汽轮机检修中螺栓损坏原因剖析及应对策略

发表时间:2021/7/9   来源:《当代电力文化》2021年3月第7期   作者:梁殿程
[导读] 在汽轮机组当中,所使用的螺栓数量极其繁多且其市场价格也相对较高,因此在实际检修过程中,如果不能对其进行科学正确的处理,就会对螺栓造成损害,从而延长螺栓的检修时间,加大检修的成本
        梁殿程
        山西京玉发电有限责任公司 山西省朔州市 037200
        摘要:在汽轮机组当中,所使用的螺栓数量极其繁多且其市场价格也相对较高,因此在实际检修过程中,如果不能对其进行科学正确的处理,就会对螺栓造成损害,从而延长螺栓的检修时间,加大检修的成本。因此在这样的背景下,认真落实螺栓检修工作是一项十分必要的工作。那么,文章就对汽轮机检修中螺栓损坏的原因进行深刻剖析,并介绍相应的应对措施,以此更好地降低检修成本,节省资源,确保整个机组的高效运行。
        关键词:汽轮机检修;螺栓损坏;原因剖析;应对策略
一、螺栓检修工艺和流程
        为保证汽轮机良好运行,我公司提出了螺栓严格的检修标准及规范的检修程序。现阶段螺栓检修方法较多且具有各自的优缺点,因此必须针对螺栓实际损坏情况综合考量,选择最优检修方案。从以往汽轮机的检修工艺和流程来看,基本程序为:
        1.1、拆卸螺栓。
        汽轮机螺栓之间具有关联性,所以在拆卸过程中应保证其金属部位的温度在80℃左右。根据螺栓安装情况,应有序拆卸和放置,避免后续安装时混淆不同规格的螺栓,耽误回装。
        1.2、检修与维修螺栓。
        检修前,首先要做好准备工作,即将螺扣、螺帽等逐一拆开、清理,并去除氧化皮,保证这些部件的洁净。其次是正式检修,包括丝锥过扣及试扣,若安装螺母、松下螺栓均较容易,则说明螺栓无损坏现象;反之则存在问题,需要排查。最后,采取合适方法进行维修,保证螺栓完好且螺扣表面光滑。
        1.3、回装螺栓。
        首先冷紧螺栓,之后再热紧,最后按照正确的安装步骤,有序回装,同时保证螺栓力矩设置良好。然而,以上工艺和流程存在不足之处,如缺乏螺栓损坏程度的检查、螺栓损坏问题不够细化等,一定程度上影响了检修效果。
二、螺栓损坏的原因
        2.1、螺牙咬死
        螺栓的形状十分像牙齿,其外形也称之为螺牙。螺栓损坏原因中螺牙咬死十分常见,包含咬死螺母本身、底扣和螺栓等情况。以螺牙咬死问题为对象展开分析,引发螺牙咬死的情况包含螺栓加工质量不佳、未能及时将防烧剂和抗咬合剂涂抹在螺纹上、加热工艺科学性不足及未能及时将螺纹清理干净等。此外,需要注意的是,由于螺栓所处工作环境长期均为高温,螺栓表面就会有较为厚重的一层氧化皮形成,螺栓、螺扣之间会有较大的挤压力形成,而氧化皮在挤压力的物理作用下会逐渐朝着高硬度氧化膜转化,当人为或其他因素将这层氧化膜拉破之后,螺纹就会有较为明显的毛刺形成,最终出现螺牙咬死。
        2.2、螺栓开裂
        螺栓有裂纹或是断裂现象出现的原因主要有如下多个方面:第一,在加热过程中采用了过氧乙炔火焰,螺栓在不均匀的受热情况下因为局部过热会有较大的温差应力产生,如此螺栓也就会有裂纹或断裂出现;第二,螺栓材料的质量不过关,在冶炼实践过程中会有元素偏析现象出现,以致于螺栓会有粗颈问题形成;第三,不正确的安装方式,会使应力集中进而引发螺栓断裂的问题;第四,未能正确应用装配工艺,以致于附加应力偏大。如球面垫圈的研磨不够认真,导致螺栓会有偏斜出现,进而形成相应的附加应力;第五,较大的预紧力,并未以相关标准为依据进行力矩紧固。倘若螺栓预紧力偏大,那么拉应力就会有所增加,同时弯应力和扭应力也会相应的增加,螺栓断裂的可能性也就会进一步增大。
        2.3、汽缸中分面泄漏
        设备正常运转过程中,在拧紧螺帽时会给螺栓带来一定的拉应力,而螺栓则会有一种作用于气缸中的压力形成,而这类压力会使连接中出现侧漏问题。这是由于螺栓、螺帽的运转环境长期为高温、高压,极易会有应力松弛的情况出现,如此就会对螺栓性能造成影响,进而导致汽轮机运行出现问题。而在紧固螺栓时,若是紧固不牢或是紧固顺序有误,也会导致气缸中出现分面泄漏。


三 螺栓损坏应对策略
        3.1、问题预处理
        3.(1)螺牙咬死问题处理
        首先,要详细了解汽轮机螺栓实际情况,重点分析螺牙咬死现象,进而制定科学、合理、有效的螺栓检修策略,并对螺栓进行二次加工处理,全面保证螺栓质量。其次,按照螺栓检修程序及策略,有条不紊地进行螺栓拆卸、检修,解决螺牙咬死问题,尤其是清除螺栓表面毛刺。再次,将螺栓上的煤油清理干净,均匀涂抹防滑剂,并明确不同螺栓的情况,使用合适的加热仪器合理加热螺栓,保证螺栓完好,为螺栓回装做好准备。
        3.(2)螺栓裂纹及断裂问题处理
        在检修过程中,应利用检测仪器全面、详细地检查所有螺栓,如若发现有螺栓裂纹或断裂,则需采取切实有效措施加以处理,或更换同样规格的螺栓。另外,在球面垫圈的过程中,需详细检查螺栓各部位,如若发现其表面有毛刺或凹凸不平的缺陷,应予以处理,避免产生预加应力。
        3.(3)汽缸中分面泄漏问题处理
        在检修过程中,应明确要求螺栓力矩,按照相关标准,规范合理运用液压扳手紧固螺栓,并同时测量和观察空缸情况,进一步合理控制螺栓紧固力度,不仅可以保证螺栓紧固良好,也可避免气缸泄漏。
        3.2、检修工艺改造
        汽轮机螺栓检修人员自然需要扎实掌握相关知识及技能,从专业角度出发,实施合理、有效检修,制定切实措施处理螺栓损坏问题。但是,要想从真正意义上完成螺栓检修,保证螺栓质量达标,在具体检修过程中应严格按照相应工艺,有序展开作业。具体做法是:首先,观察高温、高压环境下的螺栓运行状态,利用先进检测技术全面、详细、深入地开展检修工作,明确是否存在损坏现象。其次,若确定有螺栓损坏问题,则需开展进一步检修,确定螺栓损坏程度,如螺牙咬死或断裂等。
        3.3、检修流程改进
        除了完善螺栓检修工艺,还要保证检修人员按照螺栓检修标准规范及流程,合理执行检修作业。但以往的检修流程存在一些不足,笔者提出以下改进建议:
        其一,科学拆卸螺栓。将顺气缸的螺栓温度降至80℃左右,按照正确流程展开螺栓拆卸,并予以编号,分组管理,便于后续检修及回装。
        其二,详细检查螺栓。首先进行螺栓损坏程度的检查,如比较严重,已无法再利用,则应利用同样规格的新螺栓予以替换;而对于损坏程度不是很严重的螺栓,则应根据螺栓损坏细节,制定切实有效的检修措施。
        其三,合理检修和维修螺栓。检修前应首先做好准备工作,即清洁螺扣、螺帽、螺钉、螺纹等,再利用有效方法清除螺栓表面的氧化膜。完成准备工作后,再按照相应检修和维修方案,有条不紊地完成螺栓损坏问题的处理。还要进行丝锥过扣、试扣,如若很容易安装螺母、松下螺栓,则说明产品合格,无损坏现象;反之,则说明螺栓存在问题,应及时处理。    
        其四,正确回装螺栓。严格遵守操作顺序展开螺栓回装,保证螺栓冷紧之后再热紧。另外力矩大小也要科学合理。
结论
        综上所述,在汽轮机检修中螺栓损害问题极为常见,其带来的危害较为严重。检修工人要明确螺栓损坏的原因,在汽轮机检修过程中采取科学的对策,防止该问题发生。检修人员要利用先进的技术,确保检修中螺栓安全,避免螺栓损坏引发相应问题。
参考文献
        [1]闫江涛.汽轮机检修中螺栓损坏原因分析及对策[J].内燃机与配件,2017(10):61.
        [2]陈凯.汽轮机检修中螺栓损坏原因分析及对策[J].丝路视野,2017,(26):169.
        [3]闫江涛.汽轮机检修中螺栓损坏原因分析及对策[J].内燃机与配件,2017,(10):61.
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