汽轮机转子枞树型轮槽的一种修复方法

孙英娣 谢方明

(①哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨150046;②哈尔滨电气国际工程有限责任公司，黑龙江 哈尔滨150046)

转子是汽轮机产品的核心部件，转子在机组运行时处于高速运转的动平衡状态，运行中转子各部分结构承受巨大的离心力作用。所以转子一旦加工错误，是不允许补焊后重新使用的。转子枞树型叶轮槽加工是非常重要的关键环节，一旦加工错误，将导致整根转子的报废，造成几百万甚至上千万元的巨大的经济损失。在生产实际中由于设备、人员、操作方法等多种因素影响下，难免会有加工失误的情况发生，转子叶轮槽加工错误后的修复问题，一直是汽轮机转子加工制造业的的一项难题。

1 修复方法原理

本修复方法采用转子叶片装配常用的枞树型叶根结构和转子动平衡槽结构，此两种结构在转子上使用多年，已是成熟技术。首先将转子叶轮轮槽加工错误部分去掉，然后在叶轮去除部分底部的主轴上加工枞树型轮槽。根据去除部分结构尺寸设计专用镶块，镶块底部采用叶片的枞树型叶根结构(型线与轮槽一致)，利用枞树型轮槽将镶块安装到转子上，配合面紧密贴合。为了便于在转子上铣轮槽和安装专用镶块操作，需要加工一个工艺开口，开口结构使用燕尾形动平衡槽结构，叶轮补充完整后再将燕尾形开口封好。这样叶轮补充完整，转子就可以重新使用了。这种修复方法主要适用于转子叶轮槽加工时，发生轮槽加工深度或者分度错误的情况。

2 具体操作步骤

下面结合图1 ～6 说明本方法具体操作步骤。

步骤一:将加工错误部分去掉

如图1 所示，图1a 中A向视图中的2 所指V 型缺口为一个加工错误的轮槽，将此加工错误的轮槽连同与其临近的一个轮槽一起去除，即去除A向视图的阴影部分。去除部分大小能够将两个V 型缺口完全包容进去。由于叶轮间外圆为圆弧面，所以去除部分深度要低于叶轮间外圆K1(4 ～5 mm)。去除部分长度L2大于叶轮1 宽度L1，去除部分宽度H1大于两个V 型缺口宽度H2。

步骤二:加工燕尾形工艺开口

如图1b 所示，3 所指为燕尾形工艺开口。为了加工枞树型轮槽和安装镶块操作方便，需要在叶轮1 和与其相邻开档较大的叶轮间外圆上加工一个燕尾槽3，保证燕尾槽3 的深度D3大于待加工的枞树型轮槽4的深度D4(见图1c)，燕尾槽的长度L3大于待设计的镶块5 底部叶跟长度L5(见图1d)，燕尾槽的宽度H3大于待设计的镶块5 的宽度H5。

步骤三:加工装配镶块用枞树型轮槽

如图1c 所示，在叶轮1 去除部分底部铣枞树型轮槽4。从燕尾形工艺开口处进刀，加工刀具中心通过叶轮1 宽度中心时停止走刀，将刀具原路退刀。加工深度满足整个轮槽型线位于平面M之下。

步骤四:设计专用镶块

如图1d 所示，根据叶轮去除部分尺寸形状以及加工的轮槽型线，设计专用镶块5。镶块底部采用枞树型叶根结构，叶根型线与步骤三加工的枞树型轮槽型线一致。镶块尺寸略大于叶轮去除部分，留有修配余量。镶块底部叶根长度L5大于轮槽4 长度L4，镶块长度L6大于叶轮1 宽度L1同时保证L2长度需要。镶块宽度H5大于叶轮去除部分宽度H1。

步骤五:安装专用镶块

如图1e 所示，首先要反复试装修配，测量转子叶轮去除部分开口宽度H1，根据此尺寸修配镶块宽度H5，使镶块安装后与叶轮紧密贴合0.02 mm 塞尺不入。根据镶块叶根与转子上叶根槽装配情况，修配镶块长度L6，使镶块装配后叶根与轮槽紧密贴合、端面N处紧密贴合。间隙配好后，装配时在轮槽的底部塞垫片将镶块的叶根顶起，保证镶块叶根承力面与轮槽承力面紧密贴合，各配合面无间隙。

步骤六;封好燕尾型工艺开口

如图1f，顺序装配燕尾槽镶块6、7，对各接触面进行刮配，保证紧密贴合0.02 mm 塞尺不入。件6、7 装好后，用楔铁将件6、7 间开口胀紧，测量开口尺寸，根据测量值修配件8，将修配好的件8 装入，用锤敲打直至胀紧。用氩弧焊将件6、7、8 处坡口焊牢。焊口打磨齐平后进行着色探伤检查，合格后进行下步操作。

步骤七:根据转子精加工图纸，将修复处多余部分加工掉。

经过以上7 个操作步骤转子叶轮修复完整，可以重新加工轮槽。

3 结语

本方法操作简便易行，可实施性强，采用技术成熟，经机组实际运行后证实修复方法安全可靠，解决了现有汽轮机转子枞树型轮槽加工错误后，无法修复导致整根转子报废的问题，对于转子轮槽误加工后的补救具有重大意义，可以挽回重大经济损失，提高企业经济效益。

［1］梅芳秋.枞树型轮槽的加工［J］.汽轮机技术，1990(1).

［2］邵子舒，李艳梅，张俊成.大型枞树型轮槽加工的工艺研究［J］.汽轮机技术，2001(2).