沙金，唐巍，王林松

（鞍鋼股份能源管控中心，遼寧 鞍山 114001）

通常情況下我們所說的螺栓為高壓、高溫螺栓，其內(nèi)不但包括了主汽門、連通管、調(diào)節(jié)氣門、高壓導(dǎo)氣管和氣缸法蘭螺栓，也包含各軸承緊固螺栓。由于正常運轉(zhuǎn)下的汽輪機所需承載的壓力比較大，再加上機組運行過程中螺栓的狀態(tài)為不停做功，螺栓在此類運行狀態(tài)下會因較大應(yīng)力的承載而出現(xiàn)疲勞，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)損壞。本文以汽輪機組實際檢修情況為依據(jù)，對導(dǎo)致螺栓出現(xiàn)損害的原因進行了分析，并結(jié)合實際探討如何妥善處理，以期汽輪機組整體運行安全性、穩(wěn)定性得到提升。

1 汽輪機中螺栓檢修基本流程分析

要想實現(xiàn)汽輪機螺栓檢修工作效率及質(zhì)量的提升，就必須合理設(shè)置螺栓的檢修基本流程，同時在科學檢修工藝的配合使用下，及時、妥善處理存在的問題。汽輪機螺栓檢修基本流程如下。

首先，合理、有效地拆卸螺栓。有效拆卸汽輪機螺栓時，需將金屬溫度降低至80℃左右，以便后續(xù)作業(yè)計劃的順利實施。在完成拆卸之后需及時存放螺栓并編號，以便汽輪機檢修計劃的繼續(xù)實施。

其次，螺栓檢修與維修。在檢修之前需將準備工作落實，也就是逐一拆開和清理螺扣、螺帽等，并將氧化皮除去，確保部件的潔凈度。隨后展開正式檢修，若是螺母安裝、松下都沒有難度，那么螺栓就沒有問題；反之有問題，需排查。同時，合理選擇維修方法，確保螺栓的完好及螺扣表面的光滑。

最后，檢修完成后及時回裝。在完成了栓檢修作業(yè)之后需及時進行回裝?；匮b中需在合理的順序支持下對螺栓進行冷緊、熱緊操作。具體操作中需有效把握力矩、嚴格落實密封處理，以此為螺栓的安全使用提供保障，以免發(fā)生漏氣問題。

2 螺栓損壞的原因分析

（1）螺牙咬死。螺栓的形狀十分像牙齒，其外形也稱之為螺牙。螺栓損壞原因中螺牙咬死十分常見，包含咬死螺母本身、底扣和螺栓等情況。以螺牙咬死問題為對象展開分析，引發(fā)螺牙咬死的情況包含螺栓加工質(zhì)量不佳、未能及時將防燒劑和抗咬合劑涂抹在螺紋上、加熱工藝科學性不足及未能及時將螺紋清理干凈等。此外，需要注意的是，由于螺栓所處工作環(huán)境長期均為高溫，螺栓表面就會有較為厚重的一層氧化皮形成，螺栓、螺扣之間會有較大的擠壓力形成，而氧化皮在擠壓力的物理作用下會逐漸朝著高硬度氧化膜轉(zhuǎn)化，當人為或其他因素將這層氧化膜拉破之后，螺紋就會有較為明顯的毛刺形成，最終出現(xiàn)螺牙咬死。

（2）螺栓開裂。螺栓有裂紋或是斷裂現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要有如下多個方面：第一，在加熱過程中采用了過氧乙炔火焰，螺栓在不均勻的受熱情況下因為局部過熱會有較大的溫差應(yīng)力產(chǎn)生，如此螺栓也就會有裂紋或斷裂出現(xiàn)；第二，螺栓材料的質(zhì)量不過關(guān)，在冶煉實踐過程中會有元素偏析現(xiàn)象出現(xiàn)，以致于螺栓會有粗頸問題形成；第三，不正確的安裝方式，會使應(yīng)力集中進而引發(fā)螺栓斷裂的問題；第四，未能正確應(yīng)用裝配工藝，以致于附加應(yīng)力偏大。如球面墊圈的研磨不夠認真，導(dǎo)致螺栓會有偏斜出現(xiàn)，進而形成相應(yīng)的附加應(yīng)力；第五，較大的預(yù)緊力，并未以相關(guān)標準為依據(jù)進行力矩緊固。倘若螺栓預(yù)緊力偏大，那么拉應(yīng)力就會有所增加，同時彎應(yīng)力和扭應(yīng)力也會相應(yīng)的增加，螺栓斷裂的可能性也就會進一步增大，如圖1。

圖1 高壓內(nèi)缸斷裂螺栓

（3）汽缸中分面泄漏。設(shè)備正常運轉(zhuǎn)過程中，在擰緊螺帽時會給螺栓帶來一定的拉應(yīng)力，而螺栓則會有一種作用于氣缸中的壓力形成，而這類壓力會使連接中出現(xiàn)側(cè)漏問題。這是由于螺栓、螺帽的運轉(zhuǎn)環(huán)境長期為高溫、高壓，極易會有應(yīng)力松弛的情況出現(xiàn)，如此就會對螺栓性能造成影響，進而導(dǎo)致汽輪機運行出現(xiàn)問題。而在緊固螺栓時，若是緊固不牢或是緊固順序有誤，也會導(dǎo)致氣缸中出現(xiàn)分面泄漏。如圖2為汽輪機螺栓分布圖。

圖2 汽輪機螺栓分布圖

3 螺栓損壞應(yīng)對策略

（1）螺牙咬死問題處理。每條螺栓、每個螺帽及底扣在回裝前都需要認真進行試驗、檢查，將所有毛刺徹底清理干凈。高溫螺栓回裝前，必須徹底清理掉原有的黃油等，在完成潤滑劑的涂抹后再進行安裝，加熱棒的使用需確保嚴密、仔細。螺栓因加熱孔尺寸有差異的緣故，所需使用的加熱棒也會在長度和粗細上存在差異。加熱過程中必須合理進行加熱棒的選擇，具體為：長度應(yīng)對應(yīng)于螺栓，確保加熱棒有效發(fā)熱長度均位于螺孔內(nèi)，發(fā)熱長度露出部位必須控制在25mm以下；加熱棒直徑應(yīng)比加熱孔小約1mm，以免加熱棒使用壽命受到影響，也避免螺栓受到不良影響。加熱棒與電加熱器的功率選擇必須合適。

相關(guān)規(guī)定中指出，汽缸螺栓的拆卸必須在調(diào)節(jié)級金屬溫度降低至80℃以下后才能進行，這是因為汽缸螺栓、螺帽有部分是凸出在缸體外部的，再加上熱容量較小于汽缸，一旦停機，螺栓就會有更快于汽缸的溫度下降速度。而在螺栓溫度比汽缸更低時，會有螺栓冷縮形成，此時緊固力更大于正常運行狀況下。此外，由于溫度升高之后，材料的硬度會下降，而在此時進行螺栓拆卸極有可能出現(xiàn)螺紋咬死的問題，最終損傷到設(shè)備。在拆卸前4h左右，可將煤油或松動劑等澆在螺紋處對螺紋間的氧化物進行潤滑，以便拆卸更為容易。

圖3 螺母切割示意

螺母若是已壞死無法拆卸，應(yīng)由熟練的氣焊工借助割把在保護螺桿的前提上將螺母割下。螺母切割可依據(jù)圖3操作。首先割開兩側(cè)面，隨后將水平切口割開，此時螺母就會脫離。在具體割切實踐中不能操之過急，必須逐層熔化，以免螺桿螺紋受到誤傷。

（2）螺栓開裂問題處理。要想使汽輪機螺栓使用的安全性得到保障，就必須采取有效的措施對螺栓螺紋及斷裂問題進行處理。具體策略包括加熱過程中針對氧乙炔火焰需避免直接使用，同時細致檢查螺栓，及時處理存在于其內(nèi)的缺陷；操作實踐中，若是選取球面墊面機械加工方式，對于實際操作規(guī)范性必須予以重視，并及時處理干凈存在的毛刺；螺栓擰緊過程中，需積極配合使用各種類型的扳手，以便緊固力矩的準確性得到提升。此外，要想將擰緊力矩過大引發(fā)螺栓斷裂的問題避免，就必須確保力矩選擇的有效性，以便螺栓在實踐應(yīng)用中能與汽輪機正常工作要求相符合。

（3）汽缸中分面泄漏問題處理。具體檢修實踐中，針對螺栓力矩必須明確，并以相關(guān)標準為依據(jù)，在液壓扳手的規(guī)范、合理運用下完成螺栓的緊固，同時對空缸情況進行測量、觀察，以此對螺栓緊固力度進行合理控制，不但能為螺栓的良好緊固提供保障，并且還能將汽缸泄漏的問題避免。

4 結(jié)語

總而言之，汽輪機檢修實踐中，由螺栓自身或由其引發(fā)的螺牙咬死、螺栓裂紋和斷裂現(xiàn)象及汽缸中分面泄漏等問題是導(dǎo)致螺栓損壞的主要原因。本文在分析這類問題原因的基礎(chǔ)上探討了相應(yīng)的解決策略。通過大量實踐之后得知，汽輪機檢修實踐中，與規(guī)范相符合的檢修工藝的使用可使螺栓的損壞得到有效控制，確保汽輪機的正常運行。