专利名称：检测在役水轮机转轮裂纹的判定方法
技术领域：
本发明涉及水轮机转轮的检测方法，特别是涉及一种检测在役水轮机转轮裂纹的
判定方法。
背景技术：
水轮机转轮是水力发电厂发电机组的重要组成部件，作用是将水能转变为机械功从而带动发电机发电。近几年来随着材料领域的发展，水轮机转轮叶片的材料多采用高强度的马氏体钢材料，代替了原来的普通材料。这样一来，钢材用量减少，从而提高了发电效率，另一方面由于强度的提高也解决了普通材料的气蚀问题。但是新材料的使用也带来了一些负面影响，由于采用马氏体材料制作的叶片强度等级提高，但其抗裂性却明显的下降。
国外的例子有埃及的阿斯旺高坝、美国的大古力700丽机，俄罗斯的布拉茨克等。
国内有岩滩、李家峡、小浪底、五强溪、二滩等大型水电站，在投运后水轮机转轮都不同程度的出现了裂纹。 现有检测裂纹的无损检测方法有射线检测(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)。检测方式多为全检和抽检。抽检的话由于没有考虑转轮裂纹的形成机理，容易造成裂纹的漏检。而全检的话，要浪费大量的人力物力，还要耽误检修的时间，以单一全检测水轮机转轮为例，现有检测所用渗透探伤剂为30套、时间为2天，存在检修周期长，效率低，影响发电效益等问题。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种检测速度快、漏检几率、检测成本低的检测在役水轮机转轮裂纹的判定方法，以克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是检测在役水轮机转轮裂纹的判定方法包括以下几个步骤
a、打开水轮机尾水管人孔，在人孔内搭建检测平台； b、对转轮叶片的出水边焊缝进行探伤，无裂纹进入C步骤，有裂纹进入d步骤；
c、拆卸检测平台，关闭水轮机人孔； d、对转轮叶片的进水边焊缝进行探伤，若转轮叶片的进水边焊缝无裂纹，对转轮
叶片的出水边焊缝进行修补，修补后进入C步骤；若转轮叶片的进水边焊缝有裂纹，则对
转轮叶片整体进行探伤，整体探伤结果为小裂纹，则对所有裂纹直接修补，修补后进入c步
骤；若叶片整体探伤为大裂纹，则将转轮叶片调出水轮机蜗壳进行大修。 所述的小裂纹为不用热处理的裂纹。 所述的小裂纹为裂纹在转轮叶片表面的费贯通裂纹。 所述的大裂纹为需热处理的裂纹。 所述的大裂纹为裂纹在转轮叶片两面的费贯通裂纹。 所述的探伤方法为渗透检测法。 所述的修补方法为用气刨或磨削等装置进行焊前清理、用电弧焊进行修补、用磨削或其它装置对补焊后的叶片表面进行焊后修形。 所述渗透检测法的检测过程为，先对检测部位进行清洗，清洗后施加渗透剂，8 10min后去除多余的渗透齐U，施加显像剂进行观察检领U，检测完毕后清洗。
与现有技术比较，本发明通过对现有大量出现裂纹的水轮机转轮进行检测，然后 将其产生裂纹的部位集中在其中一块转轮机叶片上进行集中研究，经过研究发现容易产生 裂纹的先后顺序为转轮叶片出水边上、下环和叶片焊缝处>进水边上、下环和叶片焊缝处 >叶片应力水平较大的部位。同时结合科学理论进一步对实测结论进行核实，从理论可知
1)、由于转轮叶片自身的结构、水轮机运行中的悬臂转轮叶片根部即焊缝部位存 在应力集中； 2)、由于转转轮叶片与上下环是焊接而成，焊接完成后焊缝部位存在很大的焊接 残余应力，也加大了该部位的应力水平。还有焊接结构的薄弱环节是焊缝，而焊缝的最薄弱 环节是其热影响区，而出水边上、下环和叶片焊缝处正好位于上述的应力最大区域内，其次 为进水边上、下环和叶片焊缝处。 3)、各种载荷的联合作用时的动应力较大，叶片所受交变动应力在共振工况下不 断加剧，而所有的力都还是集中在该部位，使得材料疲劳，致使转轮叶片焊缝处易产生裂 纹。 4)、材料本身而言，马氏体钢材料本身的抗裂性差 因此，由以上理论可以分析得出运行过程中由于载荷和转轮本身结构的原因，出
水边上、下环和叶片焊缝处本身最薄、应力水平最大从而最易开裂，其次是进水边上、下环
和叶片焊缝处，再次是叶片应力水平较大的部位。此理论依据与实验检测依据一致。 从现有四种检测手段中筛选出渗透检测(PT)，这种检测方法对在役水轮机转轮检
测时可不对发电机组进行解体，把转轮吊出蜗壳，打开尾水管人孔搭好平台后就可以实施，
满足了检修工作的经济性。 与现有检测方法的对比表如下
比较项目本发明现有技术技术经济比较
渗透探伤剂使用数量(套)130节约29套4350元
探伤时间(3人)2小时2天节约46小时
电厂经济效益(200MW)2小时2天发电损失9200000度
电厂经济效益(200MW)2小时2天174. 8万元 从上表可以看出采用本发明能带来很好的经济价值和社会效益。


图1为本发明的检测判定流程图；
图2为转轮运行状态下的应力分布图。
具体实施例方式实施例1 :接到检测任务后，按下列步骤进行检测，
a、打开水轮机尾水管人孔，在人孔内搭建检测平台； b、用渗透检测法对转轮叶片的出水边焊缝进行探伤，无裂纹进入c步骤，有裂纹 进入d步骤；所述渗透检测法的检测过程为，先对检测部位进行清洗，清洗后施加渗透剂， 8 lOmin后去除多余的渗透齐U，施加显像剂进行观察检领U，检测完毕后清洗。
c、拆卸检测平台，关闭水轮机人孔； d、对转轮叶片的进水边焊缝进行探伤，若转轮叶片的进水边焊缝无裂纹，对转轮 叶片的出水边焊缝进行修补，修补后进入C步骤；所述的修补方法为用气刨或磨削等装置 进行焊前清理、用电弧焊进行修补、用磨削或其它装置对补焊后的叶片表面进行焊后修形。
若转轮叶片的进水边焊缝有裂纹，则对转轮叶片整体进行探伤，整体探伤结果为 小裂纹，则对所有裂纹直接修补，修补后进入c步骤；若叶片整体探伤为大裂纹，则将转轮 叶片调出水轮机蜗壳进行大修。
权利要求
一种检测在役水轮机转轮裂纹的判定方法，其特征在于该判定方法包括以下几个步骤a、打开水轮机尾水管人孔，在人孔内搭建检测平台；b、对转轮叶片的出水边焊缝进行探伤，无裂纹进入c步骤，有裂纹进入d步骤；c、拆卸检测平台，关闭水轮机人孔；d、对转轮叶片的进水边焊缝进行探伤，若转轮叶片的进水边焊缝无裂纹，对转轮叶片的出水边焊缝进行修补，修补后进入c步骤；若转轮叶片的进水边焊缝有裂纹，则对转轮叶片整体进行探伤，整体探伤结果为小裂纹，则对所有裂纹直接修补，修补后进入c步骤；若叶片整体探伤为大裂纹，则将转轮叶片调出水轮机蜗壳进行大修。
2. 根据权利要求1所述的检测在役水轮机转轮裂纹的判定方法，其特征在于所述的小裂纹为不用热处理的裂纹。
3. 根据权利要求1或2所述的检测在役水轮机转轮裂纹的判定方法，其特征在于所述的小裂纹为裂纹在转轮叶片表面的费贯通裂纹。
4. 根据权利要求1所述的检测在役水轮机转轮裂纹的判定方法，其特征在于所述的大裂纹为需热处理的裂纹。
5. 根据权利要求1或4所述的检测在役水轮机转轮裂纹的判定方法，其特征在于所述的大裂纹为裂纹在转轮叶片两面的费贯通裂纹。
6. 根据权利要求1所述的检测在役水轮机转轮裂纹的判定方法，其特征在于所述的探伤方法为渗透检测法。
7. 根据权利要求1所述的检测在役水轮机转轮裂纹的判定方法，其特征在于所述的修补方法为用气刨或磨削等装置进行焊前清理、用电弧焊进行修补、用磨削或其它装置对补焊后的叶片表面进行焊后修形。
8. 根据权利要求6所述的检测在役水轮机转轮裂纹的判定方法，其特征在于所述渗透检测法的检测过程为，先对检测部位进行清洗，清洗后施加渗透剂，8 10min后去除多余的渗透剂，施加显像剂进行观察检测，检测完毕后清洗。
全文摘要
本发明公开了一种检测在役水轮机转轮裂纹的判定方法，该方法是打开尾水管人孔搭建检测平台，然后采用渗透检测法对转轮叶片的出、进水边和上下环角焊缝的端部进行检测。本发明对在役水轮机转轮裂纹的检测均是用渗透检测法针对转轮叶片的出、进水边和上下环角焊缝的端部进行检测，这样在检测时不但会使漏检的几率大大降低，而且可以大大缩短检测时间和减少渗透探伤剂的用量。从现有四种检测手段中筛选出渗透检测(PT)，这种检测方法对在役水轮机转轮检测时可不对发电机组进行解体，把转轮吊出蜗壳，打开尾水管人孔搭好平台后就可以实施，满足了检修工作的经济性。
文档编号G01N21/88GK101710079SQ200910311190
公开日2010年5月19日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者李波 申请人:贵州电力试验研究院