大修时汽轮机螺栓的保养与处理

某电厂国产300 MW汽轮机螺栓检修经验介绍

摘要：介绍了某电厂300 MW国产汽轮机汽缸螺栓的检修、维护经验，减少了汽缸螺栓的损坏，节约了检修资源，降低了检修成本，保证了发电机组的安全稳定运行。

关键词：汽缸螺栓；高温高压；漏汽；应力；金属监督

Abstract：The bolt overhaul and maintenance experience of domestic made steam turbines in a 300 MW power plant minimize the damage of turbine cylinder bolts, save overhaul and maintenance resources, reduce their cost, and enhance the safe and stable operation of the units.

Keywords：cylinder bolt；high temperature and high pressure；steam leakage；stress；metal supervision ??

汽轮机是哈尔滨汽轮机厂生产的单轴双缸凝汽式反动汽轮机，型号为N30016.7/537/537（#1、#2）与N30016.7/538/538（#3、#4）。西电公司总装机容量4×300 MW，自1993年发电以来，共经历#1机组3次大修，#2机组3次大修，#3、#4机组各1次大修，共8次大修。在多次大修中遇到了许多关于螺栓的问题，对螺栓检修做了大量的工作，积累了一定的经验，在这里与大家一起交流。

1设备概况

汽轮机螺栓主要指高温高压的汽缸螺栓，包括高压导汽管、抽汽管、调门法兰螺栓等。高温螺栓一般为合金材质，在机组运行中承受着巨大的应力和紧力。汽缸靠着众多的螺栓把密封面密封住，使高温高压蒸汽在汽缸内做功。汽缸螺栓是将上下缸两半连接成一体，确保汽缸严密不漏的紧固件。螺栓的工作温度很高，对于300 MW 机组，高中压汽缸的汽缸螺栓工作温度一般在500 ℃以上；汽缸法兰螺栓在汽缸上各部件中所受的应力最大。所以对汽缸螺栓的检修工艺要求很严，稍有疏忽很容易损伤螺栓，甚至引起汽缸漏汽或设备损坏事故。

西电国产300 MW汽轮机螺栓有数百条之多，规格包括M22、M27、M33、M36、M39、M42、M45、M48、M52、M60、M64、M72、M85、M90、M100、M110、M115等，而且材质又有不同，包括C422（2Cr12NiMoWVV）、TiB(20Cr1Mo1VTiB)、25CrMoVA、R26（即CrMoB合金）等。螺栓不仅数量多，而且价值昂贵。如果检修不当，螺栓损坏多，不仅会延

长检修工期，检修成本也偏高，还可能造成重大的设备损坏事故，影响机组安全发电。因此螺栓检修是一项繁杂的工作，必须具有合理的管理检修方法。

2螺栓检修工艺与程序

2.1拆卸

当汽缸调节级金属温度降到80 ℃时，可以松汽缸螺栓。大多数汽缸螺栓为热紧螺栓，需用电加热棒热松螺栓。拆卸下来的螺栓应编号存放；螺帽与螺栓一一对应，配套垫圈也应编号放好，记请楚位置。拆卸螺栓的顺序要严格按照规程进行，一般选择中分面间隙比较大的中部开始对称往两侧拆卸。

2.2检修

对汽缸螺栓的螺扣、螺帽，包括栽丝全部进行清理打磨，去除氧化皮和毛刺，并用丝锥过扣，在回装之前全部试扣，螺帽与螺栓应以能轻松旋入旋出为合格。

对螺扣有损伤的螺栓要用三角锉刀仔细修整扣齿，或上车床过扣，使全部扣齿光滑易用。

同时要配合金属监督部门对汽缸螺栓进行金属监督，对螺栓的材质、组织、硬度和外观损伤等进行检查，不符合要求的全部更换新螺栓。新螺栓的定位尺寸、长度都应按照旧螺栓照配，并按旧螺栓进行编号。

2.3回装

螺栓回装时先冷紧后热紧。冷紧、热紧的顺序应按照检修规程进行，与拆卸时顺序一致。螺栓的冷紧力矩要把握好，既要达到密封需要的力矩，又不能超过螺栓能承受的力矩。热紧旋转弧长严格按照标准执行，否则易产生漏汽。

3螺栓检修中遇到的问题、原因分析及处理方法

3.1螺扣咬死

螺扣咬死包括螺帽和螺栓咬死，栽丝和底扣咬死，这是最常见的问题。

3.1.1原因分析

a. 上次回装时螺纹未清理干净，螺扣上有毛刺，表面粗糙。

b. 回装前螺纹有过损伤或装配时未涂高温防烧剂、润滑剂或

二硫化钼等而盲目地旋上螺帽，导致螺纹咬死。

c. 拆卸时加热工艺不正确，加热棒不合适而加热了螺纹部分；或者是加热棒功率偏小，加热时间太长，使螺扣部分温度过高而涨死。

d. 汽缸温度偏高时即开始拆卸螺栓。2003年12月#2机组大修时，汽缸温度在95 ℃时就开始拆卸，虽然未大量损坏螺栓，但明显拆卸困难。

e.螺栓长期在高温下工作，表面氧化皮较厚，由此引起螺栓与螺扣间产生较大的挤压力，表面的氧化皮集中在一起形成坚硬的氧化膜。氧化膜拉破时在螺纹表面拉出毛刺，造成螺纹咬死。

f.螺栓加工质量不够高，光洁度太差，螺纹间配合间隙小。

3.1.2解决措施

a.在回装前对每条螺栓、每个螺帽及底扣都应仔细地试验和检查，不留有任何毛刺。

b.高温螺栓回装前一定把原有的黄油等清洗干净，涂好润滑剂等再回装。

c.使用加热棒要严密仔细。由于螺栓的加热孔尺寸不同，需要多种长度和粗细不同的加热棒。加热时一定要选取合适配套的加热棒进行加热：长度应与螺栓对应，加热棒的有效发热长度应该全部在螺孔内，露出发热长度不超过25 mm；加热棒直径应该小于加热孔1 mm左右，否则会影响加热棒的使用寿命，同时对螺栓有不良影响。要选择功率合适的加热棒、电加热器。使用加热棒的人员应该随时监督加热螺栓的情况，能松动时即可停止加热，避免加热时间过长。

d.严格执行检修规程和厂家标准，控制温度，当汽缸温度降低到允许温度内再拆卸螺栓。西电公司规定，调节级金属温度降低到80 ℃以内，才允许拆卸汽缸螺栓。这是因为：汽缸螺栓和螺帽有部分凸出在缸体的外部，加之热容量较汽缸小，因而停机后螺栓的温度下降速度比汽缸快，螺栓温度低于汽缸，由此产生的螺栓冷缩使其紧固力比正常运行时反而增大；再加上温度高时材料硬度低，这时拆卸螺栓可能造成螺纹咬死，以致受到损伤。

e.在拆卸前4 h左右，在螺纹处浇上煤油或松动剂等，润滑螺