許 準(zhǔn)，余 浩，柴 廣

（江蘇核電有限公司，江蘇連云港 222042）

1 問(wèn)題概述

在某核電汽輪機(jī)安裝過(guò)程中，檢查發(fā)現(xiàn)在該汽輪機(jī)高壓缸下缸水平中分面84#螺栓孔位置處有一條從高壓缸內(nèi)側(cè)延伸至高壓缸水平中分面的貫穿性劃痕，該劃痕長(zhǎng)度約為60 mm、寬度約為5 mm、深度約為0.04 mm（圖1、圖2）。

某核電汽輪機(jī)高壓閥組前主蒸汽壓力為5.88 MPa，溫度為274.3 ℃，該高壓缸整體處于濕蒸汽運(yùn)行工況中，故該汽輪機(jī)中的所有部件均受到濕蒸汽的侵蝕。對(duì)于高壓缸水平中分面，濕蒸汽的侵蝕主要包括沖蝕和間隙蝕，一旦水平中分面存在漏汽通道，漏汽通道的面積和漏汽量將在高速汽流的沖刷下逐漸增大，不斷沖蝕高壓缸本體及緊固螺栓，同時(shí)通過(guò)溝槽及螺栓孔外泄，這嚴(yán)重威脅機(jī)組運(yùn)行人員的安全，甚至影響核電站的安全高效穩(wěn)定運(yùn)行。

2 原因分析

2.1 設(shè)備制造

當(dāng)高壓缸下缸水平中分面在加工過(guò)程中存在加工失誤時(shí)，將有可能在高壓缸下缸水平中分面產(chǎn)生貫穿性劃痕。查閱該高壓缸的出廠檢驗(yàn)記錄，未發(fā)現(xiàn)關(guān)于高壓缸下缸水平中分面發(fā)現(xiàn)貫穿性劃痕的記錄，因此可排除在加工過(guò)程中存在加工失誤，導(dǎo)致其84#螺栓孔位置產(chǎn)生貫穿性劃痕的可能性。

2.2 設(shè)備運(yùn)輸

為了設(shè)備安全，在高壓缸下缸由設(shè)備制造廠運(yùn)輸至核電站現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程中，通常選用倒扣運(yùn)輸?shù)姆绞健Ｈ缭诖诉^(guò)程中高壓缸固定措施不牢固、水平中分面保護(hù)措施不當(dāng)，將有可能在高壓缸下缸水平中分面產(chǎn)生貫穿性劃痕。查閱該高壓缸的入廠檢驗(yàn)記錄，亦未發(fā)現(xiàn)關(guān)于高壓缸下缸水平中分面發(fā)現(xiàn)貫穿性劃痕的記錄，因此可排除在設(shè)備運(yùn)輸過(guò)程中存在高壓缸固定措施不牢固、水平中分面保護(hù)措施不當(dāng)導(dǎo)致高壓缸下缸水平中分面84#螺栓孔位置產(chǎn)生貫穿性劃痕的可能性。

圖1 劃痕位置示意

圖2 中分面劃痕

2.3 成品保護(hù)

在汽輪機(jī)安裝過(guò)程中，因安裝需要，安裝人員不可避免地需要在高壓缸水平中分面上進(jìn)行踩踏作業(yè)，如作業(yè)過(guò)程中未通過(guò)鋪設(shè)膠皮等成品保護(hù)措施對(duì)汽缸水平中分面進(jìn)行保護(hù)，將有可能在高壓缸下缸水平中分面產(chǎn)生貫穿性劃痕。查閱設(shè)備資料和圖紙，核實(shí)發(fā)現(xiàn)該高壓缸材料為合金鑄鋼，材料硬度高、耐磨性好，一般情況下人體重?zé)o法在高壓缸下缸水平中分面上產(chǎn)生明顯劃痕。且查閱施工文件確認(rèn)在施工過(guò)程中已通過(guò)鋪設(shè)膠皮對(duì)高壓缸下缸水平中分面進(jìn)行保護(hù)，可排除成品保護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致高壓缸下缸水平中分面84#螺栓孔位置產(chǎn)生貫穿性劃痕的可能性。

2.4 設(shè)備安裝

2.4.1 現(xiàn)場(chǎng)翻缸

待高壓缸下缸到達(dá)核電站現(xiàn)場(chǎng)后需在正式安裝前對(duì)高壓缸下缸進(jìn)行翻缸工作（圖3），主要過(guò)程如下：將鋼絲繩分別掛在行車的主鉤與副鉤上，將主鉤鋼絲繩繩套從A 端繞過(guò)高壓缸下缸水平中分面固定在B 端的2 個(gè)吊耳上，將副鉤鋼絲繩從主鉤鋼絲繩內(nèi)側(cè)固定在B 端的2 個(gè)吊耳上；主鉤與副鉤同時(shí)提升，當(dāng)高壓缸下缸吊離地面至一定高度時(shí)，主鉤繼續(xù)提升，副鉤停止提升并配合主鉤作間斷下降，高壓缸下缸A 端隨主鉤上升而向上移動(dòng)，B 端保持一定高度，當(dāng)高壓缸水平中分面于廠房地面垂直時(shí)，即汽缸翻轉(zhuǎn)90°；主鉤停止提升，副鉤開(kāi)始連續(xù)下降，此時(shí)主鉤作間斷上升，保持高壓缸最低點(diǎn)不接觸地面，高壓缸下缸下表面依靠在副鉤鋼絲繩上，隨著副鉤下降，汽缸A 端將繞B 端順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，當(dāng)高壓缸水平中分面與廠房地面平行時(shí)，即汽缸翻轉(zhuǎn)180°，此時(shí)主鉤與副鉤同時(shí)停止上升或下降。

圖3 高壓缸下缸翻轉(zhuǎn)示意

分析鋼絲繩系結(jié)方式和翻缸過(guò)程，發(fā)現(xiàn)翻缸過(guò)程中鋼絲繩與高壓缸下缸水平中分面存在接觸現(xiàn)象。鋼絲繩硬度高，缸體自重很大，因此鋼絲繩和缸體之間的相互作用力很大。通常接觸部位必須加墊膠皮或木板以保護(hù)高壓缸下缸水平中分面，如保護(hù)措施不當(dāng)將產(chǎn)生錯(cuò)位現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致鋼絲繩與高壓缸下缸水平中分面碰磨，損壞高壓缸下缸水平中分面；情況嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致鋼絲繩斷裂，造成吊裝事故。

結(jié)合中分面溝槽的外觀及位置，分析認(rèn)為翻缸過(guò)程中因保護(hù)措施不當(dāng)，導(dǎo)致高壓缸下缸水平中分面84#螺栓孔位置產(chǎn)生貫穿性劃痕的可能性較大。

2.4.2 管道預(yù)置

該汽輪機(jī)在高壓缸中部的上半和下半各布置有2 個(gè)進(jìn)汽口，在調(diào)端、電端下半各布置有2 個(gè)排汽口。在安裝過(guò)程中，高壓缸下部排汽管道需預(yù)先固定在安裝位置，待汽輪發(fā)電機(jī)軸系找中后再進(jìn)行焊接。

訪談施工人員，在排汽管道預(yù)置中，施工人員使用鋼絲繩套在高壓缸下缸的吊耳上，并穿過(guò)高壓缸下缸排汽孔作為臨時(shí)吊點(diǎn)來(lái)調(diào)整排汽管道的接口位置，如未在鋼絲繩與高壓缸下缸水平中分面接觸位置加墊膠皮或木板以保護(hù)高壓缸下缸水平中分面，將可能造成高壓缸下缸水平中分面產(chǎn)生貫穿性劃痕。

分析排汽管道預(yù)置過(guò)程，預(yù)置排汽管道過(guò)程保護(hù)措施不當(dāng)，可能造成高壓缸下缸水平中分面84#螺栓孔位置產(chǎn)生貫穿性劃痕。

3 處理方式

針對(duì)汽缸水平中分面劃痕問(wèn)題，一般有加裝密封帶、加裝齒形墊、堆焊、涂渡、研刮等5 種處理方法，根據(jù)劃痕位置和寬度、深度不同，應(yīng)采用不同處理方式。鑒于該劃痕位于高壓缸末級(jí)葉片出口處的水平中分面處，劃痕長(zhǎng)度較短、寬度較窄、深度較淺，且位置集中僅有一條劃痕，故選用研刮的修復(fù)方法，主要步驟如下：①對(duì)前后軸承室和汽缸的疏水、抽氣孔進(jìn)行封閉，防止鐵屑、沙粒等異物落入；②將水平中分面上的氧化層用舊砂輪片打磨掉，同時(shí)將水平中分面清理干凈，并對(duì)劃痕位置進(jìn)行標(biāo)記；③用平直尺或大平板檢查上缸水平中分面的的平面度，如不平，則執(zhí)行前文中的翻缸過(guò)程，首先將上缸翻轉(zhuǎn)，用道木墊平、墊穩(wěn)，然后用平直尺或大平板檢查和研刮，直至水平中分面間隙＜0.05 mm，最后翻轉(zhuǎn)高壓缸上缸至工作位置，作為研刮下缸劃痕的基準(zhǔn)；④使用“00”砂紙對(duì)劃痕處進(jìn)行打磨，使用細(xì)油石加汽輪機(jī)油對(duì)劃痕處進(jìn)行研磨，直至水平中分面法蘭表面粗糙度達(dá)到設(shè)計(jì)文件或設(shè)備運(yùn)行和維修手冊(cè)要求，注意打磨和研磨工具只能沿著水平中分面縱向移動(dòng)，不能橫向移動(dòng)，以免在水平中分面上再次形成內(nèi)外貫穿的劃痕；⑤在下缸中分面上涂擦油墨或紅丹粉，用鏈條葫蘆或千斤頂施力，使上缸在下缸上沿軸線方向移動(dòng)約20 mm，往復(fù)2～3次，撤去上缸，檢查水平中分面接觸情況，如接觸面積＜80%，則需重復(fù)執(zhí)行步驟⑤，直至接觸面積≥80%。

研磨完成后，在水平中分面法蘭螺栓緊固過(guò)程中，應(yīng)關(guān)注如下2 點(diǎn)：①緊固研刮部位螺栓時(shí)，需要適當(dāng)加大該位置螺栓的預(yù)緊力；②螺栓緊固按照從中間向兩邊同時(shí)緊固的順序進(jìn)行，即從垂弧最大處或是受力變形最大處開(kāi)始緊固螺栓，直至中分面外緣最大間隙滿足設(shè)計(jì)文件或設(shè)備運(yùn)行和維修手冊(cè)要求。

4 結(jié)果驗(yàn)證

截至2019年12月，該汽輪機(jī)已成功通過(guò)該核電廠168 h滿負(fù)荷運(yùn)行試驗(yàn)并已連續(xù)運(yùn)行12 個(gè)月，在此期間該汽輪機(jī)未發(fā)生過(guò)漏氣、功率下降等異?，F(xiàn)象，在首次大修期間，在劃痕位置亦未發(fā)現(xiàn)沖蝕、間隙蝕等異?，F(xiàn)象。

5 總結(jié)

在汽輪機(jī)安裝或檢修過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下4 點(diǎn)：①加強(qiáng)培訓(xùn)，提高施工人員的設(shè)備安全意識(shí)，以消除人為因素?fù)p壞設(shè)備的可能性；②制定合理的作業(yè)方案，盡量避免可能導(dǎo)致水平中分面損傷的作業(yè)方式；③采用鋪設(shè)膠皮、拉警示帶隔離等措施對(duì)汽缸水平中分面進(jìn)行保護(hù)；④在進(jìn)行翻缸等重大作業(yè)過(guò)程中應(yīng)注意采取加膠皮等有效方式，對(duì)鋼絲繩與水平中分面可能碰磨的位置進(jìn)行保護(hù)。