李明濤 尹 魯

（神華陜西國(guó)華錦界能源有限責(zé)任公司，陜西 神木 719319）

引言。汽輪機(jī)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(mén)、各種閥門(mén)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(zhǎng)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(jī)組運(yùn)行中承受著巨大的應(yīng)力和緊力，國(guó)產(chǎn)大型機(jī)組汽缸都是由螺栓將上下缸連接，以確保汽缸嚴(yán)密不漏，確保高溫高壓蒸汽在汽缸內(nèi)做功。因此，對(duì)高溫緊固件的安裝與檢修工藝進(jìn)行探討，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 高溫緊固件安裝要點(diǎn)

1.1 清洗與檢查。對(duì)螺栓、螺母和墊圈進(jìn)行仔細(xì)清洗，清除防腐油，再對(duì)螺栓螺母進(jìn)行宏觀檢查，要求表面及螺紋部分光潔、平滑，不應(yīng)有凹痕、裂紋、銹蝕毛刺和其他引起應(yīng)力集中的缺陷，檢查完畢后，應(yīng)在部件表面抹上黑鉛粉 (注意要用壓縮空氣吹去過(guò)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(jìn)行100%的光譜復(fù)查，光譜分析的部位應(yīng)選在螺栓的端部。②對(duì)≥M32的螺栓：a.進(jìn)行100%超聲波探傷（必要時(shí)可用磁粉、著色和其它方法檢查），不得有裂紋和影響強(qiáng)度的缺陷存在。在超聲波檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在螺栓兩端對(duì)應(yīng)位置打上印記，用超聲波儀器測(cè)量出螺栓的長(zhǎng)度，并做好記錄，作為螺栓的蠕變測(cè)量基準(zhǔn)長(zhǎng)度；b.進(jìn)行100%硬度檢驗(yàn)，檢查部位為螺栓端面或光桿處；c.對(duì)20CrlMolVNbTiB螺栓做金相抽查；d.必要時(shí)還可考慮進(jìn)行晶粒大小及組織形態(tài)測(cè)定。③進(jìn)行業(yè)主要求并委托的其他檢驗(yàn)項(xiàng)目。

1.3 配對(duì)編號(hào)。為防止螺紋咬死和減少磨損，螺母材料應(yīng)比螺栓低1級(jí)，硬度值低HB20～50。為防止由于隨機(jī)配對(duì)造成的螺栓、螺母硬度相差過(guò)大或過(guò)小，安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)硬度測(cè)定值對(duì)螺栓、螺母進(jìn)行配對(duì)并編號(hào)。編號(hào)應(yīng)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(cè)量。規(guī)程要求：螺栓螺紋應(yīng)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(yīng)留有3 mm的空隙。為此應(yīng)對(duì)螺栓、螺母及汽缸、汽門(mén)等部件的栽絲孔的長(zhǎng)度進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量，計(jì)算出間隙是否符合要求。如果不符，則可將螺栓端面車(chē)去一段長(zhǎng)度(車(chē)制加工后要注意恢復(fù)端部的倒角)。測(cè)量完畢后，仔細(xì)檢查栽絲孔的螺紋，確保螺紋部分光潔、無(wú)毛刺等缺陷。

1.5 墊圈的檢查研磨?，F(xiàn)代大型機(jī)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(yīng)力，在安裝過(guò)程中重點(diǎn)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(shí)還應(yīng)對(duì)墊圈和螺母進(jìn)行多次配對(duì)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(yīng)對(duì)螺栓進(jìn)行最后一次的仔細(xì)檢查，清除雜物及灰渣，特別是螺紋之間的雜物，同時(shí)對(duì)汽缸、汽門(mén)上的栽絲孔進(jìn)行仔細(xì)清理，清除所有雜物和積水。螺栓、螺母應(yīng)無(wú)影響性能和可靠性的損傷，安裝時(shí)將螺栓、螺母、墊圈方向配對(duì)。螺栓螺紋處應(yīng)涂上二硫化鉬高溫防咬劑潤(rùn)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(rùn)滑劑)。冷緊和熱緊均應(yīng)從汽缸的垂弧最大處(中部)開(kāi)始，依次向兩端對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，由于先緊的螺栓緊力在相鄰螺栓緊固后將會(huì)降低，因此冷緊和熱緊均應(yīng)分2次擰緊。螺栓熱緊時(shí)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(diǎn)

2.1 拆卸

對(duì)于汽缸螺栓應(yīng)等調(diào)節(jié)級(jí)處壁溫<80℃，各種閥門(mén)和管道法蘭溫度<100℃才可開(kāi)始拆卸。拆卸螺母與安裝螺母的方法類(lèi)似，提前4 h向螺紋內(nèi)注入潤(rùn)滑劑 (可采用螺栓松動(dòng)劑或煤油)，熱緊螺栓拆卸時(shí)首先使用電加熱器加熱螺栓，待螺栓伸長(zhǎng)后再用呆板手配架子管將螺母擰松拆下，冷緊螺栓拆卸時(shí)則直接用適當(dāng)?shù)牧貋?lái)回活動(dòng)螺母，并使用銅棒敲振，使螺母松動(dòng)后再拆下，防止由于螺紋咬死而強(qiáng)行松螺母引起螺紋拉毛或扭斷螺栓。拆卸下來(lái)的螺栓應(yīng)按編號(hào)存放，螺帽、螺栓及配套墊圈一一對(duì)應(yīng)，并做好標(biāo)識(shí)。拆卸螺栓的順序應(yīng)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(kāi)始對(duì)稱(chēng)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(guò)大的力造成卡死。對(duì)于汽缸、汽門(mén)結(jié)合面栽絲的螺栓，拆卸時(shí)應(yīng)特別注意工藝，以防損傷螺紋。首先應(yīng)在汽缸結(jié)合面部位向螺紋噴灑螺栓松動(dòng)劑，然后再用銅錘敲擊螺栓端頭及螺桿部位，邊敲擊邊來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)螺母螺紋和栽絲孔螺紋進(jìn)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(duì)所有的螺帽與螺栓進(jìn)行試裝，應(yīng)能輕松旋人旋出，對(duì)于栽絲孔螺栓還應(yīng)重點(diǎn)檢查試裝后的螺栓垂直度；③對(duì)螺母、墊圈和汽缸／閥門(mén)的承力面仔細(xì)檢查，如存在損傷，應(yīng)采用對(duì)研的方法處理，或考慮更換墊圈備件；④根據(jù)蠕變測(cè)量記號(hào)測(cè)量螺栓的長(zhǎng)度，做好記錄，作為螺栓緊固的初值以及蠕變伸長(zhǎng)量計(jì)算依據(jù)；⑤對(duì)于較難拆卸、中分面出現(xiàn)漏汽或異常情況的螺栓應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)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(duì)所有的合金鋼高溫緊固件進(jìn)行光譜復(fù)查。②對(duì)≥M32的螺栓：a.進(jìn)行100%無(wú)損探傷；b.進(jìn)行100%的硬度檢查（檢查部位在中間）。③對(duì)硬度不合格的螺栓進(jìn)行金相檢查，必要時(shí)做沖擊韌性抽查。④按蠕變變形量監(jiān)測(cè)螺栓壽命損耗度時(shí)，應(yīng)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(shí)檢測(cè)蠕變伸長(zhǎng)量。

2.4 修理

①螺紋損傷，使用三角油石進(jìn)行清理打磨，必要時(shí)進(jìn)行機(jī)加工。②硬度超標(biāo)，進(jìn)行金相檢查，必要時(shí)進(jìn)行沖擊韌性檢查，使用熱處理方法恢復(fù)。③分析裂紋種類(lèi)，如果僅是表面裂紋，打磨消除裂紋后繼續(xù)使用，否則應(yīng)報(bào)廢處理。④蠕變值超標(biāo)，根據(jù)DL439—1991《火力發(fā)電廠(chǎng)高溫緊固件技術(shù)導(dǎo)則》進(jìn)行判別處理。⑤螺栓彎曲，彎曲較小時(shí)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(jī)加工修復(fù)，無(wú)法修復(fù)時(shí)更換備件。⑧ 栽絲孔螺紋損壞，使用絲錐或機(jī)加工修復(fù)，無(wú)法修復(fù)時(shí)應(yīng)與制造廠(chǎng)取得聯(lián)系，必要時(shí)采用擴(kuò)孔攻絲，重新供應(yīng)異型螺栓的方法修復(fù)。所有的高溫緊固件硬度都合格后，應(yīng)根據(jù)硬度值，對(duì)螺栓螺母進(jìn)行重新編號(hào)。

2.5 更換件的檢查

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

2.6 復(fù)裝

高溫緊固件的復(fù)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(zhǎng)度應(yīng)為檢修時(shí)測(cè)量的長(zhǎng)度，而不是安裝時(shí)的螺栓原始長(zhǎng)度。同時(shí)，由于運(yùn)行中汽缸不可避免地會(huì)產(chǎn)生變形，應(yīng)首先從間隙最大位置的螺栓進(jìn)行緊固，然后向兩端對(duì)稱(chēng)進(jìn)行緊固，間隙最大位置應(yīng)通過(guò)檢修時(shí)合缸確定。

結(jié)束語(yǔ)

總之，汽輪機(jī)設(shè)備一旦發(fā)生重大損壞事故，就需相當(dāng)長(zhǎng)的檢修時(shí)間才能恢復(fù)發(fā)電。能否避免嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故以及減輕設(shè)備損壞的嚴(yán)重程度，則和設(shè)備檢修技術(shù)、運(yùn)行技術(shù)以及運(yùn)行人員對(duì)事故判斷和處理方法正確與否有直接的關(guān)系。

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

[2]DL439-91火力發(fā)電廠(chǎng)高溫緊固件技術(shù)導(dǎo)則.