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【摘要】介紹了某水電站大型進(jìn)水球閥的特點(diǎn)，指出了進(jìn)水球閥出現(xiàn)的閥體鑄造質(zhì)量缺陷的問(wèn)題，對(duì)鑄造缺陷處理方案進(jìn)行了討論。通過(guò)比較分析，對(duì)大型球閥閥體鑄造質(zhì)量缺陷的處理給出了指導(dǎo)性意見(jiàn)。
1.工程概況
某水電站位于四川省黑水縣-茂縣黑水段，屬于黑水河流域水電規(guī)劃“二庫(kù)五級(jí)”開(kāi)發(fā)方案中的第三級(jí)梯級(jí)電站。引水系統(tǒng)由有壓引水隧洞、阻抗式調(diào)壓室、地下埋藏式壓力鋼管、兩個(gè)卜型叉管和三條支管組成。電站**水頭260.7m，最小水頭168.3m，加權(quán)平均水頭233.8m，額定水頭220m，總裝機(jī)容量3×120MW。
每臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組前裝設(shè)一臺(tái)公稱通徑為2700mm金屬硬密封進(jìn)水球閥。球閥采用臥軸布置型式，公稱直徑為2700mm，為國(guó)內(nèi)**的進(jìn)水球閥，主要由閥體、活門(mén)、接力器、上游連接管、下游連接管、進(jìn)人門(mén)、旁通閥、空氣閥、排水閥以及其它球閥附件組成。球閥閥體分兩瓣，出廠前在工廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)組裝和水壓試驗(yàn)，然后分解運(yùn)輸至工地，工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行正式組裝和二次水壓試驗(yàn)。進(jìn)水球閥主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。
表1 進(jìn)水球閥主要技術(shù)參數(shù)

2.鑄造質(zhì)量缺陷分析
進(jìn)水球閥采購(gòu)合同規(guī)定，球閥出廠前須在廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)裝并進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)、滲漏試驗(yàn)和動(dòng)作試驗(yàn)。廠內(nèi)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，承受水壓部分的試驗(yàn)壓力不低于5.1MPa，承受油壓部分的試驗(yàn)壓力不低于9.45MPa，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為10min，受壓部件不得產(chǎn)生有害的**變形及滲漏等異常現(xiàn)象。空氣閥應(yīng)在5.1MPa壓力下作水壓試驗(yàn)，不允許滲漏。旁通閥在5.1MPa壓力下進(jìn)行水壓試驗(yàn)，允許點(diǎn)滴滲漏。伸縮節(jié)在5.1MPa壓力下進(jìn)行水壓試驗(yàn)，不得滲漏。滲漏試驗(yàn)壓力為2.7MPa，持續(xù)時(shí)間30min，軸頸密封、閥殼分半面和進(jìn)水球閥不允許漏水。
按照合同要求，業(yè)主單位、駐廠監(jiān)造、設(shè)計(jì)單位和設(shè)備安裝單位組成的驗(yàn)收組對(duì)球閥進(jìn)行了出廠驗(yàn)收。3號(hào)進(jìn)水球閥強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，左閥體發(fā)現(xiàn)殼體滲水現(xiàn)象。經(jīng)驗(yàn)收組查閱技術(shù)資料，發(fā)現(xiàn)鑄件未按合同要求進(jìn)行****的UT探傷，殼體強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)滲水說(shuō)明鑄件存在制造缺陷（如下頁(yè)圖1、圖2和圖3所示）。通過(guò)超聲波探傷對(duì)缺陷部位檢查，按照承壓鑄件技術(shù)要求以及進(jìn)水閥技術(shù)規(guī)范的要求對(duì)缺陷性質(zhì)、范圍進(jìn)行量化判斷和分析，該缺陷性質(zhì)屬于重大的鑄造缺陷，缺陷類型為砂眼、冷隔缺陷。

圖1 殼體滲水部位

圖2 殼體滲水部位缺陷

圖3 缺陷示意圖
3.鑄造缺陷處理的主要措施
根據(jù)我國(guó)鑄件制造廠多年來(lái)對(duì)鑄件鑄造缺陷處理的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)與總結(jié)，專家一致認(rèn)為3號(hào)球閥閥體雖然存在砂眼、冷隔缺陷，但是由于缺陷范圍較小，而且球閥殼體材料ZG230-450的可焊性好，只要對(duì)焊接過(guò)程**控制，是可以通過(guò)補(bǔ)焊手段進(jìn)行處理消缺以后，3號(hào)進(jìn)水球閥的性能可以滿足合同要求。鑄造缺陷處理的具體措施如下：
（1）采用機(jī)加工手段首先對(duì)缺陷部位進(jìn)行徹底清理，補(bǔ)焊坡口面圓滑過(guò)渡。
（2）對(duì)清理部位進(jìn)行PT、MT探傷確認(rèn)缺陷完全**。
（3）補(bǔ)焊前對(duì)殼體補(bǔ)焊及周圍200mm范圍進(jìn)行局部加熱，溫度控制在1000～1500℃之間。
（4）采用J507焊條，焊接電流選擇150A，運(yùn)用逐步退焊法進(jìn)行短段多層多道焊接，每層焊接完應(yīng)對(duì)氧化物進(jìn)行徹底**。
（5）補(bǔ)焊完成后，采用紅外線加熱板、保溫棉對(duì)補(bǔ)焊區(qū)域進(jìn)行保溫退火。
（6）打磨補(bǔ)焊區(qū)域，采用UT、PT、MT對(duì)補(bǔ)焊局域進(jìn)行探傷檢查。
（7）缺陷處理完成后，再次進(jìn)行殼體強(qiáng)度試驗(yàn)，確認(rèn)缺陷處理效果。
4.缺陷處理結(jié)果及建議
前述的球閥閥體鑄造缺陷處理方案在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上均可行。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的廠內(nèi)缺陷處理并經(jīng)過(guò)UT、PT、MT對(duì)補(bǔ)焊局域進(jìn)行探傷檢查，閥體鑄件上的砂眼、冷隔缺陷已經(jīng)被**。按照合同要求再次進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，承受水壓部分的試驗(yàn)壓力為5.1MPa，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為10min，進(jìn)水球閥受壓部件未發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生有害的**變形及滲漏等異常現(xiàn)象，說(shuō)明3號(hào)球閥鑄造質(zhì)量缺陷處理取得了成功。
本電站進(jìn)水球閥閥體鑄造質(zhì)量缺陷是通過(guò)廠內(nèi)驗(yàn)收試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析討論后，制定了合理可行的缺陷處理方案，最終將缺陷圓滿消缺。進(jìn)水球閥一般用于200m及以上水頭的電站，由于其運(yùn)行水頭高，一旦發(fā)生事故將對(duì)電站產(chǎn)生重大威脅，因此，對(duì)球閥的制造質(zhì)量需要引起高度重視，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，杜絕制造質(zhì)量缺陷的發(fā)生。主要建議有：
（1）進(jìn)水球閥供應(yīng)商應(yīng)當(dāng)選擇有相應(yīng)資質(zhì)廠家，并督促其進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。
（2）設(shè)置球閥駐廠監(jiān)造，對(duì)閥門(mén)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督管理。
（3）閥體鑄件的分包商應(yīng)當(dāng)選擇具有相應(yīng)資質(zhì)的廠家，并報(bào)送業(yè)主審批，業(yè)主書(shū)面確認(rèn)后方可進(jìn)行分包。
（4）閥體鑄件必須進(jìn)行****的UT探傷，對(duì)有懷疑的地方應(yīng)當(dāng)進(jìn)行射線探傷進(jìn)行確認(rèn)。
（5）嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)范和合同相關(guān)要求進(jìn)行球閥強(qiáng)度試驗(yàn)、密封試驗(yàn)和動(dòng)作試驗(yàn)。
5.結(jié)束語(yǔ)
在球閥的制造和驗(yàn)收過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)特別注意閥體鑄件的質(zhì)量，結(jié)合無(wú)損探傷技術(shù)與球閥出廠驗(yàn)收試驗(yàn)，檢查球閥的制造質(zhì)量，對(duì)保證設(shè)備質(zhì)量是十分重要的。尤其對(duì)于大型球閥應(yīng)當(dāng)特別注意質(zhì)量控制，防止球閥先天不足，以免威脅水電站的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。
文章鏈接：http://www.klevalve.com/jsxw/1168.htm


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