巴西杰瑞水电站双层外操作油管制造质量控制

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2017年3月

水电姑机电技采

Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station

V〇1.40 No.3Mar.2017

巴西杰瑞水电站双层外操作油管制造质量控制

秦振伟

(东方电气集团东方电机有限公司，四川德阳618000)

摘要:杰瑞水电站是世界上目前在建的单机容量最大及装机台数最多的贯流式水轮发电机组。本文主要介绍杰瑞 电站水轮机双层外操作油管的结构形式和特点及制造难点，重点介绍了其制造过程的质量控制要点，对封闭腔清洁 度控制、封闭腔内防护等关键问题进行了较为详细的叙述。

关键词:贯流式水轮机；双层外操作油管；封闭腔；质量控制

中图分类号:TV735

文献标识码:B

文章编号：1672-5387(2017)03-0072-03

D01：10.13599/j.cnki.ll-5130.2017.03.023

0引言

杰瑞水电站位于巴西北部朗多尼亚州的马德拉 河上，马德拉河是亚马逊河的主要支流之一。杰瑞水 电站将总共安装50台灯泡贯流式水轮发电机组，单 台机容量为75 MW，是目前世界上单机容量及总装 机容量最大的贯流式机组。其中左岸22台机组为东 方电机制造，本文介绍的是东方电机机组中制造难 度非常大的双层外操作油管的制造质量控制。

杰瑞水电站双层外操作油管一端连接在主轴支 撑板上，另一端连接受油器转轴，不仅是转轮桨叶操 作压力油油路的一部分，同时还承担着受油器转轴 支撑的作用。双层外操作油管采用双层管结构，由法 兰A、法兰B、外层油管和内层油管组成，如图1所

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的封闭腔，是转轮桨叶操作压力油油路，法兰A和 法兰B上各开有16个018过油孔，封闭腔通过过 油孔与上下油路连接。由于封闭腔是压力油油路，对 清洁度要求非常高，而操作油管制造并未采用不锈 钢材料，因此制造过程中会出现内腔锈蚀、内腔无法 有效清理等问题，本文详细介绍了如何通过质量控 制手段来确保双层外操作油管质量合格。

1质量控制技术准备

考虑到焊接前清理内腔的问题，双层外操作油 管的制造工序安排如下：单件下料、加工—法兰A 与外层油管焊接—法兰B与内层油管焊接—打磨 焊缝并探伤—中间过程加工—喷砂清理表面—表面 防护—焊前封闭腔清理检查—过油孔使用螺塞封 堵—组焊成整体—焊后内窥镜检查封闭腔—打磨焊 缝并探伤^压力试验—封堵封闭腔并精加工—表面 防护及包装。使用这样的工艺流程，可以在双层外操 作油管封闭腔焊接成整体前，对封闭腔进行全面清 理及防护，保证封闭腔的清洁。

除了工艺上的考虑外，还需要在质量检验上进 行控制。针对部件特点编制检查试验计划，在各个有 质量风险的环节设置检验点，并编制有针对性的检 验表格。

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2原材料质量控制

双层外操作油管重约11,内层油管和外层油管 均采用20(L)的冷拔钢管制成，法兰A和法兰B为 Q235B钢板加工制成。在外层油管与内层油管之间

在下料之前，必须严格检查所需钢管、钢板、焊

收稿日期:2016-09-02

作者简介:秦振伟(1982-)，男，工程师，从事水轮机质检技术工作。

第3期秦振伟:巴西杰瑞水电站双层外操作油管制造质量控制73

材的质证书，确保所用材料与设计图纸相符。并应检 查钢管、钢板外观，表面不能有裂纹、大面积镑坑、起 皮等缺陷，材料尺寸应符合材料标准中的验收准则。

3封闭腔焊接前质量控制

材料下料之后，将进行单件加工，主要是加工法 兰内外圆，并加工焊接装配用的止口以及焊接坡口， 这些过程质量风险较小，可以按照操作者自检的方 式进行质量控制。外层油管与法兰A(下文简称外A 管)焊接时，需要严格按照WPS及焊接工艺规程进 行操作。由于封闭腔内有表面防护要求，焊后不能进 行热处理消除焊接应力，只能在焊接时采取锤击消 应的方法，因此需要对这一焊接过程进行监督控制， 组织巡查人员不定时检查，发现违规操作时需立即 暂停焊接。内层油管与法兰B(下文简称内B管)的 焊接也需要按此规则进行质量控制。

外A管焊后要对焊缝进行打磨，使焊缝部位和 油管、法兰表面光滑过渡，避免后续使用时形成局部 应力集中。焊后需对外A管和内B管的焊缝进行超 声波探伤与磁粉探伤，由于焊缝无法清根焊透，超声 波探伤的考核深度应加以考虑。

表面喷砂处理后需由专业检查员对喷砂质量进 行检查，喷砂表面粗糖度要符合表面防护技术规范 的要求，杰瑞项目双层外操作油管在制造中采用的 是SSPC标准中SSPC-SP10(Sa2.5)级要求，表面喷 砂的质量关系到后续表面防护处理的质量。喷砂后 X寸外A管和内B管进行酸洗磷化处理，酸洗磷化处 理会在工件表面形成一层磷化层，对防止锈蚀有一 定作用，由于外A管和内B管的管内表面无法进行 有效的喷漆作业，因此这两个表面的磷化层将作为 最终的防护层，双层外操作油管的其他非加工表面 会进行喷漆处理，以使防护效果达到最佳。在酸洗磷 化的过程中，由于外A管和内B管的焊缝都没有清 根焊透，在酸洗磷化后会有酸液积留于焊缝根部，需 要在酸洗磷化后加温到100 ^并干燥一段时间，使 酸液挥发掉，以免酸液流出破坏磷化层。酸洗磷化后

图2酸洗磷化后的外A管

的外A管见图2。

除管内表面及需要加工的表面外，其余表面按 防护技术规范要求涂漆，并检查漆膜厚度应符合要 求，无论是经磷化还是涂漆施工后，油管表面外观应 均勻一致，不允许有针孔、流挂、桔皮、起皱、剥落、擦 伤、磕碰、裂纹、波纹、加热印记等缺陷。内B管涂漆 后照片见图3。

图3涂漆后的内B管

油管涂漆之后，即可进行封闭腔组装。将外A 管与内B管放置在平台上，清理过油孔内杂质，然 后用螺塞封堵过油孔。将内B管法兰朝下放置于平 台上，全面清理外表油漆面上的杂质、漆瘤，磨掉焊 接坡口附近的油漆。将外A管用起重机吊起，法兰 朝上，吊于适合的高度，全面清理管内表面杂质，并 用强光源进行目视检查，清理干净后，将外A管吊 到内B管上方，控制外A管缓慢下降，套到内B管 的止口上，期间要注意防止磕碰。组装完毕后，取下 一个过油孔螺塞，使用内窥镜检查封闭腔，确认封闭 腔内无异物杂质后，回装螺塞。如内窥镜检查发现异 物，需将外A管吊出，再次进行清理，清理后按上述 步骤重新进行组装，并做内窥镜检查。图4是内窥镜 检查发现藏碰后掉落漆皮的照片，这种情况下需对 磕碰处进行补漆后再组装。上述检查过程是控制封 闭腔清洁度的关键环节，需要检查人员全程跟踪监 督，并做书面确认后方可转序进行焊接。

图4内窥镜检查封闭腔

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水电姑机电故术第40卷

4封闭腔焊接过程质量控制

封闭腔焊接与外A管、内B管单件焊接的质量 控制要点基本相同，在此不再赘述。需要注意的有两 点，一是在组装之前将焊缝附件的油漆磨掉，避免焊 接时漆膜受热脱落掉于封闭腔内。另一点是，有一条 焊缝位于内管的管内壁上，焊接时需制作一个防护 装置(如木塞加隔热垫)堵在内管中，防止焊接飞溅 至内管管壁深处无法清理。

5封闭腔压力试验过程质量控制

封闭腔在焊缝打磨探伤并内窥镜复查清洁度 后，将进行油压试验。油压试验过程也伴随着封闭腔 污染的风险，因此需要设置检验点并加强质量控制。 由于制造厂内的油压试验用油一般都是反复使用 的，油质并不是很清洁,因此需在油泵出油口位置增 加滤纸，以使进入油管封闭腔的压力油保持清洁。此 外还应检查打压用油管路是否清洁无杂质，油压接 头是否清理干净。在油压试验过程中，除了连接油压 接头外的其余过油孔螺塞均应拧紧，并且不得打开。 油压试验后，检查双层外操作油管是否有渗漏，排出 试验用油,用内窥镜检查封闭腔清洁度。如封闭腔清 洁度合格，则装上过油孔螺塞，并做标识牌“工地安 装前不可打开螺塞”用以警示。

6机械加工质量控制

双层外操作油管的内管及外管上都焊接有工艺 瓦架，作为加工时的支撑及加工装焊止口的定位基 准。由于双层外操作油管是转动轴系的一部分，因此 X 才法兰与油管的装焊止口同轴度、法兰定位止口与 法兰面垂直度、两个法兰定位止口的同轴度有很高 的要求。在机械加工阶段应设置检验点，对双层外操 作油管的形位公差进行重点检查，并按图纸要求检 查加工尺寸、粗糖度等质量要素，形位公差打表检查 见图5。在机械加工过程中，不允许打开过油孔螺 塞，应在开始加工前对机床操作者进行培训，防止误 操作后异物进人封闭腔。

7防护及包装质量控制

双层外操作油管在封闭腔焊接完成后，需要打

图5检查形位公差

磨焊缝进行探伤，焊缝附近的油漆涂层会被打磨掉， 此外在转运、油压试验、机械加工过程中，都可能造 成表面漆膜损伤。为了防止序间生锈，会在焊缝探伤 后、油压试验后这两个节点对油漆进行补涂。在外操 作油管加工完成后，将对油管整体进行一次清理、清 洗，并在油漆面覆涂一■层面漆，精加工表面覆涂一层 RUVT-2C长效防锈蜡，内管内壁涂FBT-4T薄层防 锈油。防护完成后，应设置检验点，按照防护技术规 范对防护质量进行检验。防护检验合格后，双层外操 作油管用铝塑膜密封包装，包装内置防腐剂及防镑 剂，并可靠固定在带有支撑的包装木箱中，在检验包 装质量合格后封箱。由于杰瑞电站地处遥远的巴西， 需要进行长途海运，防护及包装质量合格才能保证 长途海运中工件不被腐蚀。

8结束语

杰瑞电站的22根双层外操作油管生产制造已 全部完成，经过上述严格的质量控制，每一根双层外 操作油管都达到了合格标准，且没有产生报废及返 修的情况。从整个过程来看，保证封闭腔清洁度的关 键点是封闭腔焊接之前的质量控制，在焊接之前就 要对封闭腔做好表面防护，并且保证清洁度合格后 再进行焊接，焊接后要随时保持封闭状态，避免污 染。由于现在很多发电设备部件都有封闭腔、半封闭 腔结构，并且制造过程中经常因为封闭腔有异物而 造成返修、报废,因此双层外操作油管的制造质量控 制对带有封闭腔结构的部件制造具有一定的借鉴意 义。