4裂紋的處理對3號水輪機轉(zhuǎn)輪葉片檢查出的裂紋的部位、形狀、長度及可能繼續(xù)發(fā)展的方向進行了全面的分析,并采取針對性措施對葉片裂紋進行修復(fù),在葉片修復(fù)時嚴格執(zhí)行修復(fù)方案和遵守焊接工藝。為加強葉片根部的強度,用堆焊的方法有意加大葉片正面出水邊一側(cè)與根部法蘭連接的過度圓角的“Ｒ”值;為阻止裂紋的延伸,在裂紋的尾部鉆止裂孔等措施進行全面處理。
　　（1）由于裂紋的尾部內(nèi)應(yīng)力接近材料的極限強度,在外力或熱應(yīng)力的影響下還會繼續(xù)延伸。因此,在清除裂紋前需在裂紋的紋尾部位打止延孔截斷裂紋,阻止裂紋的延伸。鉆直徑為8ｍｍ的孔,一般孔深比裂紋深度大4～6ｍｍ。
　　(2)裂紋的鏟除采用速度快、操作簡便的碳弧氣刨刨除裂紋的方法,防止因刨除裂紋時因溫度影響原裂紋的延伸,應(yīng)由止裂孔處向裂紋反方向清除裂紋,直到去除裂紋為止。為了防止過熱引起變形和裂紋擴展,碳弧氣刨必須間斷使用。同時開出補焊的坡口,坡口的形式主要根據(jù)裂紋情況、部位和鏟除及施焊方便而定。凡未穿透的裂紋,深度在30ｍｍ以內(nèi)的可開“Ｖ”形坡口;深度在30ｍｍ以上的可開“Ｕ”形坡口;靠近根部的采用“Ｖ”形坡口。凡穿透的裂紋,深度在40ｍｍ以內(nèi)的可開“Ｘ”形坡口;靠近根部的開“Ｋ”形坡口;厚度在40ｍｍ以上的需開“Ｕ”形坡口;靠近根部的開“Ｋ”形坡口。對坡口的表面滲碳氧化層用蘑菇頭式砂輪機進行打磨,磨掉氧化層露出母材的金屬光澤。
　　(3)為確保修復(fù)處的強度、剛度及材質(zhì)的可焊性要求,施焊采用機械性能強、抗裂性好、塑性大的Ｇ367Ｍ及奧237不銹鋼焊條。使用前必須要在350℃溫度下烘干2ｈ,在100℃恒溫下進行保溫。
　　(4)為了減少補焊區(qū)的應(yīng)力集中及改善焊縫的金相組織,特別是焊縫與基材過渡區(qū)的熱影響,防止再次產(chǎn)生裂紋,在焊前對缺陷部位進行整體或局部預(yù)熱。采用履帶式加熱板在裂紋部位進行預(yù)熱,溫升速度以8～10℃/ｈ為宜,溫度控制在80～120℃。預(yù)熱溫度達到要求后再恒溫2～4ｈ即可施焊。施焊采用薄層、分段、退步焊接技術(shù),長焊縫采取分段焊,每段長100～150ｍｍ,300ｍｍ以上者采取分段退步焊,300ｍｍ以下可由中間向外焊。注意防止施焊修復(fù)過程中起弧和斷弧產(chǎn)生裂紋。為防止接頭處平齊而影響焊縫質(zhì)量,分段接頭處應(yīng)逐層搭接,正反面焊縫輪番施焊。對深度在40ｍｍ以上的坡口,應(yīng)使用雙側(cè)鑲邊焊技術(shù);對深度在40ｍｍ以下和靠葉片根部的坡口則可用單側(cè)鑲邊焊技術(shù)。對穿透性裂紋應(yīng)在其正面焊2～3道焊波后再在其背面用風鏟鏟除坡口底部的焊瘤,待露出新的焊波時再開始施焊。裂紋堆焊中,底下幾層最好用直徑32ｍｍ的電焊條并在保證焊透的情況下盡量采用小電流和短電弧(一般2～25ｍｍ),要求焊搭接寬度不小于焊鏈寬度的1/3,防止咬邊與弧坑及弧坑裂紋的產(chǎn)生。
　　(5)采用錘擊法消除焊接處的表面應(yīng)力,并用砂輪打磨光滑,與葉片的型線一致。
　　
　　5結(jié)語紅石水電站3號機水輪機轉(zhuǎn)輪葉片裂紋修復(fù)后,機組于1996年12月18日投入運行,經(jīng)過機組調(diào)頻、調(diào)峰的頻繁起停及長時間的帶滿負荷運行,到1999年2月24日機組運行兩年多后,大修檢查中未發(fā)現(xiàn)有新的裂紋產(chǎn)生。3號機水輪機轉(zhuǎn)輪葉片的修復(fù)為機組安全可靠運行提供了保證,為紅石水電廠安全文明生產(chǎn)、實現(xiàn)無人值班(少人值守)和創(chuàng)全國一流水電廠奠定了堅實的基礎(chǔ),并創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益,同時也為我國水電機組出現(xiàn)同類問題的處理提供了寶貴的借鑒經(jīng)驗。