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《东方电机年第期
水轮机叶片制造技术综述
贺元
摘要本文介绍了水轮机叶片制造技术,并进行了技术经济分析。
关键词水轮机叶片铲磨数控加工模压
转轮是水电机组最为重要的部件,其工,如目前已投产发电或正在修建的龙滩、
水力性能、制造质量直接影响到水轮机的拉西瓦、小湾及锦屏二级等水电机组的转
能量、空化和稳定指标。多年来世界水电轮。因受运输限制,伏依特与阿尔斯通公
设备制造商在开发转轮水力性能的同时, 司原奈尔匹克公司早年曾合作制造的
也对转轮,尤其是叶片的制造技术进行了西莫桑比克包拉一巴沙电站的直径.
深人研究,水平有了明显提高。的转轮曾采用上下分半结构,即上冠连同
上半段叶片整铸、铲磨、加工,下环和下半
叶片制造技术概况段叶片分别铸造后在厂内组焊、退火、铲
磨、加工,然后运往工地再组焊为一体,在
. 转轮结构工地不再退火。此结构工艺性差,后来再
整铸结构的混流式转轮,以日立和神末采用过,国外公司曾建议在三峡左岸转
户制钢所为委内瑞拉古里Ⅱ电站制造的单轮采用此结构,但未获批准。
机容量,直径,重的转轮为. 叶片材料
世界之最。整铸转轮虽然制造工艺简单, 叶片材料要有较好的机械陛能,耐空化、
但由于叶片铲磨和检测困难,型线精度低, 腐蚀和磨损,同时还要可焊性好,价格合理。
且转轮重量受铸造车间起吊能力限制,目早期转轮材料曾用铸铁,二十世纪年代逐
前已较少采用。渐采用碳钢、合金钢。自年代以来,开始
取而代之的是将上冠、下环、叶片焊为采用不锈钢,或在上先
一体的整体铸焊结构,三峡左岸转轮创下铺焊一层过渡层,再铺焊
世界之冠,单机容量,直径,重。法国奈尔匹克公司用过
量分别达、与东方电机联,俄罗斯列宁格勒金属厂用过
合体和与哈尔滨电机联和,后者补焊时
合体。为方便铁路运输,直径左右的可不预热。北欧原克瓦纳多用
转轮以前曾大多采用左右分瓣的铸焊结,含碳量低,有更多的逆变奥氏
构,考虑到分瓣转轮水力性能不如整体转体,焊接性能好,强度、韧性、塑性、抗水下疲
轮,且结构复杂,近年来这种尺寸的转轮也劳和耐磨损能力均优于。还有
多设计为整体结构,安排在工地组焊与加其它叶片材料,在此不再赘述。
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年代开始用炉或炉精造质量。将冒口从背面改为上冠、下环处,
炼钢水铸造叶片,为氩氧精炼炉,不用电脑绘制叶型图,并模拟浇铸凝固过程,
需抽真空,投资较低,仅适用于不锈钢。在曲率变化大的断面采取反变形措施;在
为真空精炼炉,真空吹氧脱碳,适用木模上粘贴玻璃钢以提高强度,然后用光
多种钢精炼,投资较高。精炼钢水的硫、氮电经纬仪或三坐标划线仪检查叶片木模的
含量低,可减少叶片微观裂纹。碳及钒、铌型线;造型材料选用水玻璃铬矿砂或树脂
等合金含量也较低,可防止氢裂纹出现。铬矿砂,涂料选取用醇基锆英粉;在浇铸时
增加含量可提高可焊性,降低预热温适当提高浇注温度,以提高充型能力,热处
度,有文献称当含量超过时,在转轮理时叶片立放,这些都有助于提高叶片铸
焊接时甚至可以不预热。件的质量。苏尔寿公司还研究出了一种冲
. 叶片铸造击式转轮的微浇铸技术,先将锻坯加工至
由于叶片的厚度和曲率变化大,