二十一毫米。
对一片平均厚度超过三百毫米的水轮机叶片来说,薄得像一层皮。
隐藏分叉卸载后继续张开,说明它原先被轮毂应力压紧。筋板修复释放了错误约束,主裂纹风险下降,分叉却显出真实长度。
原厂代表指着超声图:“现在不能挖。只要切削振动稍大,剩余金属会从背面崩开。”
“不挖,它也撑不到汛期。”周野说。
普通修裂纹,通常从表面沿缺陷向下开坡口,直到所有裂纹被清除。
这一次不能这么做。
如果先挖主裂纹表面,叶片整体刚度下降,隐藏分叉尖端的二十一毫米韧带会承担更多载荷。很可能坡口还没开到一半,背面先撕穿。
必须先处理最危险的深处。
可刀具怎么越过表面裂纹,直接到达一百多毫米深的位置?
周野在叶片背面标出一个直径十八毫米的圆。
“从这里钻进去。”
吕建国看懂了:“反向截尖?”
不是简单止裂孔。
他们要从完好背面钻一条倾斜通道,准确抵达隐藏分叉尖端,再把尖端周围的尖锐裂纹加工成圆滑小腔。裂纹一旦失去针尖般的端部,应力集中就会大幅下降。
随后再从正面挖除主裂纹,与背面通道贯通。
这相当于给裂纹做一场前后夹击的手术。
难点是定位。
超声显示的尖端坐标会受钢材声速、叶片曲面和温度影响。误差超过五毫米,钻头就可能擦过裂纹却没有截住它,反而留下一条新孔道。
林浩在叶片上贴了六个基准靶,将相控阵数据与三维扫描模型融合。周野又要求取一块同批材质的旧试样,测出当前温度下真实纵波和横波声速。
模型第一次给出的钻孔角度是三十七点二度。
周野没有开机。
他让探头从叶片另一侧再扫一次。
两个方向重建出的尖端坐标相差八点六毫米。
问题出在叶片内部的铸锻组织。粗大晶粒让声束发生偏折,像光线穿过不均匀玻璃。
“用懂什么是机加工吗解决不了。”梁师傅看着围观的年轻技术员,“加工之前,先得知道机器眼里的直线,在钢里面是不是直的。”
周野将六个不同角度的回波同时输入模型,用已知的轮毂焊缝作为校准反射体,反推每个方向的声束偏差。
坐标差缩小到一点二毫米。
钻孔采用空心取芯钻。
它不会把所有金属磨成碎屑,而是取出一根完整芯样。每推进二十毫米便抽出检查一次,观察金属组织和磁粉痕迹,确认没有误伤别的缺陷。
钻到九十二毫米时,芯样一侧出现极细黑线。
隐藏分叉到了。
钻头再前进四毫米,扭矩突然下降百分之十二。
周野立即停机。
空心钻已经切入裂纹空腔,再进就可能碰穿背面薄层。
他们换上球形微铣刀,通过孔道进入。刀头不是高速猛转,而是以低转速小进给削去尖端周围金属。
每削零点五毫米,超声复测一次。
尖锐回波逐渐变成圆弧。
当球形腔直径达到二十四毫米时,尖端应力集中系数从模型中的九点六降到二点一。
剩余韧带没有撕裂。
叶片背面的应变反而下降百分之三十七。
第一关过了。
接下来才是两米四主裂纹的挖除。
周野没有让大型碳弧气刨上场。气刨速度快,却会形成很深的热影响层,飞溅也可能落入转轮内部。
团队用轨道铣削头沿裂纹分段开槽。
不是从一端挖到另一端。
而是先在裂纹两端各挖三百毫米,再处理中间,始终保留多段金属桥连接坡口两侧。
这些金属桥像临时缝线,防止叶片在缺陷全部挖空前突然张开。
铣到第一米时,坡口开度增加一点七毫米。
铣到一点八米时,增加三点二毫米。
所有变化都在计算范围内。
最后只剩中间三道金属桥。
每道宽四十毫米。
周野让四组液压随动支撑顶住叶片两侧,压力只抵消自重,不主动校形。
第一道桥切断。
叶片轻响一声,开度增加零点六毫米。
第二道桥切断。
又增加零点四毫米。
第三道桥只剩最后两毫米时,所有人退到安全线外。
铣刀缓慢通过。
坡口没有弹开。
反而向内合拢了一点一毫米。
吕建国愣住:“怎么会往回走?”
周野盯着四组支撑压力。
其中靠近轮毂的一组,载荷突然增加了六十二吨。
这说明裂纹挖除后,叶片重量转移到了错误位置。
更麻烦的是,三维扫描显示叶片出水边整体偏转了十一毫米。
缺陷清干净了。
可叶片也失去了原来的形状。
如果按现在的姿态焊回去,机组能转,却会每分钟用这片叶片敲打一百二十次水流。
距离汛期,十八天。