中国水利水电第七工程局有限公司机电安装分局 四川彭山 620800
摘要：通过介绍枕头坝一级水电站无定位筋结构的定子装配工艺和施工过程中遇到的问题，熟悉无定位筋的定子装配工艺，以及避免在同类结构中发生类似问题。
关键词：定子装配、导向键、铁芯叠装
1概述
枕头坝一级水电站定子在现场经过定子机座组装与焊接、导向键安装、定子铁芯叠装、鸽尾拉块焊接、磁化试验、斜撑板安装与焊接等程序装配成整体，组装成整体后的重量为265t，铁芯高度为1794mm，铁芯内径为φ13500mm。
定子机座为焊接结构正二十四边形，对边尺寸15800 mm，高1940 mm。定子机座分6瓣运至工地，现场焊接。
定子铁芯采用50W250、低损耗，无时效、优质冷轧高磁导率硅钢片整体冲制成，铁芯段两端的端板和通风槽板采用铁损小，点焊性能优良的0.7 mm厚DWK2硅钢片。冲片严格去毛刺后，两面涂F级绝缘漆，由于绝缘漆固有的特性，发电机长期运行后漆膜的固化和挥发物的挥发会产生一定的收缩, 为防止铁芯长期运行后的松动，在铁芯拉紧螺杆的上端设一组高强度碟形弹簧，使漆膜收缩后铁芯仍保持一定的安全面压。采用新型绝缘漆和碟簧压紧结构，可保证发电机长久运行铁芯不产生松动。
2 定子机座焊接工艺
枕头坝一级水电站定子机座有5层环板，其中上环板板厚度为50mm，下环板板厚度为90mm，其它三层环板厚度为20mm，其在环板正式焊接顺序为：
（1）先焊接上、下环板：上、下环板要求在不同位置进行焊接，即下环板焊仰焊时，上环板焊平焊；下环板焊平焊时，上环板焊仰焊。上述平焊和仰焊的工作应交替进行，焊接熔敷量要求大致相同。
（2）上、下环板合缝位置焊接到2/3板厚程度时，开始焊接中环，中环先焊平焊，焊到2/3坡口深度后，反面进行清根封底焊。注意：清根后用砂轮机通过打磨去除表面氧化层及渗碳层，做MT或PT探伤，合格后，方可继续焊接。
（3）焊接上下环板余下1/3厚度。下环板焊缝焊完后，将下底面焊缝磨平，与加工面平齐。
（4）焊接中环板余下厚度。焊缝的径向焊接分段顺序见图1
（5）焊接过程中，焊接过程中重点监测下环板水平及穿心螺杆孔的直径尺寸，及时调整焊接顺序。
与先焊接中间环板、再依次焊接上、下其它环板的工艺相比，该工艺具有焊接变形易控制的特点，尤其是上、下环板水平和径向收缩变形的控制。枕头坝一级水电站4台机组定子焊接后下环板水平不大于2mm，各层环板圆度不大于2mm。
3 导向键安装工艺
一般来说，较多电站的定子铁芯叠装通过鸽尾定位筋定位，但也有在叠片期间采用导向键临时定位，待倒数第二次压紧式穿入自带带鸽尾的永久螺杆，待铁芯最终压紧后通过拉块焊接在机座各层环板上的方式。枕头坝水电站的定子叠装定位采用的是导向键，导向键宽度为25mm，厚度为32mm。其结构键图2。
（1）导向键安装工艺如下：
1）按照正常叠片的顺序预叠片至10-20mm高度，利用定位工具调整其圆度不大于0.40mm，调圆过程中应兼顾定子铁心半径、拉紧螺杆孔、和压指中心，圆度合格后，将冲片临时固定。
2）选择直线度较好的导向键，将其放置在9大等分跨距键槽内，将导向键和定子铁芯靠拢。
3）基准键调整
用框型水平仪检测导向键周向和径向垂直度偏差<0.10mm/m后，并对称点焊上环、中环、下环板角钢两处，并利用测圆架和内径千分尺精调其垂直度和半径满足要求。
4) 按照上述方式调整其他8根导向键，并将其弦距均分，调整合格要求后，将导向键一一点焊固定。
5）小跨距导向键调整和定位筋的调整方式一致。根据定子冲片上的鸽尾槽（定位键槽）一一布置大等分跨距内的导向键，导向键布置的原则叠片导键下部要和冲片靠拢，然后用测圆架和弦距测量工具反复调整导向键使其满足设计要求后，并对称点焊上环、中环、下环板角钢两处，将其调整角钢焊接固定。
6）叠片检查，对螺孔和压指偏差的进行校正。
（2）导向键安装特点：
导向键结构定子是指在铁芯叠片过程中定位方式为导向键，采用的是“片-键-片”的原理。铁芯叠装完成后将带鸽尾螺杆的托块焊接固定，将导向键拔出。该结构与定位筋结构的定子特点相比具有以下优势：
1）该结构导向键安装易于控制，安装周期节约约50%，详细见图3。
2）焊接变形易控制（铁心叠装完成后焊接鸽尾块）。
3）定子铁心圆度可以二次调整，进一步保证铁心叠装质量。
4 铁心叠装
定子铁芯设计高度为1784mm，共50段，49层通风沟，高度为5mm，其中上下两段为现场粘胶阶梯片，段高为 mm，其它为30mm，定子分四次预压，在第三次预压，利用永久螺杆进行预压，最终压紧后焊接鸽尾拉块，在定子磁化试验前，将临时导向键全部拔出，进行磁化试验，完成后焊接定子斜撑板。
定子铁心叠装工艺：
（1）定子铁心叠装与预压与定位筋结构的基本一致，本文就不作介绍。
（2）鸽尾拉块焊接
鸽尾拉块焊接是在定子铁心压紧后进行，定子铁心压紧时要将先螺杆向外胀紧，确保螺杆两侧及背部与铁心无间隙后再整体压紧。
鸽尾拉块安装与焊接顺序为：
1） 在拉块与铁心之间打入楔子板，胀紧拉块。
2）做好防护措施，不得使焊渣溅上铁心。
3）6名焊工按A、B、C、D的顺序在对称位置、同一方向、同一顺序将拉块点焊在机座，环板上，先点焊①，再轮流点焊②、②ˊ，点焊时注意焊缝收缩偏移。
4）拔出导向键，同时拿出导向键与机座之间的调整垫片。
5）按3）的方法分三道满焊拉块，同时监测铁心内径的变化。
6）拔出全部的槽样棒。
7）测量铁心的高度、圆度和不平度，并做记录。
8）拆除各种工具，并用压缩空气彻底清扫铁心。
（3）磁化试验，按照设计及规范要求进行磁化试验，合格后，进行螺杆热紧，并将螺母按照图纸要求锁固。
（4）安装斜撑板、挡风板等附件。
5 装配过程中遇到的问题
（1）定子鸽尾拉块重复调整
工艺要求：鸽尾拉块在在定子铁芯压紧后，将铁芯背部楔子板打紧后，点焊固定，其调整见图4。在最终压紧过程中，当压力达到设计值36MPa时，检查碟簧压缩后高度比设计值偏差+1~+1.5mm，即压紧力度不够，若继续加大压力，则压紧装置中下端螺杆丝扣强度将不满足要求，会出现脱扣的情况，因此需要人工进行第二次压紧至设计值。人工压紧过程中螺杆随螺母一起顺时针转动，最终造成鸽尾拉块和铁芯背部的间隙不一致，且相差较大，上述情况造成鸽尾拉块重复调整。
原因分析：根据图2可知，鸽尾拉块与铁芯背部间隙为4mm，并且此处为单个楔子而非成对楔子，楔子与拉块接触为线接触。在第二次压紧过程中，尽管拉块与铁芯背部之间的楔子板已打紧，但随着螺杆转动的过程中，与螺杆旋转方向一致的楔子板随着预紧力增大出现上移的情况，也即两侧间隙不一致而造成该处间隙重复进行调整。
采取的措施：在最终压紧之前，将螺杆向后与铁芯靠拢后，调正鸽尾鸽尾拉块，预压至36MPa，检查铁芯三环圆度符合要求后，按照厂家工艺要求，一一点焊鸽尾拉块，每一个面至少焊接1点，长度不小于10mm.，避免了上述情况的发生，同时若压紧后发现圆度不合格，也可以快速有效的进行调整。
（2）定子铁芯终压后圆度重复调整
在4#机组定子铁芯最终压紧后，检查定子铁芯圆度，发现定子存在圆度超标，松开螺栓后，检查该处位置铁芯圆度则是满足设计要求，重新压紧后检查该测点对应的中环位置圆度超差，再次松开处理后发现附近测点出现超差现象，造成圆度重新调整，其它位置也两个点出现类似情况。
原因分析：经分析主要原因有两个：
1）在导向键安装过程中，检查定子冲片和螺孔对应情况这个关键工序中，未能全部检查，造成永久螺杆安装后螺纹部分和定子下环板的上螺孔接触，在第二次压紧过程中由于螺杆旋转等外部因素影响，造成其和最初位置不一致，也即螺杆受力，进而出现圆度偏移的情况。
2）此类导向键结构采取的“片-键-片-键”调整方式，且导向键相对单薄，压紧过程中因螺杆不为垂直受力，也会造成冲片便移。
6 结语
通过介绍枕头坝一级水电站无定位筋结构的定子装配工艺和施工过程中遇到的问题，熟悉此结构下导向键调整、鸽尾块的焊接等先后顺序及工艺，为此类结构的定子快速装配提供借鉴经验，还避免了在同类结构中发生类似问题。
作者简介：石磊，（1968—），男 ，四川省党委干部管理学院，助理工程师，从事机电安装管理专业。
论文作者:石磊,李传法
论文发表刊物:《基层建设》2016年31期
论文发表时间:2017/1/17
标签：定子论文; 导向论文; 螺杆论文; 铁心论文; 铁芯论文; 点焊论文; 压紧论文; 《基层建设》2016年31期论文;