汽輪機(jī)汽缸螺栓咬死現(xiàn)象分析

1、汽輪機(jī)汽缸螺栓咬死現(xiàn)象分析論文導(dǎo)讀：黑化集團(tuán)熱電廠兩臺機(jī)組B6-35和CC12-35/10/5型汽輪機(jī)分別有南京汽輪機(jī)廠和上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)，為了合理的利用鋼材，以及便于澆注、加工，汽缸分成高壓、中壓和低壓三段，在垂直結(jié)合面處也是用螺栓緊固，在壓力較高的垂直結(jié)合面的內(nèi)圓處進(jìn)行密封焊接，保證汽缸結(jié)合面的密封性。汽缸螺栓的咬死現(xiàn)象，不但造成了經(jīng)濟(jì)損失，而且給機(jī)組檢修帶來了很大的困難，因此，分析其原因，采取相應(yīng)的措施，對縮短檢修時間，節(jié)約檢修費(fèi)用，降低勞動強(qiáng)度是很有好處的。1）緊固件（螺栓和螺帽）擰緊后，在高位下長期工作，雖然總變形量不變，但由于部分彈性變形為塑性變形所代替，緊固件中的應(yīng)力變逐漸下降，

2、當(dāng)殘余應(yīng)力低于設(shè)計要求的最小密封力時密封性能就降低，產(chǎn)生松弛現(xiàn)象，松弛現(xiàn)象與初應(yīng)力大小有關(guān)，初應(yīng)力過大會加速材料的松弛，并不是把螺栓與螺帽擰得越緊越好，對初應(yīng)力的大小要有所控制，對力矩作出規(guī)定。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)，汽缸螺栓，初應(yīng)力，拆裝工藝0.概述黑化集團(tuán)熱電廠兩臺機(jī)組B6-35和CC12-35/10/5型汽輪機(jī)分別有南京汽輪機(jī)廠和上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)，為了合理的利用鋼材，以及便于澆注、加工，汽缸分成高壓、中壓和低壓三段，在垂直結(jié)合面處也是用螺栓緊固，在壓力較高的垂直結(jié)合面的內(nèi)圓處進(jìn)行密封焊接，保證汽缸結(jié)合面的密封性。汽缸水平結(jié)合面的密封性是靠中分面螺栓的緊力來達(dá)到的，根據(jù)汽缸內(nèi)蒸汽的壓力、溫度、汽缸

3、的結(jié)構(gòu)尺寸，確定了螺栓使用的材料以及尺寸。其中高壓缸共有螺栓28只，有M54螺栓20只，M72螺栓8只，螺栓桿材質(zhì)均為35GrMoA，螺母材料為45#鋼。在上幾次檢修中，兩臺機(jī)組都出現(xiàn)過高壓缸螺栓咬死現(xiàn)象，有時2-3只，有時4-6只，螺栓一旦咬死，則無法拆除，只得用割把切開螺帽，再修復(fù)螺桿。汽缸螺栓的咬死現(xiàn)象，不但造成了經(jīng)濟(jì)損失，而且給機(jī)組檢修帶來了很大的困難，因此，分析其原因，采取相應(yīng)的措施，對縮短檢修時間，節(jié)約檢修費(fèi)用，降低勞動強(qiáng)度是很有好處的。1.汽缸螺栓咬死的原因?qū)τ谄茁菟ㄒ赖脑?，?jīng)過實(shí)踐分析，有以下幾個原因：1）緊固件（螺栓和螺帽）擰緊后，在高位下長期工作，雖然總變形量不變，但

4、由于部分彈性變形為塑性變形所代替，緊固件中的應(yīng)力變逐漸下降，當(dāng)殘余應(yīng)力低于設(shè)計要求的最小密封力時密封性能就降低，產(chǎn)生松弛現(xiàn)象，松弛現(xiàn)象與初應(yīng)力大小有關(guān)，初應(yīng)力過大會加速材料的松弛，并不是把螺栓與螺帽擰得越緊越好，對初應(yīng)力的大小要有所控制，對力矩作出規(guī)定。2）組裝工藝不好，螺紋內(nèi)有毛刺、傷痕、雜物；熱緊時間過長，螺紋部分溫度過高都能使螺栓脹死。3）拆卸螺栓時的溫度掌握 不好，在汽缸尚未冷透時就拆卸螺栓或者加熱時間及 溫度掌握不好，螺栓未能有效伸長。4）螺栓長期在高溫下工作，表面易產(chǎn)生高溫氧化物，若潤滑涂料性能不良，在擠壓作用下使螺紋間的氧化物聚結(jié)一起形成堅硬的氧化膜，松卸螺帽時，氧化物一旦拉破，

5、產(chǎn)生毛刺，導(dǎo)致螺紋咬住。50螺栓質(zhì)量加工不良，螺紋光潔度差，配合間隙小，引起螺栓咬死。2.防止汽缸螺栓咬死的措施2.1確定適當(dāng)?shù)臄Q緊力矩既要保證汽輪機(jī)的汽缸法蘭在整個工作期間的嚴(yán)密性，又不致因其應(yīng)力過大而降低螺栓的使用壽命和造成螺紋咬扣，國內(nèi)的汽輪機(jī)緊固件的設(shè)計壽命一般在20000小時，最小密封力在15kg/mm2,高壓缸螺栓材質(zhì)一般為35GrMoA，在400o時初應(yīng)力為35kg/mm2，殘余15kg/mm2，材料常溫下的屈服強(qiáng)度s應(yīng)270kg/mm2，即螺帽的擰緊力矩在70kg/mm2左右，僅用冷緊的方法不易達(dá)到，因此對M54的螺帽擰緊工序是先冷緊再熱緊，冷緊后加熱螺栓使其伸長，再將螺帽旋轉(zhuǎn)

6、到預(yù)先給定的弧長K，對于M54的螺帽，弧長K約為5.5m。K=,式中：-螺栓的初緊力，L-螺帽自由端長度，cm(對于雙頭螺栓罩型螺帽應(yīng)螺栓在法蘭結(jié)合面以上的高度；對于六方螺帽為汽缸上法蘭厚度加上螺帽的高度；對于穿透性螺栓應(yīng)為上下法蘭的厚度加上一側(cè)螺帽的高度，D-螺帽外徑 cm,S-螺紋的螺距cm,E-工作溫度下材料的彈性模數(shù) kgf/cm2,考慮到法蘭受壓收縮及法蘭結(jié)合面內(nèi)密封涂料減薄的系數(shù)，取。由上式可知，計算值的公式雖不復(fù)雜，但計算時有的數(shù)據(jù)要從有關(guān)手冊中查找，使用不方便，在演算過程中由于差錯導(dǎo)致螺栓擰緊度不當(dāng)?shù)娜毕?，為此，可利用公式作出簡易?shù)算圖尺，詳見參考：徐奇煥汽缸螺栓熱緊弧長簡易速

7、算圖尺。用兩種方法求出值，其相對誤差小于。發(fā)表論文。2.2改進(jìn)拆裝工藝2.2.1螺栓拆卸只有在調(diào)節(jié)級處汽缸壁溫降到80o以下時，才允許松卸螺栓，因為在熱狀態(tài)下松螺帽，會因螺紋硬度降低而使螺紋咬扣。發(fā)表論文。在加熱松卸螺帽時，控制好加熱時間及溫度，用大號烤把加熱松螺帽時，其火焰長度應(yīng)充滿螺栓的加熱孔，均勻加熱，對M54加熱時間約為1.5分鐘，對M72螺栓加熱時間約為2分鐘，用手錘輕輕敲打螺帽而發(fā)出沉悶的嘶啞聲音，說明螺紋間已出現(xiàn)間隙，再用3米左右的加力桿由2-3人施力迅速松脫螺帽。使用電加熱棒加熱螺栓拆卸效果更好，只要能保證螺栓有效地加熱伸長，就會使螺栓順利取出。2.2.2螺栓熱緊：螺栓冷緊后再進(jìn)行熱緊，待螺桿受力伸長后，用加力桿將螺帽旋轉(zhuǎn)到預(yù)先標(biāo)定的弧長，如果加熱時間及溫度掌握不好，伸長量不夠，使大力矩硬板或大錘敲打，這時螺帽就會在溫度較高、螺紋硬度較低，以接觸應(yīng)力較大的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，會使螺紋產(chǎn)生毛刺。從而在拆螺帽時出現(xiàn)咬扣現(xiàn)象。2.3選擇良好的潤滑涂料以前我們采用二硫化鉬粉作為螺栓涂料，在一定程度上可以減少螺紋間氧化物的聚結(jié)和減小摩擦系數(shù)，減輕螺紋咬扣，當(dāng)在成分分析及使用效果發(fā)現(xiàn)：二硫化鉬在399o左右分解，效果較差，后來改用片狀石墨，石墨的高溫性能良好，在400o以上作潤滑劑是恰當(dāng)?shù)?。在螺桿上涂抹涂料時，應(yīng)均勻、適當(dāng)，并用壓縮空氣吹去多余的粉末，以防止涂料堆積在螺紋