Меню раздела

Система планово-предупредительного ремонта
Номенклатура и объем работ
Технические данные гидрогенераторов
Статоры гидрогенераторов
Роторы гидрогенераторов
Система возбуждения гидрогенераторов
Опорные конструкции гидрогенераторов
Системы смазки и охлаждения подпятников
Разборка и сборка гидрогенераторов
Переклиновка обмотки статора
Ремонт деталей крепления сердечника статора
Ремонт активной стали
Ремонт повреждений изоляции стержней обмотки статора
Пайка соединений обмотки
Изолировка соединений обмотки
Сборка обмотки статора
Ремонт ротора с частичной и полной разборкой
Ремонт ротора с полной заменой изоляции катушек полюсов
Горячая расклиновка обода ротора
Ремонт токоподвода, контактных колец и щеточного аппарата
Ремонт машинного возбудителя гидрогенератора
Ремонт элементов системы тиристорного возбуждения
Ремонт системы охлаждения
Испытания тиристорного возбудителя
Ремонт вспомогательного генератора
Разборка и сборка подпятников и подшипников
Ремонт подпятников
Ремонт опорных болтов и тарельчатых опор
Ремонт направляющего подшипника опорных болтов
Модернизация гидрогенераторов
Модернизация систем вентиляции
Модернизация элементов конструкции гидрогенераторов
Модернизация подпятников
Повреждения в обмотке и сердечнике статора
Мповреждения в обмотке ротора
Повреждения в системе охлаждения и вентиляции
Эксплуатационные испытания и измерения
Сушка обмотки статора гидрогенераторов
Испытания гидрогенераторов на нагревание
Специальные испытания и измерения
Испытания обмоток при ремонтах гидрогенераторов
Инструмент, приспособления и оснастка

 

 

 

 

Пайка соединений обмотки


В практике ремонта соединения токоведущих элементов обмотки статора выполняются газопламенной или электроконтактной пайкой. Более широко применяется газопламенная пайка как обладающая большей технологической гибкостью и наличием на электростанциях соответствующего оборудования. Электроконтактная пайка в свою очередь в большей степени применима при выполнении значительных по объему и типовых по технологии работ, например перепайка соединений обмотки статора. Независимо от применяемого метода время пайки ограничивается 2—5 мин. Это ограничение вызвано примыканием
в зоне пайки электрической изоляции, имеющей рабочую температуру существенно ниже температуры нагреваемого соединения. Для выполнения этого условия при газопламенной пайке обычно применяют газовые горелки средней и большой мощности, работающие на ацетилене с расходом 280—700 л/ч (типов «Москва», ГС-3, «Звезда», ГЗУ-2-624). Применимы и газы — заменители ацетилена с кислородом, имеющие меньшую температуру пламени, что компенсируется увеличенным расходом горючего газа.
Указанные выше горелки допускают работу не только на ацетилене, но в на газах-заменителях. Необходимая мощность горелки регулируется сменными наконечниками НЗП. Некоторые характеристики горелок и наконечников приведены в табл. 5.9—5.10.
Горелки типа ГМЗ-62, ГЗУ-1-6 используют при пайке как заменители ацетилено-кислородных горелок. Они могут работать также на метане, природном газе и городских газах среднего и низкого давления (табл. 5.11, 5.12).
В комплект газопламенной аппаратуры входят гибкие резинотканевые рукава (шланги) на давление 0,6 МПа (для горючих газов) и 1,5 МПа (для кислорода). При использовании баллонных газов применяются редукторы, характеристики которых приведены в табл. 5.13.
Для электро-контактной пайки применяются электро-клещи различных конструкций, рассчитанные на работу от сварочных трансформаторов на токи 600— 700 А, а также подвесные машины для электро-контактной точечной сварки типа МТПГ-150 или МТПП-75-1 с клещами, имеющими пневматический зажим. Эти машины обеспечивают токи до 8 кА при напряжении 5—20 В.
В качестве припоев наиболее широкое применение находят оловянисто-свинцовые (ПОС) и серебросодержащие (ПСр) припои. Более дешевыми являются припои на основе сплавов меди с 4—9% фосфора (МФ, ПМФ), которые, имея высокую жидко-текучесть и приемлемую температуру плавления, находят все большее применение как заменители серебряных припоев. Кроме указанных медно-фосфористых припоев освоен в ремонте и используется при пайке всех токоведущих элементов обмотки статора припой на основе циркония (ПМФОЦр 6-4-0,03). Выбор типа припоя в каждом случае зависит от предъявляемых к пайке соединения требований по механическим и электрическим параметрам, а также от технологии пайки и конструкции соединения.
Качество паяного соединения в определенной степени зависит от правильного выбора флюса. Основное назначение флюсов — растворять окисные пленки, имеющиеся на поверхности паяемого металла и припоя; предохранять паяемый металл и расплавленный припой от окисления при нагреве в процессе пайки; повышать поверхностное натяжение металла и тем самым улучшать условия смачивания поверхности паяемого металла расплавленным припоем. Для пайки контактных соединений обмоток статоров генераторов применяют не коррозионные или слабо-коррозионные флюсы с рабочей температурой, соответствующей используемому припою.
Для пайки легкоплавкими припоями (ПОС) в качестве простейшего флюса до температур пайки 200—300 °С используется канифоль. Канифоль применяется в твердом состоянии или в виде раствора в бензине, керосине, спирте. Для повышения активности канифольных флюсов в них добавляют гидразин, анилин, триэтаноламин и другие компоненты.
Для более высоких температур пайки (300—350 °С) применяют паяльные канифольные лаки типа ЛТИ.
Для пайки тугоплавкими медными и серебросодержащими припоями в качестве флюса обычно применяют прокаленную буру и ее смесь с борной кислотой. (Для медно-фосфористых припоев применение флюсов не обязательно, так как присутствующий в припое фосфор при температуре пайки обладает флюсующими свойствами.) Для повышения активности флюсов на основе буры в смесь добавляют фтористые и хлористые соли металлов (флюсы марок 200, 2017 209, 284 и др.).
После пайки флюсы частично остаются на поверхности соединения. Остатки канифоли и флюса на основе этиленгликоля, триэтаноламина, а также лаков ЛТИ не вызывают коррозию паяного соединения, и их можно после пайки не удалять. Для удаления этих флюсов применяется промывка (протирка) соединения спиртом или ацетоном.
Флюсы, содержание буру и борную кислоту, образуют на паяном соединении нерастворимую в воде плотную стекловидную пленку, которая удаляется при быстром охлаждении соединения после пайки (например, охлаждение мокрым асбестом) за счет различия коэффициентов линейного расширения флюса и металла.
Дополнительной технологической операцией при подготовке пайки является обезжиривание поверхностей соединения, выполняемое обычно органическими растворителями            (спиртом, ацетоном).
Качество паяных соединений, их прочность, герметичность, электропроводимость зависят в значительной степени от конструкции соединения, способа сборки соединения перед пайкой, зазоров в сопрягаемых поверхностях, способа введения припоя. Наиболее широко применяются соединения встык, с перекрытием, их комбинации, а также хомутом (рис. 5.26).
Для обеспечения качественной пайки закрытых швов (например, соединение с хомутом) предусматривают в соединении специальные технологические отверстия (отверстия в хомутах) для ввода флюса и припоя.
Паяные соединения с перекрытием обладают наибольшей механической прочностью, которая может широко меняться в зависимости от размера перекрытия сопрягаемых элементов. В соединениях встык отсутствуют перекрытия элементов, поэтому прочность конструкции обусловлена только прочностью
паяного соединения. При этом прочность паяного соединения повышается при уменьшении зазора за счет контактного упрочнения металла шва. Например, уменьшение зазора с 0,6 до 0,1 мм при пайке меди припоем ПС увеличивают предел прочности на растяжение паяного соединения в 1,5 раза (с 5 до 7,5 МПа).
Соединения, комбинированные с хомутом, улучшая механические параметры паяного соединения, требуют большего расхода флюса, припоя и лишены возможности визуального контроля.
С учетом свойств припоев рекомендуются следующие размеры зазоров в сопрягаемых элементах:
при пайке медно-фосфористыми припоями — 0,07—0,1 мм, при пайке-серебряными припоями — 0,05—0,37 мм.
При сборке соединения для пайки необходимо обеспечить свободный доступ пламени горелки к местам пайки, удобство введения припоя и флюса, условия для наблюдения за прогревом и заполнением зазоров припоем, минимальный теплоотвод в ходе пайки.
Для уменьшения теплоотвода от нерабочих зон применяется теплоизоляция (обычно размоченным и сухим листовым асбестом). Тепловая зашита изолированных токоведуших элементов предупреждает также термическое повреждение изоляции. Пайку соединений обмотки статора ведут нормальным (восстановительным) пламенем горелки.
На практике соотношение кислорода и горячего газа устанавливают по внешнему виду пламени, хотя это не всегда соответствует максимальной эффективной мощности пламени, которая зависит от соотношения объемов кислорода и горючего газа.
Избыток горючего газа недопустим, так как энергичная диффузия водорода в адедь приводит к «водородной болезни» соединения. Температура ядра пламени значительно превышает температуру плавления припоя- и паяемого металла, поэтому разогрев соединения выполняют более холодной наружной частью факела, выдерживая ядро обычно на расстоянии не ближе 10 мм от поверхности соединения. Практически при пайке с использованием флюсов не удается избежать образования на границе припоя с металлом некоторого количества флюсовых включений, которые из-за своей вязкости не могут быть полностью вытеснены из зазора расплавленным припоем. Продукты флюсования (интерметаллы) обладают повышенной хрупкостью и значительно снижают прочность паяного шва. Для уменьшения количества флюсовых включений в шов необходимо не допускать перегрева соединения и контролировать количество вводимого флюса. Достаточно поддерживать температуру соединения на 20—50°С выше температуры полного расплавления припоя . Пламя горелки следует держать впереди растекающегося припоя, чтобы избежать его окисления и расплавления раньше, чем прогреется основной металл. При соединениях, собранных с хомутами, нагрев начинают с самых массивных частей. Место спая необходимо прогревать возможно быстрее» чтобы избежать выгорания припоя и увеличить эффективное действие флюса. Припой к месту спая подводят после полного расплавления флюса,, когда соединение нагреется до температуры растекания припоя. Припой вводят в верхнюю часть соединения (над паяемым швом), чтобы при расплавлении он втягивался в зазор капиллярными силами и силой тяжести. Для пайки, как правило, применяют проволоку или пруток припоя втрое толще наиболее тонкого элемента соединения. При слишком тонком прутке припоя и быстром его расходе возможны частые перерывы в работе. Введение избыточного количества припоя нежелательно в связи с опасностью проникновения припоя по границам зерен в основной металл соединения и растворения металла в припое. Поэтому расход припоя должен заранее рассчитываться в соответствии с конструкцией и зазорами в соединении. Флюс на контактные части соединения наносят в виде пасты (на холостые поверхности) или в виде порошка (на слабо разогретые поверхности). При применении порошкообразного флюса перенос его к месту пайки выполняют нагретым прутком припоя.
При применении электро-контактного нагрева соединений технология пайки в части температуры нагрева, введения припоя и флюса аналогична технологии газопламенной пайки. При соответствующей мощности источника тока нагрев соединения можно произвести значительно быстрее, чем газовой горелкой, причем в очень сосредоточенном объеме. Поэтому иногда при сборке соединения для ускорения процесса пайки припой в месте контактов закладывают заранее. Таким методом пользуются, например, при применении электроклещей с пневматическим зажимом.
В случаях использования в соединениях хомутов пайка считается законченной при появлении припоя по периметру хомута и образовании равномерной галтели.
При подготовке к пайке концы стержней и элементарных проводников зачищаются, торцы проводников в стыке запиливаются до размера допустимого зазора. Изоляция стержней на выходе проводников и на длине 50—60 мм от начала конуса изолируется асбестовой лентой, закрывается асбополотном (стеклотканью) или сухим асбестом. Собираются соединениями устанавливаются обжимные приспособления. Непосредственно перед пайкой поверх сухого асбеста накладывается увлажненная асбестовая масса, проверяются отсутствие щелей в теплоизоляции стержней и защита от нагрева приспособлений. Проводники в месте пайки промазываются раствором флюса. В процессе пайки соединения обжимаются и расклиниваются. Не рекомендуется воздействовать на припой пламенем горелок. При работе двумя горелками необходимо согласовывать их работу, избегая встречного воздействия и повреждения горелок или прекращения их работы. По окончании пайки соединение охлаждается влажной асбестовой массой. Контроль качества пайки производится визуально или приборами (ультразвуковыми или вихре-токовыми — см. разд. 10).
Соединение встык запаивается двумя горелками № 5 или 6. Перед пайкой столбики проводников разводятся. На первом этапе прогревается все соединение. На стадии растекания флюса по проводникам выполняется интенсивный нагрев зоны стыка. При достижении соединением температуры плавления припоя он вводится в стык и между столбиками. Визуально контролируется заполнение припое стыка и радиусных зазоров элементарных проводников. Для пайки применяются твердые припои.
Соединение с перекрытием применяется при использовании стержней с прямыми концами или при перегибе головок. Величина перекрытия проводников определяется расчетом. Пайка выполняется горелками № 1 или 2. Пары проводников разных столбиков паяют отдельно, защищая их друг от друга листовым асбестом. После пайки первой пары проводников на них накладывается листовой асбест, подгоняются и запаиваются проводники следующей пары. При каждой подгонке новой пары проводников выполняют осадку их выколоткой и закрепляют от возможного расхождения при нагреве металлическими клиньями, устанавливаемыми между свободными и спаиваемыми проводниками в зоне загиба головки. Для пайки применяют тугоплавкие припои.
Соединение хомутами запаивается двумя горелками № 5 и 6 или электрическими клещами. Хомутик может быть разрезным или сплошным. При применении разрезных хомутиков при пайке горелками на первом этапе пропаивается стык соединения, затем загибается отогнутая часть хомутика и пропаивается по разрезу и периметру. При использовании для нагрева электроклещей припой закладывается в стык соединения и между столбиками. Давление воды в системе охлаждения клещей устанавливается не менее 0,2 МПа и контролируется по свободному сливу. Давление воздуха в пневмосистеме устанавливается не менее 0,5 МПа. При включенном пневмозажиме клещей кратковременным включением трансформатора соединение нагревается до температуры 500°С (появление красноватого оттенка хомутика), в технологические отверстия и по периметру хомутика вводится флюс. При достижении температуры расплавления припоя в технологические отверстия и по периметру хомутика вводится дополнительное количество припоя. Заполнение хомутика припоем контролируется визуально. Качество пайки контролируется прибором.
При пайке токоведущего соединения головок стержней с непосредственным водяным охлаждением соединения нагреваются угольными электродами. Перед сборкой соединения приливы наконечников, хомуты, клинья зачищаются и облуживаются припоем ПОС-40. При сборке соединения технологические отверстия в хомуте для введения флюса и припоя должны располагаться сверху. При обжатом хомуте медные клинья не добиваются на 4 — 5 мм. Штуцера наконечников должны закрываться технологическими пробками Нагрев соединения производится кратковременным включением (на 2—3 мин) трансформатора (притоке 400—600 А) при установленной на наконечник контактной пластине и прижатом к хомуту электроде. При достижении соединением температуры 180—250°С трансформатор выключается, угольный электрод отводится от хомута, соединение заполняется припоем. Заполнение хомута припоем контролируется визуально. Во избежание прожога хомута и оплавления наконечника не допускается разъединение электродов с соединением при включенном трансформаторе. Для пайки применяется припой ПОС-40.
Для устранения гидравлической не плотности в местах пайки штуцеров к наконечникам и наконечников к стержням в практике ремонтов освоена газопламенная подпайка соединений припоем ПСр-15. Предварительно места течей зачеканиваются. При повреждениях наконечников применяется в условиях ремонта их замена без выемки стержней из пазов. Перед распайкой поврежденного наконечника стержень разызолируется на расстоянии не менее 50 мм. Для распайки и пайки наконечника применяется как газопламенный, так и электро-контактный нагрев. После снятия наконечника полу столбики стержня разводятся, элементарные проводники зачищаются и головка стержня формуется по новому наконечнику. Стержень проверяется на гидравлическую проходимость. Для предупреждения затекания припоя при пайке в полые проводники рекомендуется устанавливать заглушающие стальные пластины 1 (рис. 5.28). Форма заглушающих пластин должна обеспечивать возможность их удаления через штуцер наконечника после пайки соединения. При электро-контактном нагреве температура соединения доводится до 810—850 °С. Припой ПСр-15 вводится между полу-столбиками и по периметру наконечника. Подача припоя прекращается при появлении припоя по периметру внутренней полости наконечника и между проводниками полу-столбиков и образовании по внешнему периметру наконечника паяного шва в форме галтели. Заглушающие пластины из проводников удаляются, стержень продувается с противоположного конца воздухом, с внешней стороны соединение охлаждается мокрой асбестовой массой. Качество пайки проверяется при испытании стержня на газовую, гидравлическую плотность. При применении газопламенного нагрева наконечник необходимо тепло-изолировать.
Соединение водо-соединительных трубок со штуцерами может выполняться без резьбовых элементов. Пайка таких соединений выполняется газовыми горелками припоем ПСр-15. Токоведущий контакт в этом случае конструктивно отделен и запаивается в хомут припоем ПОС-40.
Стержни с перемычками, косыми перемычками, соединительными шинами для обмоток с косвенным охлаждением соединяются хомутом и паяются припоем ПСр-15. Для обмоток с непосредственным охлаждением такие соединения выполняются по аналогии с соединениями стержней. Технология пайки таких соединений аналогична рассмотренной. Применяются конструкции соединения стержней с соединительными шинами внахлест (типа «вилки») с болтовым креплением и пропайкой припоем ПОС-40 и телескопическое с пропайкой припоем ПСр-15.
Секторы соединительных шин для обмоток с косвенным охлаждением соединяются сваркой встык прутком М1-Т-Н-Т-5. Допустима пайка соединений секторов шин припоями ПСр-15, ПМФОЦр, ПМФ, МФ с перекрытием на длине не менее 200 мм. Секторы шин для обмоток с непосредственным охлаждением могут соединяться сваркой встык прутком М1-Т-Н-Т-5 или телескопическим с пайкой припоем ПСр-15.
Соединение шин с выводами для обмоток с косвенным охлаждением выполняется пайкой с перекрытием на длине не менее 200 мм (типа «вилки», рис. 5.30). При этом используются припои ПСр-15, ПМФОЦр, ПМФ, МФ. При сборке таких соединений допустимо применение технологических отверстий для пайки или заклепок. Для обмоток с непосредственным охлаждением конструкция и технология пайки соединений шин с выводами аналогичны указаниям для соединения стержней.


Яндекс.Метрика