1　概　述
　　根据DL439-1991《火力发电厂高温紧固件技术导则》,汽轮机高温紧固件主要是指工作温度(指蒸汽温度)大于400℃的汽缸、汽门、各种阀门和蒸汽管道法兰的螺栓(包括单头螺纹螺栓、双头螺柱和等长双头螺柱)、螺母和垫圈。高温紧固件一般为合金钢材质,在机组运行中承受着巨大的应力和紧力,国产大型机组汽缸都是由螺栓将上下缸连接,以确保汽缸严密不漏,确保高温高压蒸汽在汽缸内做功。因此,对高温紧固件的安装与检修工艺进行探讨,具有重要的现实意义。
2　高温紧固件的安装
2.1　清洗和检查
   对螺栓、螺母和垫圈进行仔细清洗,清除防腐油,再对螺栓螺母进行宏观检查,要求表面及螺纹部分光洁、平滑,不应有凹痕、裂纹、锈蚀毛刺和其他引起应力集中的缺陷,检查完毕后,应在部件表面抹上黑铅粉(注意要用压缩空气吹去过多的黑铅粉),以防止锈蚀。
2.2　光谱、理化和金相检查
2.2.1　合金钢部件须进行100%的光谱复查,光谱分析的部位应选在螺栓的端部。
2.2.2　对≥M32的螺栓: a.进行100%超声波探伤(必要时可用磁粉、着色和其它方法检查),不得有裂纹和影响强度的缺陷存在。在超声波检验时,应在螺栓两端对应位置打上印记,用超声波仪器测量出螺栓的长度,并做好记录,作为螺栓的蠕变测量基准长度; b.进行100%硬度检验,检查部位为螺栓端面或光杆处; c.对20CrMl olVNbTiB螺栓做金相抽查; d.必要时还可考虑进行晶粒大小及组织形态测定。
2.2.3　进行业主要求并委托的其他检验项目。
2.3　配对编号
为防止螺纹咬死和减少磨损,螺母材料应比螺栓低1级,硬度值低HB20~50。为防止由于随机配对造成的栓、螺母硬度相差过大或过小,安装时应根据硬度测定值对螺栓、螺母进行配对并编号。编号应使用钢数码打在螺栓、螺母上显眼并不易破坏的位置、不受力和不易破坏的端面。
2.4　初装和测量
规程要求:螺栓螺纹应全部拧入栽丝孔或螺母内,并使其第1扣丝低于螺母或栽丝孔平面0. 5~1mm;罩螺母或栽丝螺栓拧完后,螺母或栽丝孔顶部与螺栓端部应留有3mm的空隙。为此应对螺栓、螺母及汽缸、汽门等部件的栽丝孔的长度进行仔细测量,计算出间隙是否符合要求。如果不符,则可将螺栓端面车去一段长度(车制加工后要注意恢复端部的倒角)。测量完毕后,仔细检查栽丝孔的螺纹,确保螺纹部分光洁、无毛刺等缺陷。检查完毕后进行试装,用手应能轻松自如地拧进螺母或螺栓,如因螺纹之间的配合间隙过小造成紧力过大,则采用机加工的方法增大间隙,并应保证螺纹的光洁度。栽丝螺栓还应检查螺栓到位后螺栓与中分平面的垂直度,防止由于垂直度超标产生经验与探讨湖南电力论文发表第29卷/2009年第5期附加的弯曲应力。试装完毕后,应将对应的螺栓、螺母编号,用钢数码打在汽缸中分面、法兰平面相应位置。
2.5　垫圈的检查研磨
现代大型机组上,高温紧固件多选用球面垫圈,可大大消除螺栓的附加弯曲应力,在安装过程中重点把握的是垫圈与螺母承力面以及垫圈与汽缸/法兰承力面的接触检查,主要用涂红丹和塞尺检查间隙2种方式,如发现接触不均匀,得到许可后采用研磨螺母承力面和汽缸、法兰承力面的方法处理。检查时还应对垫圈和螺母进行多次配对检查,如能抵消接触偏差,则可大大减少处理工作量。
2.6　安　装
建议冷紧螺栓采用力矩扳手进行冷紧(以控制力矩为主),热紧螺栓采用呆板手加架子管初紧(初紧力矩仅需控制在一定范围内即可,但必须足够消除汽缸中分面的间隙),然后采用加热法进行终紧,采用超声波测长仪测量螺栓的伸长(最终紧力值以螺栓的伸长量为准)。需要注意的是,上述方法使用前应与制造厂充分沟通,取得制造厂的热紧螺栓的设计紧力和伸长量。在螺栓最终安装及紧固前,应对螺栓进行最后一次的仔细检查,清除杂物及灰渣,特别是螺纹之间的杂物,同时对汽缸、汽门上的栽丝孔进行仔细
清理,清除所有杂物和积水。螺栓、螺母应无影响性能和可靠性的损伤,安装时将螺栓、螺母、垫圈
方向配对。螺栓螺纹处应涂上二硫化钼高温防咬剂润滑,但该防咬剂不宜用于含镍的合金钢制螺栓(可改用含铜石墨润滑剂)。冷紧和热紧均应从汽缸的垂弧最大处(中部)开始,依次向两端对称进行,由于先紧的螺栓紧力在相邻螺栓紧固后将会降低,因此冷紧和热紧均应分2次拧紧。螺栓热紧时加热位置是螺栓的中心孔,避免直接加热螺栓的螺纹和螺母部分。当螺栓的伸长量未达到规定值时,不允许用过大的扭矩将螺母拧到要求的伸长量,以防螺纹拉出毛刺和咬死。在螺栓初紧结束后应使用塞尺检查垫圈的上下表面间隙,以防止螺栓歪斜,受力不均。热紧螺栓的终紧除采用加热伸长法进行紧固外,也可用油压张紧法,其优点是终紧几乎在没有
摩擦力状态下拧紧,劳动强度小,工效高,基本不存在扭应力,螺纹不易损伤。缺点是需要制造厂供给专用的油压工具,且操作复杂,不易掌握。最后,在螺栓螺母紧固完毕后,应将罩螺母的端孔采用螺塞封闭。
3　高温紧固件的检修
3.1　拆　卸
    对于汽缸螺栓应等调节级处壁温<80℃,各种阀门和管道法兰温度<100℃才可开始拆卸。拆卸螺母与安装螺母的方法类似,提前4 h向螺纹内注入润滑剂(可采用螺栓松动剂或煤油),热紧螺栓拆卸时首先使用电加热器加热螺栓,待螺栓伸长后再用呆板手配架子管将螺母拧松拆下,冷紧螺栓拆卸时则直接用适当的力矩来回活动螺母,并使用铜棒敲振,使螺母松动后再拆下,防止由于螺纹咬死而强行松螺母引起螺纹拉毛或扭断螺栓。拆卸下来的螺栓应按编号存放,螺帽、螺栓及配套垫圈一一对应,并做好标识。拆卸螺栓的顺序应在参考以往安装检修记录后选择中分面间隙最大的部位开始对称往两侧拆卸,以防止拆卸部分螺栓后其余螺栓螺纹承受过大的力造成卡死。