粟水平

廣西方元電力股份有限公司橋鞏水電站分公司，廣西 來(lái)賓 546119

1 電站簡(jiǎn)介

橋鞏水電站是廣西紅水河流域梯級(jí)開(kāi)發(fā)的第9級(jí)電站，位于廣西中部的來(lái)賓市遷江鎮(zhèn)，距合山市26km，距來(lái)賓市40km。電站以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)的綜合大型樞紐工程。水庫(kù)正常蓄水位為84m，死水位為82m，水庫(kù)總庫(kù)容為8.51億m3，為日調(diào)節(jié)性能。電站裝機(jī)容量為8臺(tái)單機(jī)容量為57mW的燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，年發(fā)電能力為24億kWh。樞紐從左至右依次布置船閘、發(fā)電廠房、泄洪閘等建筑物。

橋鞏水電站單機(jī)容量為57mW，是目前國(guó)內(nèi)第一、世界第二大的特大型燈泡貫流式機(jī)組，機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)均領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。水力設(shè)計(jì)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其轉(zhuǎn)輪直徑達(dá)到7.45m，軸承正反向推力和發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻效果達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，綜合制造難度最大。

2 轉(zhuǎn)輪驗(yàn)收

水電站最關(guān)鍵的部件為轉(zhuǎn)輪，最最關(guān)鍵則為葉片，葉片的型線及材料、加工精度，模型試驗(yàn)效果關(guān)系到水輪發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定、安全、高效，要達(dá)到這一效果，必須嚴(yán)格轉(zhuǎn)輪及葉片的驗(yàn)收，制造質(zhì)量要達(dá)到設(shè)計(jì)質(zhì)量要求，確保機(jī)組長(zhǎng)期安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

橋鞏水電站根據(jù)招標(biāo)結(jié)果，機(jī)組分別由東電和天阿各承制4臺(tái)機(jī)組，相應(yīng)的，水力設(shè)計(jì)分別為奧地利維奧（VATECH）公司（東電）和法國(guó)阿爾斯通公司（天阿）。其中東電的轉(zhuǎn)輪葉片制造由奧地利維奧（VATECH）公司分包，東電轉(zhuǎn)輪葉片驗(yàn)收工作在德國(guó)VATECH ESCHER WYSS GmbH工廠進(jìn)行。橋鞏水電站委托北京中水科工程總公司對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片一起進(jìn)行驗(yàn)收。

轉(zhuǎn)輪葉片驗(yàn)收的主要技術(shù)資料有：1）葉片化學(xué)成分和機(jī)械性能；2）目視檢測(cè)結(jié)果；3）MT檢測(cè)結(jié)果；4）UT檢測(cè)結(jié)果；5）鑄件缺陷記錄及分布圖；6）熱處理證書(shū)；7）尺寸檢查記錄；8）質(zhì)量記錄；9）表面粗糙度檢查記錄。

現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的驗(yàn)收項(xiàng)目有：1）葉片型線偏差見(jiàn)證檢測(cè)（三坐標(biāo)，抽檢一個(gè)葉片）；2）精加工尺寸抽檢（法蘭面直徑尺寸抽驗(yàn)一個(gè)葉片）；3）目視檢查；4）MT檢測(cè)（1號(hào)葉片1/2/4區(qū)，2～5號(hào)葉片4區(qū)）；4）UT檢測(cè)（5號(hào)葉片1/2/4區(qū)）；表面粗糙度檢測(cè)（使用VATECH設(shè)備及中方設(shè)備隨機(jī)抽檢）；5）硬度檢測(cè)（5只葉片隨機(jī)抽檢）。

以下以東電葉片出廠檢驗(yàn)為例，分別從葉片的化學(xué)成分、機(jī)械性能、無(wú)損探傷、尺寸檢查、表面粗糙度及硬度檢查等幾個(gè)方面進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)葉片驗(yàn)收進(jìn)行介紹。葉片鑄件和加工件的無(wú)損探傷檢查執(zhí)行DIN EN10283標(biāo)準(zhǔn)，葉片的型線、主要尺寸和表面粗糙度、硬度等檢測(cè)按圖紙技術(shù)要求執(zhí)行。檢測(cè)情況詳見(jiàn)下面的說(shuō)明。

2.1 葉片鑄件化學(xué)成分檢測(cè)

合同要求：葉片材料采用可焊性好、耐耐磨蝕的不銹鋼VOD或AOD精煉鑄造（含鉻13～14%，鎳4～6%，含炭量小于0.04%）。葉片鑄件全部為意大利ACCIAIERIA FOUNDERIA CIVIDALE Spa公司生產(chǎn)，出廠前化學(xué)成分為含鉻12.63～12.98%，鎳3.76～4.22%，含炭量為0.028～0.035%，詳細(xì)的轉(zhuǎn)輪葉片鑄件化學(xué)成分見(jiàn)下表：

表1 轉(zhuǎn)輪葉片鑄件化學(xué)成分

葉片材料為G-X4CrNi13-4QT1（DIN EN10283標(biāo)準(zhǔn)）葉片的上冠、下環(huán)和葉片材料的單項(xiàng)化學(xué)成分滿(mǎn)足DIN EN10283標(biāo)準(zhǔn)，但部分葉片的Cr和Ni的含量略低于主合同要求但滿(mǎn)足分包合同要求，且成分不能再進(jìn)行調(diào)整，主要原因是國(guó)內(nèi)外各標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有與合同標(biāo)準(zhǔn)一致的鑄鋼牌號(hào)，且化學(xué)成分偏差不大，葉片機(jī)械性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求（見(jiàn)下述說(shuō)明），可以接受。

2.2 機(jī)械性能檢測(cè)

根據(jù)DIN EN10283標(biāo)準(zhǔn)，葉片出廠后，選取試塊進(jìn)行材料機(jī)械性能檢測(cè)，結(jié)果如下表（典型值）：

屈服強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 延伸率 斷面收縮率 沖擊功 硬度單位 MPa MPa % % J HB DIN EN10283標(biāo)準(zhǔn)（≥） 550 760～96015 35 50（0℃） 240～300典型測(cè)量值 555 783 18.6 62.8 125 260

檢測(cè)結(jié)果，葉片的機(jī)械性能滿(mǎn)足DIN EN10283標(biāo)準(zhǔn)，符合合同要求。對(duì)于抽樣進(jìn)行的彎曲試驗(yàn)，結(jié)果也滿(mǎn)足要求。

2.3 無(wú)損探傷檢測(cè)

主要缺陷的定義：主合同為：“缺陷深度超過(guò)25mm或缺陷深度大于局部厚度的25%或缺陷面積大于160cm2的，為主要缺陷?！?；分包合同為“缺陷深度超過(guò)30mm或缺陷深度大于局部厚度的2%或缺陷面積大于64cm2的，為主要缺陷?！眱蓚€(gè)標(biāo)準(zhǔn)略有不同。鑄造廠在處理完成粗加工后對(duì)葉片鑄件進(jìn)行了全面的MT、UT檢查，對(duì)缺陷部位進(jìn)行了處理，并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)工程師見(jiàn)證驗(yàn)收合格。鑄件完成精加工后進(jìn)行了VT、MT全面檢查，結(jié)果合格。

葉片粗加工后，按CCH70-3技術(shù)規(guī)范要求及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)葉片進(jìn)行了VT（目視檢測(cè)）、MT（磁粉檢測(cè)）、UT（超聲波檢測(cè)）抽檢。葉片粗加工后首先進(jìn)行VT檢測(cè)，合格后進(jìn)行MT檢測(cè)，對(duì)出現(xiàn)缺陷的部位進(jìn)行挖除修補(bǔ)直到MT檢測(cè)合格。之后進(jìn)行UT檢測(cè)，標(biāo)記出缺陷面積和部位。從標(biāo)記的情況看，有超出合同規(guī)定要求的主要缺陷，其中大多數(shù)缺陷深度在25mm以上，少量缺陷深度超出30mm，但面積較小。鑄件廠對(duì)上述缺陷按規(guī)定的缺陷處理程序進(jìn)行了最后的處理，處理后再次進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，結(jié)果滿(mǎn)足質(zhì)量要求。

葉片精加工后，又進(jìn)行了VT、MT、UT檢測(cè)，結(jié)果滿(mǎn)足質(zhì)量要求。

現(xiàn)場(chǎng)主要進(jìn)行UT抽查檢測(cè)，結(jié)果滿(mǎn)足質(zhì)量要求。

2.4 葉片尺寸檢測(cè)

葉片尺寸檢測(cè)主要進(jìn)行葉片樞軸尺寸、葉片型線、葉片樣板等檢測(cè)，主要進(jìn)行文件檢測(cè)，通過(guò)查看檢測(cè)資料，樞軸尺寸滿(mǎn)足要求，型線偏差在2mm范圍內(nèi)，結(jié)果均滿(mǎn)足質(zhì)量要求。

2.5 表面粗糙度、表面硬度檢測(cè)

葉片出廠前，還進(jìn)行了表面粗糙度檢測(cè)、表面硬度檢測(cè)。抽檢的葉片過(guò)流表面粗糙度小于1.6μm，葉片樞軸表面粗糙度小于0.8μm，結(jié)果滿(mǎn)足要求。硬度檢測(cè)在240～280HB范圍內(nèi)，滿(mǎn)足質(zhì)量要求。最后對(duì)葉片的重量進(jìn)行了檢測(cè)，每個(gè)葉片的重量為8300kg左右，重量控制得較好，偏差滿(mǎn)足較小，滿(mǎn)足質(zhì)量要求。

2.6 葉片質(zhì)量綜合情況

2.6.1 質(zhì)量檢測(cè)情況

1）葉片鑄件化學(xué)成分和機(jī)械性能滿(mǎn)足分包合同要求，部分Cr和Ni含量略低于主合同要求，但可以接受，結(jié)果為合格。

2）葉片無(wú)損探傷檢查為合格。

3）葉片水力型線及樞軸配合尺寸符合要求，型線偏差較小，重量偏差較小。

4）葉片的表面硬度、粗糙度滿(mǎn)足質(zhì)量要求。

葉片整體質(zhì)量符合合同規(guī)定及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.6.2 問(wèn)題

1）部分葉片的Cr和Ni含量略低于主合同要求，主要原因是分包合同和主合同的要求有差異，可由主制造廠對(duì)這些問(wèn)題加以分析和說(shuō)明。目前國(guó)內(nèi)外均沒(méi)有完全滿(mǎn)足要求的鑄鋼，并且葉片的化學(xué)成分偏差不大，機(jī)械性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

2）葉片存在主要缺陷，但得到了處理，。考慮到粗加工階段不出現(xiàn)主要缺陷的可能性極小，處理后又能滿(mǎn)足要求，機(jī)械性能有保證。

3）葉片鑄件的階段由于種種原因，未能實(shí)現(xiàn)，只能做最后的檢驗(yàn)和檢測(cè)。

2.7 葉片運(yùn)行情況

檢測(cè)結(jié)果滿(mǎn)足合同技術(shù)要求。橋鞏首臺(tái)機(jī)組2008年7月27日正式投產(chǎn)，至2009年12月底全部8臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，運(yùn)行至今正常，葉片滿(mǎn)足運(yùn)行要求。