沈科
四川广安发电有限责任公司 四川 广安 638500
摘要：火力发电厂汽轮机汽缸高温螺栓是汽轮机组的重要零件之一，要求具有良好的抗氧化性、耐热性和抗松弛性，低的缺口敏感性和热脆性，以及较高的强度、塑性和韧性。近年来，大型发电机组的高温螺栓发生多次断裂，对机组的稳定运行造成了一定的影响。
关键词：螺栓断裂；隔板套变形；失效分析
引言
汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，是工业的原动力，其发展水平代表一个国家制造工业水平的高低。其主要承压部件静子包括高中压外缸、内缸、隔板套等，这些部套中分面的质量精度是汽轮机后期运行可靠性的重要保证，如果出现问题，可能导致汽轮机漏汽，影响系统的运行，产生重大的安全问题和经济性损失。
1汽轮机的组成
轮子的结构由旋转部分和固定部分组成，如图1所示。这些部件包括转子叶片、导向辊和主轴、离合器以及气缸和喷嘴圆盘的自固定部分、盖板、仓库仓、机器机架和其他固定部件。车轮的内部结构如此复杂，以至于在使用高强度工作时容易出现问题，因为大多数这些问题都是由于车轮内部零件之间的摩擦损失造成的。但是，机械师无法及时进行故障排除，导致系统崩溃。
2螺栓断裂原因分析
2.1断口分析
现场螺栓裂纹的位置、螺栓断裂、螺栓1-6磨损较重、断裂形状无法再确定，如图3所示；螺栓1-右侧5在螺栓中，也严重磨损并被氧氧化，因此不能对裂纹进行评定，如图4所示；螺栓1-4的磨损程度较低，表面呈灰色，切口齐平，表面没有明显的疲劳回路，表面较粗，与断裂形状相符，如图5所示。由于磨损现象消失，螺栓1-6是第一个固定螺钉，由于断裂螺钉磨损现象较高而无法确定。磨损程度较低的花键槽1-4的宏观表示表明，截面面呈灰色、表面齐平、无可见疲劳回路、粗糙和易碎。如图2所示，螺栓断裂发生在螺栓中，而不是螺栓交换应力的中心。
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2.2显微组织
采用4%硝化甘油沿分离螺杆进行径向卸料和取样。该检测装置是一种卡尔蔡斯公理obesrver alm型显微镜，采用jsm-6490扫描仪玻璃和牛津印加光谱仪。第一个折断螺钉中有一层氧化层，厚度约为。厚度约为0.01mm的第二个折断螺钉的内侧和外侧。0.05毫米(0.05毫米)。这两个螺丝排列均匀，形成了回弹体。
2.3裂纹检测分析
对于螺钉断裂原因的深入分析，对两个断裂的螺钉进行了综合理性检验分析。对断裂螺杆进行化学分析时，结果表明化学成分符合相应标准的化学要求。结果表明横向收缩、延伸率、冲击强度和硬度均不符合材料标准要求，硬度比要求值高24-42%。硬度值高于要求值，冲击强度远低于要求值。这直接导致螺栓的冲击强度差。使用取样镜，可以分析在螺纹根部产生的1#、2 # #螺钉固定试样，破裂螺纹的来源位于表面的完美结晶区域，沿宽格栅腹板延伸来源处的裂缝，并使断面区域高度氧化。固定螺钉的化学分析表明，螺栓断裂有较大的菱形断裂，断裂的源头位于表面的厚结晶区域。低级检查时，螺钉的组织情况良好，没有发现白点、气隙、裂纹等原缺陷，但有明显的晶状体网格，与螺钉斜切面上的大而粗糙的断裂相匹配。金相分析表明，螺杆中晶体的强度沿结晶度扩大裂纹，结晶度氧化，材料冲击强度明显降低。动态性能研究表明，螺杆的收缩率、延伸率、冲击强度和硬度都不合适。硬度高于要求的值，冲击强度远低于要求的标准。这直接导致螺栓的冲击强度差。合理化研究结果表明，对螺杆热加工工艺控制不足导致材料结晶度高，晶体强度明显降低，还导致热量沿厚结晶度扩散裂纹，材料耐久性进一步提高，直接导致双头螺栓损坏。
3综合分析
25Cr2MoVA样品螺丝在宏观逻辑分析、化学合成分析、运动学微调、力分析、微观组织和人口学分析中用分数表示:(1)在化学合成分析中发现样品c的比例从1到4低于标准限值，其馀部分符合标准要求。(2)在硬度试验中，在DL/T439-2018发电厂高温固定技术准则中25Cr2MoVA材料的固定要求下，螺栓1-4的硬度正常，中间至右侧螺栓1-4和中间螺栓1-5正常。(3)3个螺钉阵列1-右4、1-右5和1-右6在运动学微组织分析中组织正常，图案的中心和边缘位置组织不明确。(4)在室温性能分析中确定的中1-右、中1-右-6分离螺栓的动态性能值符合DL/T439-2018电厂高温紧固件技术指南中25Cr2MoVA材料空间的热性能要求，而中1-右-4低于标准要求；但是，三个分割螺栓的冲击强度低于标准要求。(5)在性能分析中，根据磨损程度确定螺栓1-6的磨损最严重，第一个拔模螺栓，但由于磨损氧化而无法分析裂纹；螺钉1-右侧5的磨损程度微乎其微，但分离形式无法分析。螺栓1-4的磨损程度稍低，与断裂造型的宏观表示相对应，该造型也符合测试实验室温度变化的标准要求。
4现场安装分析
分割螺丝的现场安装发现1#头摩托车螺丝、一个双头螺母和一个三到五分钟左右的螺丝，已安装200°C。螺钉表面用专用紧固扳手涂上，并用18磅锤(长1.5m)固定5 ~ 6次。安装从中心沿对角线进行。2#衬套弹簧固定蒸汽室双头螺栓，复盖螺母冷装配，部分带有含铅粉末，用专用安装钥匙固定，并用18磅锤(手柄长度1.5m)拧紧7-8次。安装前固定中间六个螺母，然后顺时针固定后续螺母。拆卸气缸盖螺栓时应明确说明:(1)拧紧过程中，应尽可能提高紧固表面的润滑状态，以避免冲击载荷过大，从而减少螺钉的扭矩；(2)不要用大锤固定螺母，而是用扭矩固定，如电动、气动、液压等无张力工具；(3)选择合适的紧固顺序，固定螺钉顺序，消除法兰连接面间隙；(4)螺钉安装时应首先使用ca。50%拧紧力矩，然后100%拧紧力矩。安装过程及相关技术要求应认识到，安装过程并不完全符合技术要求，较大的锤以较高的螺栓速度固定，第一次+最后一次固定不严格执行，可能导致双头螺栓损坏的主要原因之一。
5技术性预防工艺
虽然在零件加工过程中可能不会出现较大的裂缝，但铸造零件本身的应力流和制造过程的应力流以及制造过程中的错误生成是不可避免的。为了降低发生这些问题的可能性，我们针对此产品执行了技术预防措施:1)安装零件48H后保持安静，且中间曲面不变，随部件移动。2)加工产品后，最后检查中间面是否有小于0.03mm、不大于中间面1/ 10、不大于100mm×100mm的偏差，然后磨削中间面；如果错误档案不符合其中一个条件，则多面的加工会水平进行，但其他尺寸和形状精度之间不需要有任何差异。在上述技术预防措施的实际实施中，我们发现静态分析能够解决80%的问题。如果长时间关闭后发现中间面仍不相同，则会进行编辑，而不会出现其他问题。但是，如果组件后处理出现错误，则修复错误会在一定程度上影响中间锁定形状的精度，如果链接到其它位置，还会影响其它位置的尺寸和形状的精度。在这种情况下，最好在抛光和最终检验之前进行加工。
结束语
发电厂是一个需要长期、稳定、安全运行的企业，认真学习各项技术，在以后的机组检修工作中，提前发现更多的安全隐患，来为电厂的安全生产工作保驾护航。
参考文献
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