大型水轮发电机推力头镜板悬式运输包装设计

胡佳奇　魏国庆

摘 要：推力轴承是发电机的重要部分，承受着整个机组转动部分的重量和水轮机不平衡水推力在内的组合载荷，是这个机组的心脏。而推力头、镜板是推力轴承的重要组成部件，是机组的动静结合部分，尤其是镜板的镜面加工精度需要达到Ra0.4甚至Ra0.2。文章结合某电站发生推力头镜板镜面严重锈蚀的情况， 分析其原因和机理，并提出悬式运输包装设计方案。

关键词：推力头；镜板；锈蚀；运输；包装

中图分类号：TM312 文献标志码：A

0 引言

金沙江溪洛渡水电站，尼日利亚凯恩吉水电站，推力头镜板运抵工地开箱后发现推力头镜板发生大面积锈蚀问题，如图1、图2所示。本文通过对其包装结构的分析和优化，提出可靠性更高的悬式运输包装设计方案，并已经得到实践证明，效果可靠。应用于苏丹上阿特巴拉项目丰满重建项目。

1 原包装防护结构介绍

溪洛渡水电站和尼日利亚凯恩吉水电站的推力头镜板的包装防护结构是首先对推力头镜板进行内防护：（1）涂抹T890硬膜防锈油；（2）铺设1层气象防锈纸，再涂抹1层T890硬膜防锈油，交替涂抹3遍；（3）用气象防锈膜缠绕多层，吊耳位置需要保留，等到推力头镜板落在平面金属底排后对吊耳位置单独进行防护。

内防护完成后对推力头镜板进行包装：（1）将推力头镜板的运输金属底排上均布铺设8块胶皮或毛毡用于隔垫缓冲；（2）在底排上铺设1层铝箔片（或塑片），再铺设1层VCI片；（3）将推力头镜板吊至底排上，等到推力头镜板落在平面金属底排上后拆掉起吊吊耳，对吊耳位置进行防护；（4）放入适量干燥剂，同时用VCI罩、铝箔罩（或塑罩）将推力头境板整体罩住并与底面的VCI片、铝箔片（或塑片）进行热合密封；（5）在推力头镜板四周用木方将产品挤固防止串动；（6）在推力头镜板上平面设置压方，压方钉在包装箱侧面；（7）封闭包装箱。

2 锈蚀原因分析

由于推力头镜板镜面是直接放置在运输底排上面，虽然有胶皮，毛毡隔垫，但两个项目的推力头镜板重量和尺寸都很大，在接触位置形成了很大的压力，导致推头镜板底面（镜面）防锈油受到挤压变薄，运输过程中颠簸振动，不可避免存在推力头镜板与底面有相对微运动，导致镜面处防锈油被破坏，甚至使VCI片及铝箔片产生破口，导致水汽潮气进入内包装，进而侵蚀镜面，造成严重锈蚀。

3 结构改进

通过原因分析，我们对推力头镜板运输包装结构进行改进，利用推力头镜板上方的螺纹孔设计一种悬式包装结构的方案，这样能够使推力头镜板在运输过程中镜面不再与运输底排平面接触，避免了因受交变压力导致的镜面防锈油被破坏的问题，实物包装效果如图3所示。改进后的结构难点在于悬挂推力頭镜板的横梁的刚度问题及悬吊产品的把合螺栓位置的密封问题。我们通过ansys软件对推力头镜板悬式运输包装结构进行了有限元分析，通过适当加高横梁立肋确保横梁变形在标准范围内。

对于悬吊产品的把合螺栓，我们在螺栓、吊梁，产品螺孔之间加入铅垫圈，并在螺栓穿过VCI，铝箔片（塑片）的交接边缘处涂抹玻璃胶密封。这样在其他内防护方式不变的情况下，通过采用悬式包装运输结构，确保推力头镜板镜面不受任何压力。另外，考虑到长时间运输可能存在包装箱顶面老化漏水问题，为了避免漏进箱内的水进入内部的防水材料，对箱内的VCI罩，铝箔罩也进行了改进，将VCI罩和铝箔罩做成圆环结构将推力头镜板套入其中，这样推力头镜板中间部分就形成了漏空结构，即使顶盖漏水也会直接落到箱底流走，不会在推力头镜板防水层外面积聚，进而提高了内部防水的可靠性。

4 实践效果及结论

此悬式结构已经首次应用于苏丹上阿特巴拉项目推力头镜板的运输包装，该项目运输路途遥远，运输跨地区气候变化大，运输周期长，最终运抵工地后开箱检验产品没有发生任何锈蚀问题。因此可以证明此种悬式运输包装结构具有较高的可靠性。值得广泛推广，适用于大型推力头镜板的长途运输包装。

参考文献

[1]荣雪.苏丹上阿特巴拉水轮发电机推力头镜板力口工工艺方案研究[J].机械工程师，2013（3）：190-191.

[2]王鹏，洪雅芳.水轮发电机组推力头与镜板间绝缘垫腐蚀成因的分析和处理[J].水轮泵，1999（2）：18-20.

[3]邓国庆，陆明，耿在明，等.溪洛渡水电站机组推力头镜板结构安全分析[J].水电站机电技术，2014，9（5）：42-44，63.