水轮机#锥管与座环修复方案.doc

水轮机机组锥管修复方案
一、概述
1.1、磨损情况
根据现场检测，2F机锥管损伤极为严重，锥管上部与座环连接处不锈钢段已被冲刷掉，背面的护板部分暴露，从锥管上部至锥管中部约1.9米高的范围内磨损严重，上部磨损严重程度较多，向下磨损逐步减少，但在锥管中部有多处较大沉坑，已将母材冲穿，进入门上部磨出12～15MM深的倒角。

1.2、方案选择
若整体更换锥管，需要将二次混凝土完全打掉，由于锥管下部有四个支脚，四个搭检修平台的箱体，除需要将二期混凝土打全部打掉外必须将部分一期混凝土打掉，才能将锥管取出。新的锥管分为至少三瓣，在机坑内安装，拼焊，安装新的锥管后重新灌浆。由于空间限制一二期混凝土的去除和灌浆都极为困难，修复周期很长；因此我公司推荐以焊接为主部分镶焊不锈钢板的修复方案，此方案只需要对混凝土少量处理，下图为座环及锥管示意图。
箱体支脚

1.3、方案简介
将锥管上段第一个环形筋板以上部分割除，用新的S135钢板镶焊。镶焊钢板分为6瓣，割除钢板时注意保护钢板背面的拉锚，镶焊时先预装，在背面有拉锚的位置开孔，镶焊后，在开孔处将锥管与原拉锚焊在一起，锥管其余部分参照1F机方案堆焊，打磨处理；中间磨损严重处，局部镶焊处理；最后在钻孔处及其它锥管与混凝土脱壳处灌浆处理。
由于锥管上段背面有护板，不用处理混凝土即可将锥管第一个环形筋板以上部分割除，其余部分采用堆焊工艺。
1.4、修复目标
修复后锥管的厚度，圆度等几何尺寸基本符合原图要求；整个修复的锥管按ASME标准探伤，无超标缺陷；修复过程中采用多种措施减少焊接应力产生，机组运行过程中不产生有害变形；通过灌浆使锥管与混凝土壁充分贴合，不会产生有害的振动。
1.5、施工前的检测
为保证修复质量、制订确实可行的方案，施工前对锥管进行全面的测量；
1.5.1中心测量
1)、采用吊钢琴线方式检查原锥管与机组中心线的偏差值及方位，为以后锥管镶焊，打磨提供基准。
2)、测量的基准为座环顶盖把合止口。
1.5.2焊接部位和焊量的确定
1)、锥管上部用25mm厚的S135钢板镶焊。
2）、在锥管下部1900mm处，划出等高的环线，在环线上均匀划出12个点，用碳弧气刨吹出12个孔（要求将钢板吹透），测量此处的壁厚并记录，同样用12个25mm长的焊条插入作为焊接厚度标识。
3）、用线连接锥管上部和下部标识焊条，由于锥管的母线为直线，可以通过此方法确定锥管缺肉量，每隔100mm测量需堆焊厚度并在测量处记录，按记录用不同厚度的螺母点焊在记录位置，作为堆焊厚度标记。
二、锥管修复方案如下：
2F锥管修复方案参照了1F的修复方案和1F锥管执行情况，根据自身损坏更严重的情况制订的，锥管的上端磨损极为严重，决定将锥管上端面起，约370mm（具尺寸按实际情况定）高的环形锥管割掉，制作新的锥管并镶焊，锥管下段采用堆焊方案，锥管下段部分磨损严重，穿孔处，局部镶焊。
2.1焊接材料
根据原图锥管设计材料为S135不锈钢板，由于此钢板为马氏体不锈钢，焊接性能较差，对预热、保温、焊接环境的湿度要求较高，大面积焊接后的应力较高，在机坑内采用与母材相同的焊料风险较大，根据多年焊接经验，我单位决定采用E309奥氏体不锈钢焊料，此种焊料的韧性高，焊接性能好，焊接应力较小，焊层的硬度小于母材，能够满足使用要求。
2.1.1焊料：AWSA237、E309Lφ3.2mm或φ4.0mm不锈钢电焊条。
ER309Lφ1.2mm不锈钢焊丝
2.1.2手工电弧焊焊接工艺规范
焊接方法电流极性焊条直径(mm)焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度cm/minSMAWDC-RPФ4.0120-18018-256-15SMAWDC-RPФ3.280-14018-246-152.4.2.7气体保护焊焊接工艺规范
焊接方法电流极性焊丝直径(mm)焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度cm/minGMAWDC-RPФ1.2140-30020-346-25
2.2修复过程
2.2.1将锥管上部与座环连接处的不锈钢段冲掉的残余部分吹掉，高度约370mm（在锥管第一个环筋之上）,吹割时注意保护背面的护板和背面的拉锚。见下图：

2.2.2装镶焊钢板
1）、用S135不锈钢板圈制直径为Ø2476的圆锥环，锥度按原锥管锥度，高度370mm，分割为6段，配割好钢板后，预制焊接坡口，坡口深度与钢板厚度一致，如下图：

2）、装镶焊钢板并在背面有拉锚处开孔，将镶焊钢板与护板开塞焊孔。

3）、采用钢琴线吊中心，重新复检，镶焊钢板与原锥管中心的偏差，并调整合格。
4)、镶焊钢板定位焊接，将与护板及余下的锥管的带环焊缝焊接，只焊接一层底层即可，立焊缝段焊牢固，塞焊孔满焊，与背面的拉锚满焊，重新复检镶焊钢板的几何尺寸，合格后进行后序。
2.2.3上述工作完成后焊接锥管，
2.2