NK-1型大轴中心孔打磨及检测一体化便携电动装置研制

　　1　前言

　　1.1　中心孔探伤的目的

　　由钢锭锻制的汽轮机、发电机转子轴(后简称大轴),冶金缺陷多集中沿着大轴中心线分布,故采用轴向全长镗中心孔来消除缺陷,但是由于锻件中心部位的白点、偏析、夹杂和气孔等冶金缺陷有一定的分散度,所以,镗孔难以彻底清除缺陷,往往在中心孔表面或近表面仍有缺陷残留。汽轮机、发电机转子系高速转动部件,高速转动产生巨大的离心力,将使大轴中心孔表面承受的切向应力几乎接近材料的屈服强度, 加上热应力作用,大轴经长期运行后,有可能在缺陷部位萌生裂纹并扩展,若不及时发现处理,将会造成因裂纹严重导致大轴报废的重大经济损失,甚至发生大轴飞裂毁机的特大事故,国内外曾发生过多起因大轴中心孔缺陷而引起的毁机事故。所以,规程规定在机组制造、安装及检修中必须进行大轴中心孔探伤, 其目的是检查大轴中心孔表面和内部的缺陷及其发展情况,以便及时处理,防止事故的发生。

　　1.2　中心孔探伤过程及对设备的要求

　　在役机组大轴中心孔探伤工艺,一般包括拔中心孔堵头、表面打磨、表面检测、超声波检测和表面缺陷消除等多道工序。

　　中心孔两端堵头必须拔出才能进行探伤。经长时间运行的汽轮机、发电机大轴中心孔表面,会产生氧化腐蚀和疲劳,中心孔检测前,要对表面进行打磨。打磨质量的好坏,会影响内窥镜对表面的检查及判断,同时腐蚀坑和划痕处应力集中可能诱发疲劳裂纹的产生,所以中心孔打磨质量的好坏,既影响检测结果的准确性,又事关大轴运行的寿命和安全,因此,汽轮机大轴锻件技术标准规定,中心孔的粗糙度不允许大于1.6μm,要求达到0.8μm以下(相当于光洁度7)。

　　在役机组大轴中心孔检测,包括大轴内部缺陷超声波探伤和表面缺陷特别是裂纹的检测。首次探伤时,两项都要做,目的是检查产品质量,为大轴全过程监督积累数据。尔后的定期探伤,一般只要作表面检测,以监测中心孔表面在运行中是否产生了表面裂纹,如有必要,才进行超声波探伤,主要复查首次探伤发现缺陷的部位,监视缺陷有无发展。当检测发现中心孔表面出现裂纹、腐蚀或其他严重缺陷时,还希望能够在现场进行打磨处理,以免送制造厂镗孔消缺的经济损失,所以中心孔打磨是在役机组中心孔探伤中十分关键的一道工序。

　　大轴中心孔探伤是一项经常性的工作,工序多探伤工艺复杂,而且要到现场进行,所以,要确保探伤工作质量,设备必须便于携带,使用操作方便,检测方法特别是表面检测要先进可靠,还要具有抛光打磨的综合功能,能实现快速拔出堵头则更佳。