精密修复工艺在喜河水电站的应用

李 新

(喜河水力发电厂,陕西省石泉县 725271)

文章编号：1006—2610(2015)05—0056—02

精密修复工艺在喜河水电站的应用

李 新

(喜河水力发电厂,陕西省石泉县 725271)

针对喜河水电站机组接力器在运行过程中出现的损坏漏油现象，客观地分析了活塞杆损坏的原因，提出了运用精密修复工艺现场修复的方法，提高了工作效率，降低了成本。

活塞杆；漏油；微脉冲修补；修复

0 前 言

喜河水电站位于陕西省石泉县境内汉江干流上，为汉江干流梯级水电站之一。电站总装机容180 MW(3×60 MW),是具有上导轴承的半伞形结构。水轮机为轴流转桨式，型号为ZZD394-LH-580，发电机型号为SF60-52/9500，最高水头32.5 m，设计水头25 m，最低水头13 m，设计出力61.5 MW，年发电量4.878亿kWh，主要承担陕西电网的调峰任务。首台机组已于2006年6月30日正式投产发电，2006年 12月19日3台机组全部投产发电。

1 导叶接力器结构及参数

机组采用无导管直缸式接力器，布置于水车室第Ⅰ、Ⅱ象限。活塞杆直接固定安装在活塞上，另一端通过连接板及圆柱销、偏心销与控制环连接，偏心销主要用于调整压紧行程。活塞采用孔用方形密封环及导向环替代传统的活塞环进行密封。在接力器前缸盖上设置有承载能力高，减摩耐磨性好的双金属自润滑轴承(套)及XY型组合密封装置，轴承主要起导向及承载作用。

导叶接力器技术参数见表1。

表1 导叶接力器技术参数表

2 导叶接力器使用及损坏原因分析

喜河水电站机组自2006年投运以来，调速系统运行状况较差，特别是到冬季气温较低时(10 ℃以下)调速器主配活塞动作迟缓，甚至发卡不能动作，经检查是由于油液中含有胶质油泥，油液不净造成。对汽轮机油油质经过数次过滤、更换后，调速器工作正常。但是，由于油系统管路、接力器未经过分解清洗，这种胶质油泥仍有部分存留在油系统中，经过长时间运行，逐渐聚集在接力器活塞杆及轴承间隙处。双金属自润滑轴承由于结构及设计原因，未能有效固定，只在端部表面采用点焊方法固定。活塞杆长期往复运动，由于胶质油泥的存在，增大了活塞杆与轴承的摩擦力，导致轴承被拉出轴承座，进而被活塞挤压变形，造成活塞杆大面积轴向拉伤(图1)。同时，XY型组合密封装置损坏，导致运行时泄漏，每天漏油约130 kg，压油泵频繁启动、维护人员需定期向油槽补油。同时，大量漏油影响接力器运行稳定，严重时机组将无法运行甚至停机。

图1 活塞杆表面损伤图

3 导叶接力器的修复

3.1 修复方法选择

在水电站中，活塞杆不属于常用备件。按照传统的处理方式，一般都是损坏后向厂家定购更换或将该活塞杆返厂重新修复。这2种方式生产成本高，耗时长，且拆、装工作量相当大，在无机组大修时实施非常困难。技术人员通过多方调研、查看相关资料对比，优化检修方案，确定采用精密修复工艺“微脉冲修补技术”在工作现场实施修复。

微脉冲修补技术是利用专用修补机，将存储于电容器中的电能，在瞬间释放于电阻率较大的钢铁等金属材料组成的工件和补材的连接处，接触电阻使它们迅速发热而熔接在一起。该工艺发热范围小(<1 mm2)、时间短(ms级)产生的平均热量很小，所以就工件基体来说，发热很少，故不会产生工件变形、退火、变色现象，且熔接强度高、修补精度高、修补速度快，适合用于活塞类精密部件维修。微脉冲专用修补机体积小巧、重量轻，类似于手提式小型电焊机，不受空间限制，使用灵活。该修补机操作简单，操作人员只需具备钳工基础技能，并进行简单培训，掌握修补机操作方法即可独立操作。

3.2 修补工艺

补材选用42铬钼合金钢，活塞杆采用42CrMo钢制造，其表面进行高频淬火，使表面硬度达到HRC45～55。活塞杆表面镀铬后，与铬钼合金钢组织结构相近，焊补的金属层能与活塞杆母体很好地相熔，强度、硬度、耐磨性和防锈蚀能力等均能满足使用要求。

焊补前，用小型电磨机将活塞杆表面拉痕磨至沟槽底部略低，清洗干净后用修补机焊头将待修补表面逐点烧灼，形成直径、深度约0.8 mm左右的凹坑密布，以增加补材的附着强度。修补时，根据待补区域尺寸选择合适厚度补材，覆盖于修补区，然后焊头将其逐点焊牢、焊实，用小锤轻击检查，如声音空洞可继续焊接，直至敲击声音实在、无空洞音。补焊完成后，补材应略高于活塞杆表面0.2 mm，以便锉削、研磨，使其精度达到要求。活塞杆修磨好后，清洗干净测量其直径和圆柱度应符合要求(图2)。

图2 活塞杆表面修复效果图

活塞杆修后技术参数见表2。

表2 活塞杆修后数据表

3.3 修后试验

为了保证活塞杆修理后的质量和性能，按规程要求对其进行了性能试验。观察其工作情况，接力器活塞杆工作正常，无异常摩擦、无异音，补焊部位无脱焊等异常、密封处无泄漏，完全满足使用要求。

4 结 语

采用微脉冲修补技术的方法修复损坏严重的活塞杆，操作工艺简单可靠，加工精度容易控制，不但可以降低生产成本，且可以提高工作效率，质量达到理想效果。该技术的成功应用，为精密修复技术在水电站的推广奠定了良好的基础。

[1] 彭兴礼.机械再制造特种修复技术[M].北京：化学工业出版社，2011.

[2] 杨学成,杨永刚.液压缸活塞杆拉伤的不解体修复[J].工程机械与维修，2000，(04)：82.

Application of Precise Remedy Technology in Xihe Hydropower Plant

LI Xin

(Xihe Hydropower Plant, Shiquan County, Shaanxi 725271，China)

Concerning oil leakage of servomotor during operation in Xihe Hydropower Plant, causes for the rod damage are analyzed objectively. The precise remedy technology is proposed for repair at site. This improves work efficiency and reduces cost.Key words:piston rod; oil leakage; micro-pulse repair; remedy

2015-05-09

李新(1975- )，男，陕西省石泉县人，助理工程师，从事水轮机组检修维护管理工作.

TV738

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10.3969/j.issn.1006-2610.2015.05.016