[发明专利]大型混流式水轮机分瓣转轮工地组焊的方法

说明书

本发明属于水轮机焊接领域，具体涉及一种大型混流式水轮机分瓣转轮工地组焊的方法。

混流式水轮机转轮，由上冠、下环、叶片(一般13只以上)及上、下止漏环等组成。直径在5.5m以上的大型水轮机因受条件的限制或铸造能力的限制，必须分瓣制作加工，现场组装成整体，其组装方式分为以下几种形式：

1)在上冠和下环处套上加热的轮箍，轮箍冷却后靠其收缩将上冠和下环箍紧，然后焊接叶片，使用此种方法施工工地要有一套复杂的加热设备，要求加热均匀，套在上冠与下环上时必须保证上冠法兰在水平面上并且不能错位，整体成型工艺复杂，很难保证焊接后的整体转轮的质量；

2)上冠用螺栓联接，下环用轮箍热套，然后焊接叶片，此种方法同样要有一套复杂的加热设备，同样很难保证焊接后的整体转轮的质量；

3)将转轮制成散件，在工地组装加工，此种办法要求工地有复杂的加工车间，叶片需要一片片的焊接，下环需要一段段的焊接，组装成整体后需要进行热处理，进行热处理的设备体积大，因此施工工期长，增加了投资，造成经济上的浪费。

本发明的目的是提供一种焊接工艺简单、工地组焊方便、不需要特别设备就能施焊的大型混流式水轮机分瓣转轮工地组焊的方法。

大型混流式水轮机分瓣转轮工地组焊的方法，其特征在于该方法包括下列步骤：

(1)将叶片及下环的焊接坡口分别修整成X型和双U型；

(2)将两半个转轮放在支墩上，调节支墩上的楔形板，使两半个转轮的相应面处于同一水平面上，接缝面不得碰撞；

(3)将组合螺栓、组合定位螺栓和销钉装入两半个转轮的相应孔内，预紧组合螺栓和组合定位螺栓；

(4)整体起吊转轮或调节支墩上的楔形板，释放预紧螺栓时在两半个转轮内所产生的应力；

(5)用千斤顶使两半转轮下环形成一个5±1mm的间隙，此时上冠法兰的下凹值应在0.2～0.3mm/m的范围内；

(6)将楔形块顶入下环的间隙内，在下环及叶片间隙处焊接抗拉板；

(7)焊接下环间隙，形成下环焊缝；

(8)进行下环焊缝热处理，以消除焊接应力；

(9)焊接叶片间隙，形成叶片焊缝。

所说的焊接下环间隙、形成下环焊缝的过程中，包括如下步骤：

(1)将下环间隙分成若干段；

(2)对下环间隙进行预热；

(3)对下环间隙进行退步封底焊，焊接电流控制在115～135A的范围内；

(4)对下环间隙按顺序进行内外多层退步焊，焊接电流控制在120～150A的范围内，各层焊段接头应错开；

(5)对下环间隙进行由下至上的末层焊，下环焊接完后上冠法兰下凹值应在0.1～0.2mm/m的范围内。

所说的焊接叶片间隙，形成叶片焊缝的过程中，包括下述步骤：

(1)将叶片间隙分成若干段；

(2)对叶片间隙进行预热；

(3)对叶片间隙进行退步封底焊，焊接电流控制在110～120A的范围内；

(4)对叶片间隙按顺序进行内、外多层退步焊，焊接电流控制在140～170A的范围内，各层焊段接头应错开；

(5)对叶片间隙进行由下至上的末层焊，叶片焊接完后上冠法兰下凹值应在0～0.07mm/m的范围内。

该发明具有以下优点：

1)允许厂家由于铁路运输条件的限制将水轮机转轮分两瓣加工制造；

2)可焊接大型对称分瓣或偏心分瓣的水轮机转轮，焊接时焊缝收缩量小，克服了奇数叶片的偏心分瓣转轮不对称的装配应力和焊接应力造成的对转轮尺寸精度的影响；

3)焊接质量高，能达到国家标准GB8564-88《水轮发电机组安装技术规范》的要求；

4)施工工期短，施工设备简单，是一种较理想的分瓣转轮组焊方法。

本发明的实施例参见下列各图：

图1为本发明偏心分瓣转轮的俯视图，叶片个数为17片；

图2为图1的A——A向视图；

图3为本发明偏心分瓣转轮的俯视图，叶片个数为13片；

图4为图3的B——B向视图；

图5为用钢直尺测量偏心转轮上冠法兰下凹值的测量状态示意图；

图6为图5的C——C向视图；

图7为下环处拉板和顶开装置装焊图；

图8为图7的D——D向视图；

图9为下环抗拉板焊接及间隙顶入楔形块后的示意图；

图10为下环焊接变形测量测点分布图；

图11为叶片焊接变形测点尺寸图；

图12、13为下环焊接工艺图；