發(fā)電廠汽輪機組高溫緊固件檢修分析

李明濤 尹 魯

（神華陜西國華錦界能源有限責任公司，陜西 神木 719319）

引言。汽輪機高溫緊固件適用于工作溫度(指蒸汽溫度)大于400℃的汽缸、汽門、各種閥門和蒸汽管道法蘭的螺栓 (包括單頭螺紋螺栓、雙頭螺柱和等長雙頭螺柱)、螺母和墊圈。高溫緊固件一般為合金鋼材質(zhì)，在機組運行中承受著巨大的應力和緊力，國產(chǎn)大型機組汽缸都是由螺栓將上下缸連接，以確保汽缸嚴密不漏，確保高溫高壓蒸汽在汽缸內(nèi)做功。因此，對高溫緊固件的安裝與檢修工藝進行探討，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 高溫緊固件安裝要點

1.1 清洗與檢查。對螺栓、螺母和墊圈進行仔細清洗，清除防腐油，再對螺栓螺母進行宏觀檢查，要求表面及螺紋部分光潔、平滑，不應有凹痕、裂紋、銹蝕毛刺和其他引起應力集中的缺陷，檢查完畢后，應在部件表面抹上黑鉛粉 (注意要用壓縮空氣吹去過多的黑鉛粉)，以防止銹蝕。

1.2 光譜、理化與金相檢查。① 合金鋼部件須進行100%的光譜復查，光譜分析的部位應選在螺栓的端部。②對≥M32的螺栓：a.進行100%超聲波探傷（必要時可用磁粉、著色和其它方法檢查），不得有裂紋和影響強度的缺陷存在。在超聲波檢驗時，應在螺栓兩端對應位置打上印記，用超聲波儀器測量出螺栓的長度，并做好記錄，作為螺栓的蠕變測量基準長度；b.進行100%硬度檢驗，檢查部位為螺栓端面或光桿處；c.對20CrlMolVNbTiB螺栓做金相抽查；d.必要時還可考慮進行晶粒大小及組織形態(tài)測定。③進行業(yè)主要求并委托的其他檢驗項目。

1.3 配對編號。為防止螺紋咬死和減少磨損，螺母材料應比螺栓低1級，硬度值低HB20～50。為防止由于隨機配對造成的螺栓、螺母硬度相差過大或過小，安裝時應根據(jù)硬度測定值對螺栓、螺母進行配對并編號。編號應使用鋼數(shù)碼打在螺栓、螺母上顯眼并不易破壞的位置、不受力和不易破壞的端面。

1.4 初裝和測量。規(guī)程要求：螺栓螺紋應全部擰人栽絲孔或螺母內(nèi)，并使其第1扣絲低于螺母或栽絲孔平面0.5—1 mm；罩螺母或栽絲螺栓擰完后，螺母或栽絲孔頂部與螺栓端部應留有3 mm的空隙。為此應對螺栓、螺母及汽缸、汽門等部件的栽絲孔的長度進行仔細測量，計算出間隙是否符合要求。如果不符，則可將螺栓端面車去一段長度(車制加工后要注意恢復端部的倒角)。測量完畢后，仔細檢查栽絲孔的螺紋，確保螺紋部分光潔、無毛刺等缺陷。

1.5 墊圈的檢查研磨。現(xiàn)代大型機組上，高溫緊固件多選用球面墊圈，可大大消除螺栓的附加彎曲應力，在安裝過程中重點把握的是墊圈與螺母承力面以及墊圈與汽缸／法蘭承力面的接觸檢查，主要用涂紅丹和塞尺檢查間隙2種方式，如發(fā)現(xiàn)接觸不均勻，得到許可后采用研磨螺母承力面和汽缸、法蘭承力面的方法處理。檢查時還應對墊圈和螺母進行多次配對檢查，如能抵消接觸偏差，則可大大減少處理工作量。

1.6 安裝。在螺栓最終安裝及緊固前，應對螺栓進行最后一次的仔細檢查，清除雜物及灰渣，特別是螺紋之間的雜物，同時對汽缸、汽門上的栽絲孔進行仔細清理，清除所有雜物和積水。螺栓、螺母應無影響性能和可靠性的損傷，安裝時將螺栓、螺母、墊圈方向配對。螺栓螺紋處應涂上二硫化鉬高溫防咬劑潤滑，但該防咬劑不宜用于含鎳的合金鋼制螺栓(可改用含銅石墨潤滑劑)。冷緊和熱緊均應從汽缸的垂弧最大處(中部)開始，依次向兩端對稱進行，由于先緊的螺栓緊力在相鄰螺栓緊固后將會降低，因此冷緊和熱緊均應分2次擰緊。螺栓熱緊時加熱位置是螺栓的中心孔，避免直接加熱螺栓的螺紋和螺母部分。

2.高溫緊固件的檢修要點

2.1 拆卸

對于汽缸螺栓應等調(diào)節(jié)級處壁溫<80℃，各種閥門和管道法蘭溫度<100℃才可開始拆卸。拆卸螺母與安裝螺母的方法類似，提前4 h向螺紋內(nèi)注入潤滑劑 (可采用螺栓松動劑或煤油)，熱緊螺栓拆卸時首先使用電加熱器加熱螺栓，待螺栓伸長后再用呆板手配架子管將螺母擰松拆下，冷緊螺栓拆卸時則直接用適當?shù)牧貋砘鼗顒勇菽?，并使用銅棒敲振，使螺母松動后再拆下，防止由于螺紋咬死而強行松螺母引起螺紋拉毛或扭斷螺栓。拆卸下來的螺栓應按編號存放，螺帽、螺栓及配套墊圈一一對應，并做好標識。拆卸螺栓的順序應在參考以往安裝檢修記錄后選擇中分面間隙最大的部位開始對稱往兩側(cè)拆卸，以防止拆卸部分螺栓后其余螺栓螺紋承受過大的力造成卡死。對于汽缸、汽門結(jié)合面栽絲的螺栓，拆卸時應特別注意工藝，以防損傷螺紋。首先應在汽缸結(jié)合面部位向螺紋噴灑螺栓松動劑，然后再用銅錘敲擊螺栓端頭及螺桿部位，邊敲擊邊來回轉(zhuǎn)動螺栓，直至螺栓能輕松旋出。

2.2 清洗和檢查

①采用特殊定做的絲錐對螺母螺紋和栽絲孔螺紋進行鉸絲處理，去除螺栓螺母表面的毛刺和有脫落可能的氧化皮；②對所有的螺帽與螺栓進行試裝，應能輕松旋人旋出，對于栽絲孔螺栓還應重點檢查試裝后的螺栓垂直度；③對螺母、墊圈和汽缸／閥門的承力面仔細檢查，如存在損傷，應采用對研的方法處理，或考慮更換墊圈備件；④根據(jù)蠕變測量記號測量螺栓的長度，做好記錄，作為螺栓緊固的初值以及蠕變伸長量計算依據(jù)；⑤對于較難拆卸、中分面出現(xiàn)漏汽或異常情況的螺栓應進行重點檢查，確定螺栓是否還能夠繼續(xù)使用。

2.3 光譜、理化和金相檢查

①對所有的合金鋼高溫緊固件進行光譜復查。②對≥M32的螺栓：a.進行100%無損探傷；b.進行100%的硬度檢查（檢查部位在中間）。③對硬度不合格的螺栓進行金相檢查，必要時做沖擊韌性抽查。④按蠕變變形量監(jiān)測螺栓壽命損耗度時，應選擇有代表性的螺栓為監(jiān)察螺栓或按20%的數(shù)量，大修時檢測蠕變伸長量。

2.4 修理

①螺紋損傷，使用三角油石進行清理打磨，必要時進行機加工。②硬度超標，進行金相檢查，必要時進行沖擊韌性檢查，使用熱處理方法恢復。③分析裂紋種類，如果僅是表面裂紋，打磨消除裂紋后繼續(xù)使用，否則應報廢處理。④蠕變值超標，根據(jù)DL439—1991《火力發(fā)電廠高溫緊固件技術(shù)導則》進行判別處理。⑤螺栓彎曲，彎曲較小時校正后熱處理，彎曲較大則需要更換備件。⑥墊圈磨損或壓痕，研磨處理或更換備件。⑦母螺紋損壞，使用絲錐或機加工修復，無法修復時更換備件。⑧ 栽絲孔螺紋損壞，使用絲錐或機加工修復，無法修復時應與制造廠取得聯(lián)系，必要時采用擴孔攻絲，重新供應異型螺栓的方法修復。所有的高溫緊固件硬度都合格后，應根據(jù)硬度值，對螺栓螺母進行重新編號。

2.5 更換件的檢查

更換的高溫緊固件檢查方法與安裝時要求一致，還應按照要求做鋼印編號，并做好相應的原始資料整理、歸檔工作。

2.6 復裝

高溫緊固件的復裝要求和程序與安裝一致，但要特別注意的是，其螺栓原始長度應為檢修時測量的長度，而不是安裝時的螺栓原始長度。同時，由于運行中汽缸不可避免地會產(chǎn)生變形，應首先從間隙最大位置的螺栓進行緊固，然后向兩端對稱進行緊固，間隙最大位置應通過檢修時合缸確定。

結(jié)束語

總之，汽輪機設備一旦發(fā)生重大損壞事故，就需相當長的檢修時間才能恢復發(fā)電。能否避免嚴重的設備損壞事故以及減輕設備損壞的嚴重程度，則和設備檢修技術(shù)、運行技術(shù)以及運行人員對事故判斷和處理方法正確與否有直接的關系。

[1]蘇儉奎,丁永剛.汽輪機組高溫緊固件的安裝和檢修方法[J].機械工程師,2009.09.

[2]DL439-91火力發(fā)電廠高溫緊固件技術(shù)導則.