水轮机叶片制造技术

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第l8卷第4期东方电气评论Vo1．18No．42004年l2月DONGFANGDIANQIPINGLUNDee．2OO4文章编号：11301—9006(2004)04—0210—05水轮机叶片制造技术贺元(东方电机股份有限公司，四川德阳618000)摘要：介绍水轮机叶片制造技术，并进行了技术经济分析。参l2关键词：叶片；铲磨；数控；模压中图分类号：TK730，323文献标识码：A叶片材料要有较好的机械性能，耐空化、腐蚀1前言和磨损，且可焊性好，价格合理。早期转轮材料曾用铸铁，上世纪30年代逐渐采用碳钢、合金钢。自转轮是水电机组最为重要

2、的部件，其水力性60年代以来，开始采用不锈钢0Crl3Ni4Mo，或在能、制造质量直接影响到水轮机的能量、空化和稳20MnSi上先铺焊一层Cr23Ni130过渡层，再铺焊定指标，多年来世界水电设备制造商在开发转轮水0Crl3Ni4Mo。法国用过0Crl7Ni4Mo，俄罗斯用过力性能的同时，也对转轮，尤其是叶片的制造技术0Crl2Ni3Cu和1Crl8Ni3Mn3Cu2，后者补焊时可不进行了深入研究。水平有了明显提高。预热。北欧多用0Crl6N5iMo，含碳量低，有更多的逆变奥氏体，焊接性能好，强度、韧性、塑性、抗2叶片制造技术概况水下疲劳和耐磨损能力均优于0Crl3Ni4Mo。还有

3、其它叶片材料，在此不再赘述。2．1转轮结构80年代开始用AOD炉或VOD炉精炼钢水铸造整铸结构的混流式转轮，以日立和神户制钢所叶片。AOD为氩氧精炼炉，不需抽真空，投资较为委内瑞拉古里Ⅱ电站制造的直径7m、重136t的低，仅适用于不锈钢；VOD为真空精炼炉，真空吹转轮为世界之最。整铸转轮虽然制造工艺简单，但氧脱碳，适用多种钢精炼，投资较高。精炼钢水的叶片铲磨检测困难，型线精度低，转轮重量受铸造硫、氮含量低，可减少叶片微观裂纹。碳及钒、铌车间起吊能力限制，已较少采用。等合金含量也较低，可防止氢裂纹出现。增加Ni含取而代之的是上冠、下环、叶片焊为一体的整量可提高可焊性，降低预热温度，当

4、Ni含量超过6体铸焊结构，三峡左岸转轮创下世界之冠，直径时，甚至可不预热。10m，重量分别达416t和430t。为方便铁路运输，2．3叶片铸造直径6m左右的转轮也可采用左右分瓣的铸焊结由于叶片的厚度和曲率变化大，无明显凝固顺构。因受运输限制，伏依特与阿尔斯通公司(原奈尔序，补缩性差，易产生缩孔缩松和扭曲变形；氧化匹克公司)合作制造的西莫桑比克包拉一巴沙电站的膜粘在叶片表面易形成皱纹；铸件的气孔、夹渣、直径7．12m的转轮曾采用上下分半结构，即上冠连裂纹等容易引起空化和磨损，因此，提高叶片铸造同上半段叶片整铸，下环和下半段叶片分别铸造后技术十分必要。在厂内组焊退火、铲磨加工，运往工地

5、再组焊为一叶片铸造工艺有垂直造型、垂直浇注，平卧造体，在工地不再退火。此结构工艺性差，后再未采型、垂直浇注，平卧造型、平卧浇注。平卧造型、用过，国外公司曾建议三峡转轮用此结构，未获批垂直浇注J=艺容易保证叶片铸造质量。将冒口从背准。面改为上冠、下环片，用计算机绘制叶型图．并模2．2叶片材料拟浇铸凝固过程，在曲率变化大的断面采取反变形维普资讯http://www.cqvip.com第4期贺元水轮机叶片制造技术2ll措施；在木模上粘贴玻璃钢以提高强度，然后用光的葛洲坝轴流式叶片和直径10m的大古力混流式转电经纬仪或三坐标划线仪检查型线；造型材料选用轮叶片，加工精度不高，如直径6m混流式

6、转轮叶水玻璃铬矿砂或树脂铬矿砂，涂料选取用醇基锆英片，型线精度为0．15D-％，即±9mm以内，表面粗粉；适当提高浇注温度，以提高充型能力，热处理糙度为6．4～3．2，波浪度为1％～2％。采用传统时叶片立放。苏尔寿公司研究出了冲击式转轮微浇铲磨叶片组焊的转轮，其开口难以全部达到设计要铸技术，先将锻坯加工至水斗根部，再用焊接机器求。人一层层焊出水斗其余部分，这种转轮强度高、耐近年来采用三坐标划线仪或光电经纬仪检测，磨损。采用强力碗型砂轮铲磨叶片，型线精度已大为提2．4叶片加工与测量高。如直径6m的转轮，精度为±0．1D。％，即±6叶片加工方法分为砂轮铲磨、数控加工和热模mm，甚至可达

7、±0．075Dl％，即±4．5mm。铲磨不压成型。叶片检测装备有立体样板、三坐标划线锈钢需要粒度大、硬度中软型、粘接强度好的砂仪、光电经纬仪、多轴机器人。叶片加工与检测详轮。现采用强力碗型砂轮替代棕刚玉树酯圆形砂见后文论述。轮，并用风压为6．5～7．5kg／cm。涡轮式风砂轮机2．5表面保护代替风压为5～6kg／cm的旋转式风砂轮机，转速2．5．1金属材料涂层保护从6400r／rain提高到8000r／rain以上，磨削效率日立公司采用金属喷涂工艺，可在叶片上形成大为