[摘 要]主要阐述云南小湾水电站#2机组定子在磁化实验过程中，因振动过大，造成定子机座局部焊缝和母材产生裂纹的处理方法。
[关键词]小湾电站；定子裂纹；处理
中图分类号：TM303.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）34-0168-02云南小湾水电站2#机定子在磁化试验过程中，因振动过大，造成定子机座局部焊缝和母材产生裂纹。本措施重点阐述2#机的裂纹处理方法。
1 2#机定子裂纹部位
1.1 共计有23块定位筋锁定板单侧焊缝有裂纹，每块锁定板裂纹长度为80mm。锁定板所在定位筋编号分别为：第29#、34#、39#、42#、45#、47#、55#、57#、59#、64#、67#、73#、79#、80#、84#、88#、96#、97#、99#、103#、105#、114#、116#。
1.2 斜立筋与臂板之间的角焊缝共计有12个部位有局部裂纹，详细部位分布如下：
1）1#斜立筋距第7层环板之下150mm处发现单条裂纹，裂纹长度约100mm。
2）3#斜立筋距第7层环板之下160mm处发现单条裂纹，裂纹长度约80mm。
3）6#斜立筋距第7层环板之下100mm处及距第4层环板之下120mm处发现两条裂纹，裂纹长度约100mm。
4）7#斜立筋距第4层环板之上120mm处及距第1层环板之上20mm处发现两条裂纹，裂纹长度约200mm。
5）9#斜立筋距定子机座第7层环板之下110mm处、距第6层环板之下40mm处及距第1层环板之上30mm处发现三条裂纹，裂纹长度约200mm。
6）10#斜立筋距第7层环板之下50mm处发现单条裂纹，裂纹长度约80mm。
7）11#斜立筋距第7层环板之下60mm处发现单条裂纹，裂纹长度约60mm。
8）12#斜立筋距第7层环板之下40mm处发现单条裂纹，裂纹长度约70mm。
1.3 空冷器挂板角焊缝处局部裂纹共计有11处，详细部位分布如下：
2#、3#斜立筋之间左下，3#、4#斜立筋之间右下，4#、5#斜立筋之间右下，6#、7#斜立筋之间右上、右下，7#、8#斜立筋之间右上、右下，8#、9#斜立筋之间右下、左上，9#、10#斜立筋之间右上，10#、11#斜立筋之间右下。其中9#、10#斜立筋之间右上，7#、8#斜立筋之间右上，5#、6#斜立筋之间右下，焊缝裂纹已延展到母材上。
1.4 斜立筋与下环板之间的角焊缝裂纹分布情况如下：
7#斜立筋与下环板下部角焊缝右侧发现裂纹，长度在200mm左右；
9#斜立筋相同焊缝位置左侧发现裂纹，长度520mm左右；
7#、8#斜立筋之间右侧立缝上部发现裂纹，长约500mm左右；
6#、7#斜立筋之间左侧内部立缝中部发现裂纹，长约600mm左右。
斜立筋与下环板之间的角焊缝裂纹如图1所示。
1.5 20根φ8mm圆钢全部断裂（用于固定测温电阻线）。
于2009年2月4日上午，对7#、9#斜立筋与下环板角焊缝处的裂纹部位进行打磨和止裂处理，经过反复多次的PT检查和不断的加深打磨深度，最终彻底消除裂纹后的具体情况如下：
1）7#斜立筋处裂纹沿母材表面深入角焊缝20mm，处理长度约为240mm；
2）9#斜立筋处最终打磨槽长约为270mm，槽最深处离母材表面29mm，槽宽10mm，裂纹沿焊缝熔合线延伸入母材。
1.6 2009年2月6日，我部又对2#机12根立筋与下环板角焊缝采用MT探伤复查，探伤结果如表1所示。
在2月20日下午，7#斜立筋正面裂纹已全部磨除，打磨深度最深处约为30mm，打磨深度较深的一段约200mm长，焊接时只补焊至坡口深度的1/2，就进行后热处理。当温度冷却至室温后，接着进行反面裂纹的打磨处理，至2月25日下午，7#斜立筋反面裂纹处已打磨至深度约30mm时，仍见有少量微裂纹。从正、反两面的打磨深度可以看出，7#斜立筋靠外侧约200mm范围内是贯穿裂纹，目前仍在进行反面侧的裂纹打磨处理。
2#机定子斜立筋编号如图2所示。
2、机座裂纹焊接修复方法
2.1 裂纹磨除
全部裂纹采用手工方法磨除，在位置较宽敞部位采用φ100角磨机打磨，在位置较狭窄部位采用径向角磨机打磨。在打磨过程每打磨一定深度后用PT检查，经过反复打磨和多次的PT检查，最终将裂纹彻底消除。
斜立筋与下环板之间角焊缝的裂纹打磨坡口示意如图3所示。正、反面均有裂纹时，先进行正面裂纹的打磨和补焊处理，合格后再进行反面裂纹的打磨和补焊处理。
2.2 定子铁心保护方法
在裂纹处理前，为确保定子铁心不受损伤，必须对铁心采取保护措施。利用1#、2#机铁心叠装完成后剩余的补偿片（绝缘片）进行保护，用剪刀将补偿片的齿形部位剪除。根据裂纹部位的具体位置来铺垫和保护，确保保护范围在处理部位四周约300mm范围以上。在处理空冷器挂板的上部角焊缝裂纹时应对此部位两个斜立筋间的全部铁心进行全面保护。
因锁定板与铁心片距离较近，在处理锁定板裂纹时不能用磨光机打磨，而只能采用直接焊接的方法处理。
2.3 裂纹处理顺序和原则
裂纹处理顺序：首先是斜立筋外侧（即正面）与下环板角焊缝的裂纹，其次为斜立筋内侧（即反面）与下环板角焊缝的裂纹，其次为其它处的裂纹。
裂纹处理原则：对逐个部位进行处理，并将斜立筋外侧的裂纹处理合格后，再处理内侧，尤其是对贯穿性裂纹的修复是十分必要的（如7#斜立筋），补焊时当正面焊缝补焊至坡口深度的1/2后就进行后热处理，接着进行反面侧裂纹的磨除和补焊处理，当反面焊缝补焊至坡口深度的1/2后，进行正、反面的交替焊接。清除裂纹缺陷（含坡口处理）时严禁采用碳弧气刨，而只能采用打磨处理的方法。使用磨光机将裂纹部位修磨成近似“U”形的焊接坡口型式，坡口底部平整无尖角，坡口角度约为10°。 在裂纹磨除过程中，应磨除一定深度后，就应作PT检查，若经检查后，尚有裂纹存在时，则应继续进行打磨处理，经过反复多次的100%PT检查和打磨，直到彻底消除裂纹为止。最终经过PT检查，确认裂纹已全部消除后，方可进行预热和补焊处理。
2.4 焊前预热
负责预热的电工应明确缺陷产生部位和铺设加热带的位置，根据缺陷位置和长度铺设2～3块加热块。
预热温度控制在80～120℃，预热时应缓慢加热，将升温速度控制在50℃/h，并确保以裂纹位置为中心、直径为300mm范围内的斜立筋正、反面侧均匀受热，控制层间温度应≤200℃，中途停止焊接时应保温或采取后热处理等措施。
2.5 补焊处理
采用手工电弧焊接或气体保护焊的焊接方法，手工电弧焊接时采用J507焊条，直径为φ3.2～φ4.0mm，气保焊时采用焊丝ER70S-6，直径为φ1.2mm。电焊条在施焊前，严格按说明书的要求进行烘焙，烘焙温度和时间为350℃×2h，施焊时将焊条存放于100℃的保温筒内，盖好筒盖，随用随取。
焊接时采用多层多道、退步、短弧、小电流、窄道焊的焊接方法，焊缝应填满弧坑，应及时清除焊渣，及时发现与铲除焊缝层间缺陷。焊接接头应错开30～50mm。
除打底层和盖面层（多焊一层或盖面层高于母材3mm以上，并最终将其磨除）外，中间各层在焊后立即进行有序、适度的气动热锤击，促使焊缝金属产生塑性变形，以抵消焊缝的一部份收缩量，从而起到减小焊接应力作用，最终达到消除焊接内应力的目的。
2.6 锤击工艺和要求
锤击过程中使用压缩空气作为动力源，压力6bar。制作专用的锤体进行锤击。锤头形状如图5所示，不能有尖锐的尖角存在。
锤击须在焊后立刻进行，即在焊道红热状态下操作，以产生足够的塑性变形。锤击时间持续按每平方厘米10秒钟。
为减小补焊处的应力集中，将斜立筋与下环板的下部角焊缝处的补焊位置修磨成圆弧R型。如图4所示。
2.7 焊缝的后热处理
当斜立筋与下环板角焊缝处补焊的焊缝达到要求的厚度或焊接完成后，立即进行后热处理，后热处理温度为150℃，保温时间视坡口深度（或补焊量）确定为1h～3h。
经过精心准备，严格按工艺要求施工，圆满完成了#2机组定子机座裂纹处理，并对今后类似事件提供宝贵经验。
[摘 要]主要阐述云南小湾水电站#2机组定子在磁化实验过程中，因振动过大，造成定子机座局部焊缝和母材产生裂纹的处理方法。
[关键词]小湾电站；定子裂纹；处理
中图分类号：TM303.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）34-0168-02云南小湾水电站2#机定子在磁化试验过程中，因振动过大，造成定子机座局部焊缝和母材产生裂纹。本措施重点阐述2#机的裂纹处理方法。
1 2#机定子裂纹部位
1.1 共计有23块定位筋锁定板单侧焊缝有裂纹，每块锁定板裂纹长度为80mm。锁定板所在定位筋编号分别为：第29#、34#、39#、42#、45#、47#、55#、57#、59#、64#、67#、73#、79#、80#、84#、88#、96#、97#、99#、103#、105#、114#、116#。
1.2 斜立筋与臂板之间的角焊缝共计有12个部位有局部裂纹，详细部位分布如下：
1）1#斜立筋距第7层环板之下150mm处发现单条裂纹，裂纹长度约100mm。
2）3#斜立筋距第7层环板之下160mm处发现单条裂纹，裂纹长度约80mm。
3）6#斜立筋距第7层环板之下100mm处及距第4层环板之下120mm处发现两条裂纹，裂纹长度约100mm。
4）7#斜立筋距第4层环板之上120mm处及距第1层环板之上20mm处发现两条裂纹，裂纹长度约200mm。
5）9#斜立筋距定子机座第7层环板之下110mm处、距第6层环板之下40mm处及距第1层环板之上30mm处发现三条裂纹，裂纹长度约200mm。
6）10#斜立筋距第7层环板之下50mm处发现单条裂纹，裂纹长度约80mm。
7）11#斜立筋距第7层环板之下60mm处发现单条裂纹，裂纹长度约60mm。
8）12#斜立筋距第7层环板之下40mm处发现单条裂纹，裂纹长度约70mm。
1.3 空冷器挂板角焊缝处局部裂纹共计有11处，详细部位分布如下：
2#、3#斜立筋之间左下，3#、4#斜立筋之间右下，4#、5#斜立筋之间右下，6#、7#斜立筋之间右上、右下，7#、8#斜立筋之间右上、右下，8#、9#斜立筋之间右下、左上，9#、10#斜立筋之间右上，10#、11#斜立筋之间右下。其中9#、10#斜立筋之间右上，7#、8#斜立筋之间右上，5#、6#斜立筋之间右下，焊缝裂纹已延展到母材上。
1.4 斜立筋与下环板之间的角焊缝裂纹分布情况如下：
7#斜立筋与下环板下部角焊缝右侧发现裂纹，长度在200mm左右；
9#斜立筋相同焊缝位置左侧发现裂纹，长度520mm左右；
7#、8#斜立筋之间右侧立缝上部发现裂纹，长约500mm左右；
6#、7#斜立筋之间左侧内部立缝中部发现裂纹，长约600mm左右。
斜立筋与下环板之间的角焊缝裂纹如图1所示。
1.5 20根φ8mm圆钢全部断裂（用于固定测温电阻线）。
于2009年2月4日上午，对7#、9#斜立筋与下环板角焊缝处的裂纹部位进行打磨和止裂处理，经过反复多次的PT检查和不断的加深打磨深度，最终彻底消除裂纹后的具体情况如下：
1）7#斜立筋处裂纹沿母材表面深入角焊缝20mm，处理长度约为240mm；
2）9#斜立筋处最终打磨槽长约为270mm，槽最深处离母材表面29mm，槽宽10mm，裂纹沿焊缝熔合线延伸入母材。
1.6 2009年2月6日，我部又对2#机12根立筋与下环板角焊缝采用MT探伤复查，探伤结果如表1所示。
在2月20日下午，7#斜立筋正面裂纹已全部磨除，打磨深度最深处约为30mm，打磨深度较深的一段约200mm长，焊接时只补焊至坡口深度的1/2，就进行后热处理。当温度冷却至室温后，接着进行反面裂纹的打磨处理，至2月25日下午，7#斜立筋反面裂纹处已打磨至深度约30mm时，仍见有少量微裂纹。从正、反两面的打磨深度可以看出，7#斜立筋靠外侧约200mm范围内是贯穿裂纹，目前仍在进行反面侧的裂纹打磨处理。
2#机定子斜立筋编号如图2所示。
2、机座裂纹焊接修复方法
2.1 裂纹磨除
全部裂纹采用手工方法磨除，在位置较宽敞部位采用φ100角磨机打磨，在位置较狭窄部位采用径向角磨机打磨。在打磨过程每打磨一定深度后用PT检查，经过反复打磨和多次的PT检查，最终将裂纹彻底消除。
斜立筋与下环板之间角焊缝的裂纹打磨坡口示意如图3所示。正、反面均有裂纹时，先进行正面裂纹的打磨和补焊处理，合格后再进行反面裂纹的打磨和补焊处理。
2.2 定子铁心保护方法
在裂纹处理前，为确保定子铁心不受损伤，必须对铁心采取保护措施。利用1#、2#机铁心叠装完成后剩余的补偿片（绝缘片）进行保护，用剪刀将补偿片的齿形部位剪除。根据裂纹部位的具体位置来铺垫和保护，确保保护范围在处理部位四周约300mm范围以上。在处理空冷器挂板的上部角焊缝裂纹时应对此部位两个斜立筋间的全部铁心进行全面保护。
因锁定板与铁心片距离较近，在处理锁定板裂纹时不能用磨光机打磨，而只能采用直接焊接的方法处理。
2.3 裂纹处理顺序和原则
裂纹处理顺序：首先是斜立筋外侧（即正面）与下环板角焊缝的裂纹，其次为斜立筋内侧（即反面）与下环板角焊缝的裂纹，其次为其它处的裂纹。
裂纹处理原则：对逐个部位进行处理，并将斜立筋外侧的裂纹处理合格后，再处理内侧，尤其是对贯穿性裂纹的修复是十分必要的（如7#斜立筋），补焊时当正面焊缝补焊至坡口深度的1/2后就进行后热处理，接着进行反面侧裂纹的磨除和补焊处理，当反面焊缝补焊至坡口深度的1/2后，进行正、反面的交替焊接。清除裂纹缺陷（含坡口处理）时严禁采用碳弧气刨，而只能采用打磨处理的方法。使用磨光机将裂纹部位修磨成近似“U”形的焊接坡口型式，坡口底部平整无尖角，坡口角度约为10°。 在裂纹磨除过程中，应磨除一定深度后，就应作PT检查，若经检查后，尚有裂纹存在时，则应继续进行打磨处理，经过反复多次的100%PT检查和打磨，直到彻底消除裂纹为止。最终经过PT检查，确认裂纹已全部消除后，方可进行预热和补焊处理。
2.4 焊前预热
负责预热的电工应明确缺陷产生部位和铺设加热带的位置，根据缺陷位置和长度铺设2～3块加热块。
预热温度控制在80～120℃，预热时应缓慢加热，将升温速度控制在50℃/h，并确保以裂纹位置为中心、直径为300mm范围内的斜立筋正、反面侧均匀受热，控制层间温度应≤200℃，中途停止焊接时应保温或采取后热处理等措施。
2.5 补焊处理
采用手工电弧焊接或气体保护焊的焊接方法，手工电弧焊接时采用J507焊条，直径为φ3.2～φ4.0mm，气保焊时采用焊丝ER70S-6，直径为φ1.2mm。电焊条在施焊前，严格按说明书的要求进行烘焙，烘焙温度和时间为350℃×2h，施焊时将焊条存放于100℃的保温筒内，盖好筒盖，随用随取。
焊接时采用多层多道、退步、短弧、小电流、窄道焊的焊接方法，焊缝应填满弧坑，应及时清除焊渣，及时发现与铲除焊缝层间缺陷。焊接接头应错开30～50mm。
除打底层和盖面层（多焊一层或盖面层高于母材3mm以上，并最终将其磨除）外，中间各层在焊后立即进行有序、适度的气动热锤击，促使焊缝金属产生塑性变形，以抵消焊缝的一部份收缩量，从而起到减小焊接应力作用，最终达到消除焊接内应力的目的。
2.6 锤击工艺和要求
锤击过程中使用压缩空气作为动力源，压力6bar。制作专用的锤体进行锤击。锤头形状如图5所示，不能有尖锐的尖角存在。
锤击须在焊后立刻进行，即在焊道红热状态下操作，以产生足够的塑性变形。锤击时间持续按每平方厘米10秒钟。
为减小补焊处的应力集中，将斜立筋与下环板的下部角焊缝处的补焊位置修磨成圆弧R型。如图4所示。
2.7 焊缝的后热处理
当斜立筋与下环板角焊缝处补焊的焊缝达到要求的厚度或焊接完成后，立即进行后热处理，后热处理温度为150℃，保温时间视坡口深度（或补焊量）确定为1h～3h。
经过精心准备，严格按工艺要求施工，圆满完成了#2机组定子机座裂纹处理，并对今后类似事件提供宝贵经验。