TS2111修补剂在察尔森水电站3#水轮机导叶抗气蚀中的应用

张晓 滕忠雪

摘要：由于察尔森3#水轮机组导叶常年漏水严重，每次春检只能维持正常运行，此次通过察尔森增效扩容改造应彻底解决漏水问题，我单位总承包此次技改，对处理导叶漏水，根据导叶损坏程度，一般传统工艺需补焊、拆除加工，工艺复杂，费用高，气蚀严重甚至全部更换，此次拆除3#水轮机设备发现导叶锈蚀、气蚀严重。

关键词：水轮机导叶；气蚀；修补剂

一、技术创新的整体思路

机电安装项目部一直以来全面贯彻和响应公司技术创新的指示精神，努力推进企业科技进步和增强公司自主创新能力，建立企业持续发展的科技创新、科技进步长效机制，不断总结技术创新工作经验，努力推动公司科技创新并大力推动科技成果向生产力的转换，项目部管理人员根据调研各方厂家、能否采用新材料、新技术更改老传统工艺的想法，缩短工期、费用低的原则，得到了北京天山新材料技术有限公司的积极配合。

二、技术创新的主要过程

水轮机导叶是水轮发电机组的一个重要部件，在机组高速运转过程中，导叶表面会产生气蚀，这将严重地影响导叶自身性能和运行工况，如不及时地采取补救和保护措施，将会加剧导叶的损坏，甚至报废，导致水轮发电机不能正常停机。通过机电安装项目部大量收集材料、学习各地导叶、转轮应用实例、北京天山新材料技术有限公司积极配合的情况下探索性的研究出一种新工艺来取代传统工艺那种大拆、大卸的复杂过程。采用TS2111修补剂代替老工艺。

三、技术创新的设计计算和成果

1 导叶气蚀部位及损坏值

（1）导叶气蚀部位。经检查发现，导叶上的翼型气蚀比较严重，呈蜂窝状，主要位于背面且靠近进水边处。导叶其它部位也遭受不同程度的气蚀侵害。

（2）损坏值测量、计算，察尔森水电站3#导叶实际损坏值见表；

2 TS2111修补剂探索性应用

（1）一般规程规定，水轮发电机组的大修周期为3-5年。但察尔森水电站通过技术改造，将3#、4#机组原巴氏合金推力瓦更换成弹性金属塑料瓦后，如果机组不出现飞逸和特大过载冲击，机组轴线不发生变化的情况下，会将大修周期延长至8年以上，但是由于3#机导叶气蚀和损坏程度，正处于气蚀扩散和恶化过程，继续下去，导叶在1-2年就需大修，否则导叶就会报废。

（2）目前对水轮机导叶气蚀部位多采取将机组拆卸，导叶吊出后进行补焊和打磨，工艺要求严格而且工期长，由于焊接工艺问题还可能会造成导叶变形，严重的将使导叶无法使用，修补费用较高。

（3）根据公司提供的资料（下图），一种新型修补剂TS2111，可对铸钢件气蚀磨损进行修补，粘结强度较高，而且抗磨损，抗冲击，抗腐蚀，常温状态修补固化2-3小时，在60-80℃下保持3-4小时，其工艺简便，工期短，费用低。TS2111生产厂家进行技术咨询与合作，采用了TS2111对3#水轮机组导叶气蚀部位进行了探索性应用.

3 工艺方法及注意事项

（1）表面处理。导叶气蚀表面填涂TS2111前一定要经严格处理，将气蚀部位烘干，除锈，对气蚀较严重、除锈艰难部位，应使用高效除锈剂进行处理，直到可见金属光泽为止，然后进行粗化、清洗，使待修表面不得有任何油污。

（2）混料。将TS2111本剂A和固化剂B按A；B（WT）=7；1或A；B（V）=5；1充分混合，使颜色完全一致，否则达不到理想涂层。

（3）涂敷。用专用刮板将混合好的修补剂涂于待修表面，可先涂少许，用刮板反复按压，充分浸润后，再涂剩余修补剂，留出余量以便加工。对于不需涂敷表面，施工前可先涂脱模剂或粘胶带。对面积大，凹陷较深的气蚀部位分二甚至三次涂敷。

（4）涂覆表面处理。在修补剂未固化时，用手沾水或用湿布使表面平滑。当修复层完全固化后，用细砂纸沾油打磨可提高表面光洁度。

（5） 固化。一般情况下，25℃时4h初硬，可进行普通加工。之后用碘钨灯，使其环境温度达到60—80℃下保持3-4小时。24-48h可获得理想图层、可带负荷试运转。

四、技术创新的重点和难点

根据TS2111技术要求温度需控制在60-80℃保持3-4小时，由于水轮机导叶安装部位空间狭小，流动风速不可控，操作初期，普通加热方法，修补剂达不到强度，经过多次反复试验，我项目部采取，喷灯加热，碘钨灯保温法，进出口闸门密封、测温计平行测温办法，根据实测可达到修补剂要求温度。

五、结论、存在的问题和建议

（1）TS2111修补剂属首次在水轮机导叶上进行抗气蚀应用。通过2016年-2017年运行验证，TS2111分子结构能够与导叶材料形成链式分子结构，从而导致粘结强度较高，特别是它的抗水锤冲击，抗磨损及抗电化、氧化腐蚀性能均高于导叶普通导叶制造材料。

（2）TS2111修补剂在察尔森水电站导叶抗气蚀方面的成功使用，充分说明新材料、新工艺完全可以取缔传统工艺那种大拆、大卸的复杂过程，现场可施工，工艺简单，工期只需4-5d，这样可降低施工成本，提高发电产值。

（3）水轮机由于遭受气蚀的伤害，其自身性能逐渐降低，运行工况也将发生变化，气蚀严重的导致机组不能正常停机。使用TS2111对气蚀表面修补后，不但使原气蚀表面得到了保护，还可以保持整个导叶完好的机械表面和几何形状，同时它的抗气蚀性能也有很大程度的提高，从而延长了导叶的使用寿命。

（4）国家标准规定，水轮发电机组的大修周期为3-5年，而多数情况下都是由于导叶出现严重气蚀而导致机组大修。使用TS2111修补剂对导葉气蚀部位修补后，会使大修周期延长。

（作者单位：内蒙古辽河工程局股份有限公司1

松辽水利委员会察尔森水库管理局2）