一种转轮叶片修复工艺的制作方法

本发明属于水轮机修复技术领域，具体涉及一种转轮叶片修复工艺。

背景技术：

水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。早在公元前100年前后，中国就出现了水轮机的雏形——水轮，用于提灌和驱动粮食加工器械。现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。

转轮大多年使用后，叶片出水边(接近水流出方向部位)，因此汽蚀和磨损减薄，由于此部位叶片厚度一般只有3～10mm，不能大面积补焊，传统叶片修复时根据叶片损伤情况采用手工局部切割，人工配叶片，再手工打磨，转轮的修复质量难以保证。

技术实现要素：

本发明的目的在于：

为解决现有技术中水轮机叶片修复时采用手工局部切割和打磨，工艺效率低、周期长、修复质量不稳定，提供一种转轮叶片修复工艺。

本发明采用的技术方案如下：

一种转轮叶片修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a、根据磨损情况判断需要切割的尺寸，将转轮机中的所有叶片的出水边部分及泄水锥按尺寸切割下；

b、铸造新的叶片毛坯，并在数控龙门铣床上铣出与切割下的叶片部分相同形状和尺寸的叶片补片，同时将叶片补片的焊接坡口一起铣出；

c、将水轮机叶片经切割后的脱落部位缺口处吹割光滑，用数控镗床加工出与叶片补片一致的焊接坡口；

d、将叶片补片镶焊到原叶片的缺口处；

e、用样板进行检查，确保焊接后的叶片的可靠性，再依次将所有叶片补片与原叶片连接。

进一步地，步骤d中将叶片补片镶焊至原叶片前，在相邻两叶片的出水边开口处进行测量后搭焊，对焊后的叶片出水边开口再次进行测量并与焊前的测量结果进行比较检查出水边开口是否变形。

进一步地，对转轮整体进行退火处理后铲磨焊缝，按叶片原形状进行打磨补焊区域。

进一步地，对焊接后的焊缝进行探伤，对探查出的缺陷进行返修。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明采取将所有叶片从中部切割再进行镶焊的工艺，可以保证转轮的修复质量，新制转轮成本低，制造周期短，叶片采用等离子切割后再用数控机床加工切割断面保证了焊接坡口的一致性,需要镶焊的补片也是一致的，方便了加工，镶焊的叶片采用数控加工后再镶焊，修复后的转轮叶片型线和位置更加精确。

2、本发明在焊接前后进行测量、清理和检查等工序，确保了修复之后的叶片形状和尺寸精度，有效避免了修复后叶片变形的问题，修复质量高，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明工艺中从转轮切割下出水边部分和泄水锥的示意图；

图2为原叶片切割分离的示意图；

图3为原叶片与叶片补片的焊缝示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种转轮叶片修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a、根据磨损情况判断需要切割的尺寸，将转轮机中的所有叶片的出水边部分及泄水锥按尺寸切割下；

b、铸造新的叶片毛坯，并在数控龙门铣床上铣出与切割下的叶片部分相同形状和尺寸的叶片补片，同时将叶片补片的焊接坡口一起铣出；

c、将水轮机叶片经切割后的脱落部位缺口处吹割光滑，用数控镗床加工出与叶片补片一致的焊接坡口；

d、将叶片补片镶焊到原叶片的缺口处；

e、用样板进行检查，确保焊接后的叶片的可靠性，再依次将所有叶片补片与原叶片连接。

进一步地，步骤d中将叶片补片镶焊至原叶片前，在相邻两叶片的出水边开口处进行测量后搭焊，对焊后的叶片出水边开口再次进行测量并与焊前的测量结果进行比较检查出水边开口是否变形。

进一步地，对转轮整体进行退火处理后铲磨焊缝，按叶片原形状进行打磨补焊区域。

进一步地，对焊接后的焊缝进行探伤，对探查出的缺陷进行返修。

焊接时相关实施方案如下：

1)由于叶片镶焊过程的焊量较大，为防止焊后叶片变形，在镶焊前在相邻两叶片出水边开口处进行搭焊，且施焊前由对叶片开口进行测量；

2)根据焊接工艺提出的技术要求将叶片补片镶焊到脱落部位缺口处，焊时注意清根；

3)对焊缝进行pt/mt探伤；

4)再次对焊后的叶片出水边开口进行测量并与焊前的测量结果进行比较以检查出水边开口是否变形；

5)将镶焊部位的叶片型线打磨圆滑；

6)铲磨电焊将搭块割掉。

焊接工艺流程及要求如下：

施焊前对转轮的叶片逐片进行ut+pt检查，检查叶片是否存在裂纹，并将细小缺陷标注，便于施工。

1)叶片装配后，检查开口和型线合格后准备焊接

2)打磨清理部位。

3)将焊接区域及四周50mm范围内的油污、水分等杂质清理干净。

4)预热后，用a237不锈钢打底焊接，其余用0gr13ni5mo焊条，焊接采用多层窄道焊。焊前焊条必须按焊条使用说明书进行烘干，放入保温筒随用随取。除第一层和盖面层焊道外，其余焊层应用风铲进行锤击，以释放焊接应力。

5)用碳弧气刨或砂轮打磨的方式清理叶片背面接缝。

6)打磨清理部位。

7)将焊接区域及四周50mm范围内的油污、水分等杂质清理干净。

8)预热后，用a237不锈钢打底焊接，其余用0gr13ni5mo焊条，焊接采用多层窄道焊。焊前焊条必须按焊条使用说明书进行烘干，放入保温筒随用随取。除第一层和盖面层焊道外，其余焊层应用风铲进行锤击，以释放焊接应力。

9)焊接采用小规范,控制好层间温度。

10)叶片其它缺陷及缺肉处按上述焊接工艺补焊。

11)焊后用氧气乙烯对焊接部位连续加热以消除氢气减少应力。

12)加热后用石棉布覆盖保温冷却至室温。

转轮进行整体退火处理：

1)制作法兰保护转轮法兰和止口。

2)转轮上冠下环开档加焊支撑防止退火变形。

3)所有把合孔用水玻璃保护。

4)按标准不锈钢转轮进行姢退火。

焊后修复工艺流程：

1)热处理后铲磨焊缝，按叶片原形状进行打磨补焊区域。

2)重新对焊接区域进行超声波和着色探伤。

3)探伤检查缺陷，以及在焊缝铲磨中出现的缺陷，按照要求进行返修。

4)车修转轮外圆，转轮法兰面及止口见平见圆即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。