具的底座最好放在大刚度的专用平台上，平台下的混凝土基础应有足够厚度，如没有专用平台，则预先应埋设基础板作底座基础。 9.2静平衡试验工具灵敏度调整与计算9.2.1～9.2.2静平衡工具灵敏度的调整是一项很重要的工作，工具灵敏度高，平衡精度就高，反之精度就低，本导则对静平衡工具灵敏度的要求引自GB8564，其灵敏度的计算公式引自《水轮机的安装》一书。广西岩滩电站的转轮重达300t以上，该电站使用了较先进的液压支承静平衡装置，其球座的滚动摩擦系数为μ=0.00045cm～0.00055cm。9.3平衡试验的步骤9.3.1本条所述完全是进行静平衡工作的基本步骤方法。粗平衡时将配重块放在下环顶面上，其目的是施工方便，如果条件允许，配重块可直接放到上冠顶上。当引水盖板焊完后，最后需作一次精平衡，少量不平衡重量只能用钢板焊在引水盖板上面，其钢板厚度不能超过10mm，因为引水盖板至顶盖间距离有限，以免影响机组的正常运转和顶转子等工作。9.4残余不平衡重量计算9.4.1当残余不平衡重量图纸无要求时，其允许的残余不平衡重量可按本条中的式(9.4.1)进行计算，本公式引自《水轮机的安装》一书。图1(单位：mm/m)9.4.2转轮实际残余不平衡重量按本条式(9.4.2)进行计算，本式引自《水轮机的安装》一书。在计算实际残余不平衡重量时，应考虑平衡支持座在试验后复查时转轮的水平值，如水平超差，则按下列例题进行计算和处理。如某电站转轮平衡试验后复查时转轮的水平值如图1所示，由于平衡底板在X方向有0.04mm/m的倾斜，因此总的不水平值为0.13mm/m，换算至φ2700mm处，相当于转轮下降H=0.35mm，其残余不平衡值的方向在第Ⅳ象限，与X轴成α角为38°39′处。根据上述的转轮下降值计算出的残余不平衡值应小于允许的残余不平衡重量，计算结果如大于允许值，则在第Ⅱ象限里的引水盖板上加焊钢板配重，直至符合要求为止。10水轮机轴及附件安装10.1水轮机轴及转轮安装本节所述是水机轴与转轮连接的基本工艺要求。10.2转轮附件安装 10.2.1引水盖板在制造厂都要进行预装，按厂家标记装配较为方便。引水盖板和排水管上的所有焊缝应严格按焊接工艺要求施焊，因为焊缝有裂纹，运行时泥水会进入上冠顶部，造成动平衡不好甚至将引水盖板顶起或脱落，从而造成严重后果。10.2.2～10.2.3这两条要求引自GB8564，但主轴联接螺栓保护罩圆度提高至±10%的设计间隙值，以改善检修密封工作条件。'