【摘要】介绍了某水电站大型进水球阀的特点，指出了进水球阀出现的阀体铸造质量缺陷的问题，对铸造缺陷处理方案进行了讨论。通过比较分析，对大型球阀阀体铸造质量缺陷的处理给出了指导性意见。
1.工程概况
某水电站位于四川省黑水县-茂县黑水段，属于黑水河流域水电规划“二库五级”开发方案中的第三级梯级电站。引水系统由有压引水隧洞、阻抗式调压室、地下埋藏式压力钢管、两个卜型叉管和三条支管组成。电站**水头260.7m，*小水头168.3m，加权平均水头233.8m，额定水头220m，总装机容量3×120MW。
每台水轮发电机组前装设一台公称通径为2700mm金属硬密封进水球阀。球阀采用卧轴布置型式，公称直径为2700mm，为国内**的进水球阀，主要由阀体、活门、接力器、上游连接管、下游连接管、进人门、旁通阀、空气阀、排水阀以及其它球阀附件组成。球阀阀体分两瓣，出厂前在工厂内进行预组装和水压试验，然后分解运输至工地，工地现场进行正式组装和二次水压试验。进水球阀主要技术参数见表1。
表1 进水球阀主要技术参数

2.铸造质量缺陷分析
进水球阀采购合同规定，球阀出厂前须在厂内进行预装并进行强度试验、渗漏试验和动作试验。厂内进行耐压试验时，承受水压部分的试验压力不低于5.1MPa，承受油压部分的试验压力不低于9.45MPa，试验持续时间为10min，受压部件不得产生有害的**变形及渗漏等异常现象。空气阀应在5.1MPa压力下作水压试验，不允许渗漏。旁通阀在5.1MPa压力下进行水压试验，允许点滴渗漏。伸缩节在5.1MPa压力下进行水压试验，不得渗漏。渗漏试验压力为2.7MPa，持续时间30min，轴颈密封、阀壳分半面和进水球阀不允许漏水。
按照合同要求，业主单位、驻厂监造、设计单位和设备安装单位组成的验收组对球阀进行了出厂验收。3号进水球阀强度试验时，左阀体发现壳体渗水现象。经验收组查阅技术资料，发现铸件未按合同要求进行****的UT探伤，壳体强度试验时出现渗水说明铸件存在制造缺陷（如下页图1、图2和图3所示）。通过超声波探伤对缺陷部位检查，按照承压铸件技术要求以及进水阀技术规范的要求对缺陷性质、范围进行量化判断和分析，该缺陷性质属于重大的铸造缺陷，缺陷类型为砂眼、冷隔缺陷。

图1 壳体渗水部位

图2 壳体渗水部位缺陷

图3 缺陷示意图
3.铸造缺陷处理的主要措施
根据我国铸件制造厂多年来对铸件铸造缺陷处理的经验、教训与总结，专家一致认为3号球阀阀体虽然存在砂眼、冷隔缺陷，但是由于缺陷范围较小，而且球阀壳体材料ZG230-450的可焊性好，只要对焊接过程**控制，是可以通过补焊手段进行处理消缺以后，3号进水球阀的性能可以满足合同要求。铸造缺陷处理的具体措施如下：
（1）采用机加工手段首先对缺陷部位进行彻底清理，补焊坡口面圆滑过渡。
（2）对清理部位进行PT、MT探伤确认缺陷完全**。
（3）补焊前对壳体补焊及周围200mm范围进行局部加热，温度控制在1000～1500℃之间。
（4）采用J507焊条，焊接电流选择150A，运用逐步退焊法进行短段多层多道焊接，每层焊接完应对氧化物进行彻底**。
（5）补焊完成后，采用红外线加热板、保温棉对补焊区域进行保温退火。
（6）打磨补焊区域，采用UT、PT、MT对补焊局域进行探伤检查。
（7）缺陷处理完成后，再次进行壳体强度试验，确认缺陷处理效果。
4.缺陷处理结果及建议
前述的球阀阀体铸造缺陷处理方案在技术上和经济上均可行。经过严格的厂内缺陷处理并经过UT、PT、MT对补焊局域进行探伤检查，阀体铸件上的砂眼、冷隔缺陷已经被**。按照合同要求再次进行耐压试验时，承受水压部分的试验压力为5.1MPa，试验持续时间为10min，进水球阀受压部件未发现产生有害的**变形及渗漏等异常现象，说明3号球阀铸造质量缺陷处理取得了成功。
本电站进水球阀阀体铸造质量缺陷是通过厂内验收试验发现，经过认真的分析讨论后，制定了合理可行的缺陷处理方案，*终将缺陷圆满消缺。进水球阀一般用于200m及以上水头的电站，由于其运行水头高，一旦发生事故将对电站产生重大威胁，因此，对球阀的制造质量需要引起高度重视，应进行严格的质量控制，杜绝制造质量缺陷的发生。主要建议有：
（1）进水球阀供应商应当选择有相应资质厂家，并督促其进行严格的质量控制。
（2）设置球阀驻厂监造，对阀门生产过程进行严格监督管理。
（3）阀体铸件的分包商应当选择具有相应资质的厂家，并报送业主审批，业主书面确认后方可进行分包。
（4）阀体铸件必须进行****的UT探伤，对有怀疑的地方应当进行射线探伤进行确认。
（5）严格按照国家规范和合同相关要求进行球阀强度试验、密封试验和动作试验。
5.结束语
在球阀的制造和验收过程中，应当特别注意阀体铸件的质量，结合无损探伤技术与球阀出厂验收试验，检查球阀的制造质量，对保证设备质量是十分重要的。尤其对于大型球阀应当特别注意质量控制，防止球阀先天不足，以免威胁水电站的长期安全稳定运行。
文章链接：http://www.klevalve.com/jsxw/1168.htm


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