Page 58 - 理化检验-物理分册2021年第一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202101010

巨型水轮发电机剪断销研发与质量控制

石国发,邵海波,王学鹏,李春川

( 东方电气集团东方电机有限公司,德阳 618000 )
摘 要: 为获得设计需要的巨型水轮发电机剪断销的剪切力, 得到剪切力波动受控的批量剪断
销, 通过拉伸试验、 冲击试验、 硬度试验和剪断销剪切试验等讨论了全尺寸剪断销剪切试验的可行
性, 分析了剪切试验时正常剪断和非正常剪断的剪断销材料性能差异, 探究了剪断销的剪切力质量
稳定性控制方法。结果表明: 控制剪断销料坯的布氏硬度波动, 可实现间接控制剪断销剪切强度的

波动; 通过试验总结的六步法可达到控制批量剪断销质量和剪切力波动的目的。
关键词: 巨型水轮发电机;剪断销;剪切试验;剪切力;硬度

中图分类号: TK73 ; TG115.5 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 01-0040-06

ResearchandQ ualit yControlofShearPinofGiantH y dro- g enerator

SHIGuofa , SHAOHaibo , WANGXue p en g LIChunchuan
,

( Don g fan gElectricMachiner yCo. , Ltd. , De y an g618000 , China )

Abstract : Inordertoobtaintheshearforceofshearp inofg ianth y dro- g eneratorre q uiredb ydesi g nand

obtainbatchshear p inwithcontrolledshearforcefluctuation.Thefeasibilit yoffull-scaleshearp insheartestwas

discussed , thematerial p erformancedifferencebetweennormalshearp inandabnormalshearp ininsheartestwas

anal y zed , andthecontrolmethodofshearforceq ualit ystabilit yofshearp inwasex p loredb ytensiletest , im p act

test , hardnesstestandsheartestofshear p in.Theresultsshowthatthefluctuationofshearstren g thofshearp in

couldbeindirectl ycontrolledb ycontrollin gtheBrinellhardnessfluctuationofshearp inblank.Theq ualit yand

shearforcefluctuationofbatchshear p incouldbecontrolledb y thesixste pmethodsummarizedb yex p eriment.

Ke y words : ianth y dro- g enerator ; shear p in ; sheartest ; shearforce ; hardness
g
随着中国水电事业的不断发展, 大型水电站已 的 1.5 倍时, 受卡导叶处剪断销被剪断, 被卡住的导
成为水电发展的趋势 [ 1 ] 。随着水轮机组容量的不断 叶不再做关闭动作, 而其他导叶继续向关闭方向运
提升, 机组的安全和稳定运行显得越来越重要。剪 动, 以起到避免事故扩大的作用 [ 2-4 ] 。
断销是水机导水机构的受力保护装置, 其作用是当 剪断销在电站运行中频繁剪断的事故时有发
导叶间有异物卡住时保护导水机构及水轮机。剪断 生 [ 5-7 ] , 剪断销剪断是水电厂较为严重的故障之一。
销保护装置通常由剪断销及其信号器组成, 其中剪 当剪断销被剪断后, 一般需对压力钢管及尾水管排
断销是用来连接导叶传动机构中的连杆和 导叶臂 水后, 进入蜗壳检查导叶是否有异物卡住, 会花费大
的, 信号器则是用来监视剪断销是否剪断。正常情 量的时间和人力, 直接影响机组正常运行, 造成严重
况下导叶在工作过程中, 剪断销有足够强度带动导 的经济损失。剪断销剪断的次数越多, 损害程度越
叶转动。但当导叶间有异物卡住时, 导叶轴和导叶 大; 剪断情况越频繁发生, 对机组安全、 稳定运行的
臂不能动, 而连杆在调速器及调速环带动下转动, 因 威胁也越大。
此对剪断销产生剪切力。当作用力增大到正常应力 在剪断销设计和安装优良的情况下, 剪断销能
否起到保护作用取决于剪断销是否能在规定的剪切
力下剪断。当剪断销本身质量有缺陷或者设计强度
收稿日期: 2020-09-07
不足时, 也可能会由于疲劳损伤等原因而剪断 [ 8 ]
作者简介: 石国发( 1986- ), 男, 工程师, 主要从事金属材料的力 。
因此, 进行巨型水轮机组剪断销剪切试验以及控制
学性能和磁性能试验工作, 2241564987@ qq .com
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