水轮机过流部件遭受泥沙磨损和空蚀损坏后，需要进行修理，以便恢复其工作能力，由于这两种原因造成的损坏尽管有所不同，但都有一个基本的共同点，零部件工作表面的金属大量流失和局部形成穿孔。因此，顶盖的损坏不外乎就是工作表面的金属大量流失和形成穿孔。图8-10～图8-12就是在实际运行中顶盖被损坏情况，主要是泥沙磨损和空蚀破坏，但损坏程度又各有不同。因此对于顶盖的修复方法来说，只有根据损坏的程度来确定修复方法。一种修复方法就是在水轮机组运行情况较好，泥沙含量较少的情况下，顶盖的过流部位的表面基本完好，局部有少量的凹坑，则顶盖的过流表面只需要局部焊补就可以，补焊后用砂轮或锉刀修整与原抗磨面齐平。另一种修复方法是顶盖的过流表面大量流失和局部形成穿孔的情况，则必须采取更换抗磨板、镶配护圈等工艺措施。不同的顶盖结构，采用的修复技术不尽相同，现在常采用的修复技术方法如图8-13～图8-16所示。下面按照顶盖的不同材料、采取相应的修复方法作详细说明。

图8-10　运行8400h镶不锈钢抗磨板的顶盖

图811　运行10年的铸铁顶盖

图8-12　实际检修中遇到的顶盖损坏情况

（a）整个顶盖抗磨面被冲蚀损坏；（b）导叶长期处于同一个位置运行时，导叶位置区域被冲蚀损坏的情况；（c））在与转轮的迷宫环配合处被冲蚀损坏的情况

图8-13　顶盖损坏修复技术图一（单位：mm）

图8-14　顶盖损坏修复技术图二（单位：mm）

图8-15　顶盖损坏修复技术图三（单位：mm）

图8-16　顶盖损坏修复技术图四（单位：mm）

对铸铁HT20—40材料的顶盖的修复，一般是采取护圈与抗磨板组焊后，用沉头螺钉固定于顶盖上，同时将螺钉尾部焊齐平母材表面。护圈与抗磨板结构如图8-17所示。固定前应先将顶盖的空蚀、磨损的旧抗磨面（或抗磨板）等车去。

图8-17　护圈与抗磨板结构（单位：mm）

1—抗磨板；2—护圈

抗磨板与护圈焊接时，若焊接坡口为X形应先用ϕ2.5mm焊条打底后，消除溶渣，再用ϕ3.2焊条按焊接顺序施焊。焊接时必须严格控制焊后变形，随时根据抗磨板的变形情况，采取反变形措施。如焊接某一道焊道时，焊后焊缝区域收缩，抗磨板向上变形就应该马上翻面焊另一端，使其产生一个反变形，以达到变形相对平衡的目的，反之亦然。

X形坡口焊接变形，若不严格控制焊接顺序，那么就容易出现图8-18所示的情形，护圈与抗磨板同时变形。焊后变形较大，且变形又不容易校正。

图8-18　焊后变形

若焊接坡口采用如图8-19所示的焊接坡口，采取相应的焊接顺序，对护圈热影响区域较小，仅仅是抗磨板略有变形，那么焊后变形的矫正就容易得多。

(www.daowen.com)

图819　焊接坡口（单位：mm）

对铸钢材料的顶盖采取的修复方法是先将空蚀、磨损层车去，内孔车圆，对局部金属流失深度大于15mm的区域，内孔最少应有75%的面积车圆。其次将抗磨板点焊于顶盖上，再加工出焊接坡口，焊接坡口倒好后可将护圈装入并点焊牢固。这时便可进行整体焊接，其结构如图8-20所示。这种方法简单易行，工期短，同时焊接质量容易保证，即抗磨板能与顶盖的抗磨面有紧密的贴合。建议对空蚀磨损特别严重的高水头水轮发电机组顶盖本体选用铸钢材料为宜。

图8-20　顶盖焊接（单位：mm）

1—抗磨板；2—密封圈

综上所述，不论是铸钢，还是铸铁的顶盖，其护圈、抗磨板的焊接应注意以下几点：

（1）焊前应将堆焊部件的漆、锈等污物清除干净，露出金属光泽。

（2）焊条应烘干，结422焊条为260℃，保温1～2h；结507及热317焊条为350℃，保温1h；奥102焊条为180℃，保温1～2h，随用随取。

（3）采用直流反极性电源，焊接电流选用小电流，施焊时用分层焊接法，每次焊接长度为100mm左右，焊条成直线运动，焊接速度要快，但母材要熔化良好，电弧尽量压低，短段分层，对称或交叉地进行焊接。每焊接一层时，应先分别从焊接坡口的边缘开始，然后向坡口的中间收拢。

（4）每焊接完一次必须将溶渣清理干净，锤击焊肉，并等到不烫手时（60℃以下），方再次起弧施焊。

（5）工件需两面焊时，应对称进行，每焊接完一道后翻面对称焊接，同时应注意观察焊接变形的方向，变换焊接顺序，使其焊接后变形最小。

（6）顶盖全部施焊完后，应对其加工面进行粗加工，半精加工（注意各加工面应留0.5～2mm的加工余量）。检查焊接质量，看其表面是否有裂纹、气孔、夹渣，若有应局部重新开坡口补焊后，再进行精加工。

此外，若护圈、抗磨板使用不锈钢材料时，焊接除应注意以上几点外，还应根据不锈钢的焊接特点进行施焊，详见导叶焊接工艺。

【例8-1】　某电站卧式水轮发电机组大修拆除时1号顶盖过流表面出现大量金属流失，如图8-21所示，材料为ZG25铸钢。局部有5～10mm的凹坑，对其修复工艺见表8-2。

图8-21　顶盖修复技术图

表8-2　材料为ZG25的顶盖修复工艺　单位：mm

续表

【例8-2】　某电站立式水轮发电机组需修复的3号顶盖，如图8-22、材料为HT20-40灰口铸铁。同样过流表面出现不同程度的金属流失，局部有4～8mm深的凹坑，其修复工艺见表8-3。

表8-3　材料为HT20—40铸铁顶盖的修复工艺　单位：mm

图8-22　立式机组顶盖修复技术图（单位：mm）