环氧砂浆修补技术在青铜峡水电站水轮机金属过流部件修补处理中应用.pdfVIP

2009中国电力论坛论文集 环氧砂浆修补技术在青铜峡水电站水轮机 金属过流部件修补处理中的应用 马力荣张建军 (测试宁电分公司 宁夏青铜峡市751601) 摘要：我国研制环氧树脂始于50年代中期，早期引入青铜峡水电站是用来闸门防腐及砼坝破损修补， 70年代在黄委会的倡仪、合作下，创立了以环氧材料添加填料(金刚砂、氧化铝粉、瓷粉、尼龙丝、 水泥、铸石粉等)合成为主要成份的环氧砂浆，这种砂浆具有良好的物理和化学性能。主要应用在 水轮机过流部件叶片迎水面的涂敷，可提高水轮机叶片抗磨蚀作用，减少了补焊作业量，降低了材 料消耗，节约了人力。由于其施工简便，经济实用，所以延用至今，测试宁电分公司通过多年来在 材料和配比上不断的试验和改进，完善环氧材料配方的施工工艺，增强了补强效果，值得进一步推 广。 关键词：环氧砂浆；水轮机过流部件；修补；施工工艺；效果 现状及存在的问题 青铜峡水利枢纽位于宁夏回族自治区黄河干流上中游多沙河段，是一座以灌溉、发电为主， 兼顾防洪、防凌等综合利用的大型水利枢纽。电站总装机容量为30．2万KW，正常高蓄水位 坝、河床为八个带泄水管的河床闸墩式电站与溢流坝相间布置组成。工程于1958年初动工，1960 年2月截流，1967年12月第一台机组发电，1978年8台机组全部安装完毕并投入运行，并网 发电。 电站水轮机型式为轴流转浆式，l--7#机单机出力3．6万千瓦，设计水头18m，额定转速 过机泥沙量约3．1亿吨。每年机组检修，对水轮机金属过流部件叶片、导水叶、支持盖、座环、 轮毂、泄水锥等进行检查，破坏程度十分严重，叶片边缘汽蚀，磨损、冲刷，基本呈锯蜂窝齿 状，严重影响水轮机正常出力。 由于水轮机金属过流部件在含有大量泥沙的高速水流冲刷下，磨损、气蚀现象十分严重， 据资料显示早期水轮机金属过流部件，最主要为水轮机叶片和导叶表面损坏非常严重，据统计： 212 2009中国电力论坛论文集 机组A修叶片和导叶表面气蚀、磨损量平均达95％以上，损坏程度最深达80衄，机组B修叶 片和导叶表面气蚀、磨损量平均达90％以上，损坏程度最深达30衄以上，机组检修期间，花费 大量的人力、耗费大量的不锈钢焊条等材料，夜以继日地投入到此项工作中，平均单台机组A 修补焊叶片需10多人，两班倒堆焊15天左右，使用不锈钢焊条300kg左右，自环氧砂浆技术 引用到水轮机金属过流部件抗磨补强中，据调查，机组A修叶片和导叶表面气蚀、磨损量平均 达50％左右，损坏程度最深为20ram，机组B修叶片和导叶表面气蚀、磨损量平均达20--30％， 损坏程度最深不足10mm，平均单台机组A修，修复叶片只需5人，3--5天即可完工，大大提 高了水轮机叶片、导叶的使用寿命，延长了检查、检修周期，减轻了焊工工作量。同时，由于 其施工简便，检修成本较低，(与使用不锈钢焊条修补相比，)所以延用至今，目前，已应用到 支持盖、座环、轮毂、泄水锥等机组水下金属过流部件的抗磨蚀处理，值得推广。 二工工艺介绍 1环氧材料的主要组成及性能简介 环氧砂浆配置主要材料由环氧树脂、固化剂、增韧剂、稀释剂和填料组成，根据具体情况 还可加入液体丁晴、硅油、二硫化钼、铸石粉等。 1．1 环氧树脂：是含有环氧基因的高分子聚合物，本身是热塑性的线型结构，不能直接使用， 必须加入固化剂，在一定温度条件下进行交联固化反应，产生体型网状结构的固化物后才能应 用。其品种繁多，青铜峡电站通常使用6101型环氧树脂，在干燥常温下放置2—3年不变质。 1．2 固化剂：是应用环氧树脂必不可少的辅助材料，用量必须严格控制，用量过多过少都会影 响固化物交联密度，使物理、机械性能受到损失。用量过多游离胺基残存在树脂中，致使固化 物的耐水性降低；用量太少则反应不完全，也会影响强度。种类繁多，青铜峡电站水轮机金属 过流部件环氧砂浆配制通常使用T-3l固化剂。 1．3增韧剂：可以改变环氧树脂固化后脆性大的弱点，提高抗冲强度，增加韧性，同时降低固 化反应时放热温度，延长使用时间。增韧剂分活性和非活性增韧剂两种：非活性增韧剂和活性 增韧剂。非活性增韧剂不与环氧树脂起化学反应，只起润滑作用，仅仅是物理变化的添加物， 将随时间延续而游离出来，挥发掉，失去增韧剂的作用，常用的有邻苯二甲酸脂类，磷酸脂类。 活性增韧剂带有活性基团，直接参与固化反应，并与之结合，不因时间