点击图片查看大图一、前言
某抽水蓄能电站安装两台立轴、混流、可逆式水泵水轮机。电站总装机容量100MW，单机容量50MW，年设计发电量1.82亿kWh。水泵水轮机一发电电动机组作为机组核心部件的转轮，在2009年B级检修过程中，发现1号机转轮存在空蚀现象，后经延伸检查，发现转轮叶片与下环角焊缝存在不同程度的断续裂纹，且两台机情况类似。转轮材质为ASTMA743CA-6NM，出口直径2482mm(水轮机），3320mm(泵），高度1308mm，最大外径3360mm，总重13.3t。
二、转轮裂纹检测
为进一步探明裂纹内部情况，分析裂纹形成原因，多次请有关单位对转轮裂纹进行跟踪检测。2012年裂纹检测情况：两台机转轮叶片与下环角焊缝上均存在不同程度的裂纹。其中裂纹在角焊缝上的分布区域最短为413mm，位于1号转轮6号叶片；最长为723mm，位于1号转轮3号叶片和2号转轮3、7号叶片，特别是2号转轮6号叶片根部下环体内存在连续的8个铸造孔洞，且在其表面呈现出与之对应的8个梯格状裂纹。
三、转轮裂纹原因分析
1.设计原因
《模型验收试验报告》指出：电站在装置净吸人高度下，水泵工况是处于有空泡状态下运行的，对防止空化破坏是不利因素，要求制造厂从材质和转轮制造工艺中加以弥补。肯富来水泵厂提出采取的补救措施为：在转轮出水边（水泵工况）增加了3mm后的堆焊层（Cavitec)，堆焊层范围：从距出水边（水轮机工况）100mm开始沿角焊缝方向向里延伸600mm，向下环体上延伸60mm，向叶片方向延伸540mm的三角区域。
2.制造原因
在转轮增加堆焊层时，焊材和母材熔合面以及转轮叶片与下环角焊缝内存在诸多焊接缺陷，削弱了角焊缝的承载能力。
3.运行原因
因机组在水泵工况下，大流量运行时处于有空泡状态下，即转轮水泵工况的进口边正压面承受高频动载荷的频繁作用，导致材料产生疲劳，从而出现空蚀；堆焊层与母材在焊接过程中熔合不好，在高频动载荷作用下产生疲劳。
