黃群 張胤

上海上電漕涇發(fā)電有限公司

0 前言

上海上電漕涇發(fā)電有限公司2臺(tái)1 000MW機(jī)組分別于2010年1月與4月完成168小時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行并投入生產(chǎn)。機(jī)組采用一次中間再熱。單軸、四缸四排汽、凝汽式汽輪機(jī)由上海汽輪機(jī)有限公司根據(jù)德國(guó)西門(mén)子技術(shù)制造，型號(hào)為：N1000-26．25/600/600。配套的再熱蒸汽主汽門(mén)和調(diào)門(mén)在制造廠完成裝配，然后使用ALLOY-783材質(zhì)螺栓（圖1為螺栓安裝示意圖）在現(xiàn)場(chǎng)吊裝就位。2015年檢修過(guò)程中，2臺(tái)汽輪機(jī)再熱蒸汽調(diào)門(mén)螺栓均發(fā)現(xiàn)裂紋、斷裂等現(xiàn)象。經(jīng)與制造廠分析，783材質(zhì)螺栓失效與其安裝工藝不當(dāng)關(guān)系密切。因此，在2016年等級(jí)檢修更換螺栓時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)安裝工藝進(jìn)行了改進(jìn)。

圖1 螺栓安裝示意圖

1 螺栓拆除

1.1 拆除閥蓋緊固螺母

1）拆除螺母前做好標(biāo)記。

2）用加熱棒加熱閥蓋螺栓，通常加熱5-10分鐘，螺母松動(dòng)即可，旋下閥蓋緊固螺母。

3）將閥門(mén)緊固螺母平整擺放到指定地方。

1.2 吊出閥蓋

應(yīng)平整水平吊出閥蓋。吊出閥蓋時(shí)應(yīng)用水平尺測(cè)量，起吊時(shí)閥蓋應(yīng)自由松動(dòng)，不得碰撞螺栓等部件。

1.3 取出閥蓋螺栓

1）螺栓做好標(biāo)記，與螺母標(biāo)記應(yīng)一致，并記錄安裝位置。

2）螺栓旋出后整齊放置，不得相互碰撞。

2 安裝前準(zhǔn)備

2.1 清理、檢查

1）對(duì)螺栓進(jìn)行宏觀檢查，螺紋逐一清理干凈并過(guò)扣，應(yīng)無(wú)毛刺及爛牙現(xiàn)象。有毛刺應(yīng)予修整，有爛牙應(yīng)及時(shí)修理或更換。

2）清理螺栓加熱孔測(cè)量端面、孔壁及孔的底部，應(yīng)無(wú)雜質(zhì)及毛刺，以見(jiàn)金屬本色為好，同時(shí)將螺栓底部螺塞旋出，清理平面后立即恢復(fù)。

上汽廠對(duì)螺栓結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，將螺栓加熱孔由盲孔改為通孔的型式，同時(shí)在底部增加了M33的螺塞。改進(jìn)后，避免了螺栓加工過(guò)程中應(yīng)力集中在加熱孔底部的情況，同時(shí)，螺塞的端面加工更便利，有利于提高加工精度，使螺栓伸長(zhǎng)量的測(cè)量更精確。

3）用壓縮空氣吹凈螺栓螺紋及加熱孔內(nèi)雜質(zhì)，并用刀口布覆蓋保持整潔。

4）對(duì)螺母螺紋進(jìn)行全面檢查，應(yīng)無(wú)毛刺及爛牙現(xiàn)象。有毛刺應(yīng)予修整，有爛牙應(yīng)及時(shí)修理或更換。

5）螺母及閥蓋平面清理打磨至見(jiàn)金屬本色（為冷緊螺栓時(shí)冷緊值一致，不產(chǎn)生虛值）。

6）用壓縮空氣吹凈螺母上的雜質(zhì)，并用刀口布覆蓋保持整潔。

7）對(duì)閥體螺孔進(jìn)行清理并全面檢查，應(yīng)無(wú)毛刺及爛牙現(xiàn)象。螺紋有毛刺應(yīng)予修整，螺紋有爛牙應(yīng)予以修理。

8）用壓縮空氣吹凈螺孔內(nèi)雜質(zhì)。

2.2 部件探傷檢查

1）螺栓硬度、超聲波檢驗(yàn)：抽取部分螺栓進(jìn)行金相檢查、蠕變測(cè)量（注：新螺栓在進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)前，需先進(jìn)行材質(zhì)光譜分析）。

2）螺帽硬度檢驗(yàn)（注：新螺帽在進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)前，需先進(jìn)行材質(zhì)光譜分析）。

3）根據(jù)上海汽輪機(jī)廠提供的材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)硬度超標(biāo)的螺栓、螺母進(jìn)行更換；對(duì)探傷檢測(cè)有問(wèn)題的部件進(jìn)行更換。

2.3 閥蓋螺栓長(zhǎng)度測(cè)量

1）如圖1所示對(duì)閥蓋螺栓長(zhǎng)度L進(jìn)行測(cè)量并記錄。

2）與上次檢修測(cè)量值進(jìn)行比較，差值如超過(guò)0．7%的，予以更換。

圖2 中壓調(diào)門(mén)閥蓋螺栓圖

3 安裝

3.1 安裝閥蓋螺栓

1）用壓縮空氣徹底吹掃閥座上螺孔，并逐一檢查，確保螺孔內(nèi)部干凈無(wú)異物。

2）在每個(gè)螺栓的頂部螺紋均勻涂抹高溫防咬劑（不含S、Cl，使用溫度＞650℃），螺栓擰到底后應(yīng)退回半圈。

3）安裝后逐一核對(duì)螺栓編號(hào)。

4）閥蓋吊入：安裝時(shí)應(yīng)用水平尺測(cè)量水平，吊入時(shí)閥蓋應(yīng)自由松動(dòng)。如果中途有卡死現(xiàn)象應(yīng)再吊起，查找原因后再吊入。

5）在每個(gè)螺栓的頂部螺紋均勻涂抹高溫防咬劑，旋上緊固螺母，并輕輕帶緊。

6）使用螺栓伸長(zhǎng)量測(cè)量專(zhuān)用工具檢測(cè)測(cè)量與襯套規(guī)格，保證與所測(cè)量螺栓匹配。目測(cè)檢查、清潔測(cè)量工具，不得有氧化皮、鐵屑等雜物。

圖3 測(cè)量工具

7）用壓縮空氣徹底吹掃螺栓加熱孔，并逐一檢查，確保加熱孔內(nèi)部干凈無(wú)異物。

8）如圖4所示，將測(cè)量桿插入螺栓測(cè)量孔中，襯套放入螺栓上部沉孔中，襯套下平面與螺栓沉孔端面貼合，用測(cè)量尺測(cè)量襯套上平面與測(cè)量桿上平面之間的距離Lm。

注1：測(cè)量需由有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)人負(fù)責(zé)，以提高測(cè)量準(zhǔn)確性。

注2：測(cè)量時(shí)要求兩個(gè)人分別測(cè)量并核對(duì)記錄，當(dāng)每個(gè)螺栓測(cè)量值差值小于0．04mm時(shí)記錄兩者平均值；當(dāng)偏差值大于0．04時(shí)，重復(fù)測(cè)量，防止有差錯(cuò)。

注3：量具宜采用深度千分尺。深度游標(biāo)卡尺精度為0．02mm，根據(jù)伸長(zhǎng)量=熱緊后測(cè)量值-原始測(cè)量值，除去其他因素影響，理論上使用深度游標(biāo)卡尺的誤差可達(dá)0．04mm，而標(biāo)準(zhǔn)允許偏差為0．05mm，因此深度游標(biāo)卡尺不利于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄。深度千分尺精度高于游標(biāo)卡尺，數(shù)據(jù)讀取時(shí)人為因素影響較小，可更好的保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

圖4 閥蓋螺栓伸長(zhǎng)量測(cè)量示意圖

3.2 冷態(tài)緊固閥蓋螺母

1）按照?qǐng)D5順序和制造廠提供的冷緊力矩要求用力矩扳手以交叉對(duì)稱(chēng)方式擰緊閥蓋緊固螺母。

2）用塞尺檢查閥體與閥蓋法蘭面之間間隙，保證0．02mm塞尺不能插入。

3）如果0．02mm塞尺能夠插入，則松開(kāi)所有螺栓并重新緊固，直到0．02mm塞尺不能插入為止。

圖5 螺栓擰緊順序圖

4）逐一檢查加熱孔內(nèi)部，確保干凈無(wú)異物。

5）由原測(cè)量人員負(fù)責(zé)測(cè)量記錄，測(cè)量方式與原始值測(cè)量方式相同。

6）計(jì)算每個(gè)螺栓的冷緊伸長(zhǎng)量。

3.3 熱態(tài)緊固閥蓋螺母

1）在螺母和閥蓋上分別劃出熱緊前的對(duì)應(yīng)線。劃線的位置應(yīng)注意，不要畫(huà)在看不見(jiàn)的死角里。

2）以上汽廠提供的旋轉(zhuǎn)角為依據(jù)，根據(jù)每個(gè)螺栓冷緊伸長(zhǎng)量，計(jì)算螺栓的熱緊螺母轉(zhuǎn)角，并在閥座上予以標(biāo)記。

（上汽廠提供的最新783螺栓安裝工藝要求中，再熱蒸汽主汽門(mén)伸長(zhǎng)量及對(duì)應(yīng)的熱緊旋轉(zhuǎn)角度為21°，伸長(zhǎng)量為0．24+0．05mm；再熱蒸汽調(diào)門(mén)伸長(zhǎng)量及對(duì)應(yīng)的熱緊旋轉(zhuǎn)角度為17°，伸長(zhǎng)量為0．20+0．05mm。）（見(jiàn)表1）

表1 螺栓安裝參數(shù)

3）選擇適當(dāng)?shù)穆菟訜岚?，并按要求組裝。

（注：廠里對(duì)電加熱棒進(jìn)行了改進(jìn)。新的電加熱棒兩端與螺栓內(nèi)孔接觸的位置不發(fā)熱，只有中間位置發(fā)熱，有效避免了螺栓在加熱過(guò)程中與加熱棒接觸導(dǎo)致局部金屬超溫的情況。）

4）螺栓電加熱棒使用前應(yīng)測(cè)量絕緣電阻，符合使用要求。

5）螺栓加熱安全注意事項(xiàng)：

a）對(duì)螺栓進(jìn)行電加熱過(guò)程中，操作人員應(yīng)佩戴隔熱手套，作好安全防護(hù)措施。

b）要絕對(duì)避免加熱棒碰到電線，防止人身觸電。

c）任何情況下，螺栓的加熱溫度不允許超過(guò)600℃。

d）為確保工作人員安全及延長(zhǎng)加熱器使用壽命，應(yīng)在加熱器插入螺栓孔后方可通電工作，抽出時(shí)必須切斷電源。

e）螺栓熱緊過(guò)程中，應(yīng)用管子鉗輕松旋動(dòng)螺母。不允許使用接長(zhǎng)套管、敲擊扳手，不允許使用過(guò)大力矩旋轉(zhuǎn)。

6）接好螺栓加熱裝置電源，關(guān)好檢修電源柜柜門(mén)。

7）按照?qǐng)D5順序，交叉對(duì)稱(chēng)擰緊閥蓋緊固螺母。

8）每個(gè)螺栓加熱時(shí)間控制在10分鐘內(nèi)。根據(jù)2016年5月檢修情況來(lái)看，加熱棒溫度得到有效的控制，加熱后溫度在300℃左右（現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)溫槍測(cè)量）。

9）每個(gè)螺栓加熱后及時(shí)用管子鉗將螺母旋轉(zhuǎn)到此前標(biāo)定的位置。

10）螺栓自然冷卻至室溫后，仔細(xì)清理螺栓加熱孔及其端面?？捎瞄L(zhǎng)的洋圓鋸一條槽，卷砂紙進(jìn)行打磨，防止量棒進(jìn)出時(shí)不會(huì)帶入雜質(zhì)，影響測(cè)量。此外，孔內(nèi)遺留的金屬異物必須用磁性棒反復(fù)吸取（金屬異物一般都有磁性），直到無(wú)雜質(zhì)。用壓縮空氣徹底吹掃螺栓加熱孔，并逐一檢查確保加熱孔內(nèi)部干凈無(wú)異物。

11）清潔、檢查螺栓伸長(zhǎng)量測(cè)量專(zhuān)用工具。

12）由原測(cè)量人員負(fù)責(zé)測(cè)量和記錄，測(cè)量方式與原始值測(cè)量方式相同。

3.4 閥蓋螺栓伸長(zhǎng)量不達(dá)標(biāo)調(diào)整

1）計(jì)算出每個(gè)螺栓的伸長(zhǎng)量ΔLm

2）根據(jù)整個(gè)閥門(mén)螺栓伸長(zhǎng)量不達(dá)標(biāo)的螺栓數(shù)量、分布情況，以及不達(dá)標(biāo)值與標(biāo)準(zhǔn)伸長(zhǎng)量的偏差程度，制定閥蓋螺栓伸長(zhǎng)量不達(dá)標(biāo)調(diào)整方案。

3）拉伸量的調(diào)整：當(dāng)拉伸量不夠或過(guò)大時(shí)可再次加熱松緊螺母。發(fā)生中間螺栓緊力過(guò)大、左右螺栓緊力不到時(shí)，可以先松中間螺栓，冷卻后再測(cè)量，以防過(guò)緊螺栓對(duì)左右產(chǎn)生影響。。

4 結(jié)論

經(jīng)改進(jìn)的再熱蒸汽主汽門(mén)及調(diào)門(mén)螺栓工藝操作靈活、運(yùn)行可靠。在保證安裝質(zhì)量的同時(shí)，有效提高了783材質(zhì)螺栓的使用性能。