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高压调节门门杆松脱的原因分析与对策
 
慧聪网   2006年1月12日10时26分   信息来源:慧聪网水工业行业频道    

    【摘  要】本文详细分析了哈尔滨引进型国产300MW汽轮机组高压调节门在运行中门杆脱出,导致阀门关闭的原因并提出对策,重点指出检修工艺的完善对机组安全运行的重要性。 

    【关键词】汽轮机;高压调节门;脱出;对策 

    1、情况介绍:河北西柏坡发电有限责任公司装机容量为4×300MW、哈汽N300-16.7/537(538)/537(538)、亚临界、单轴、凝汽式汽轮机,高压缸进汽由两个高压主汽门和六个高压调节门(简称高调门)控制,高调门运行方式根据负荷大小采用单阀或顺序阀。其中#1机组1993年12月投产,历经3次大修、6次小修,末次大修时间为2002年10月。

    2、事件起因

    2.1、2002年10月#1机组大修,#4高调门解体发现门杆头部(此处无螺纹,但加工有止动横销孔,ф12mm,L=120mm)发生横向断裂。因止动横销(简称横销)未脱出,所以#4高调门大修前运行稳定,未见异常。

    2.2、门杆头断裂的原因分析

    2.2.1、受力。长期运行中蒸汽对门杆产生轴向周期性激振力,门杆头部以及连接螺纹部分容易产生疲劳损坏。

    2.2.2、加工工艺。门杆头横销孔采用钻孔后再铰孔加工而成,孔边缘呈现刀锋状,形成典型的应力集中点,裂纹一旦形成后就会迅速发展为断裂。

    2.2.3、材质。门杆材质2Cr12NiMoWV,工作于高温下,为增加其抗高温氧化能力,表面进行了特殊的渗氮处理,形成一层厚约0.5mm的氮铁化合物,其硬度、耐磨性、抗氧化性大大增加,相应的脆性增大,韧性降低。

    2.2.4、装配工艺不当。

    哈汽厂高调门装配图工艺要求:冷态安装,门杆旋入导向套内,需要对门杆施加152N*M的扭力,然后装入横销。即要求冷态安装后门杆与导向套完全紧力接触,禁止留有间隙。热态运行时,由于门杆被包在导向套内部,温度高于导向套,其轴向线性膨胀量大于导向套,上述紧力配合依然能得到保证。因此门杆热态运行时,门杆受到蒸汽的轴向激振力,此力会直接传递至导向套,从而使门杆的连接螺纹不受激振力的作用,因为连接螺纹部位是更易发生损坏的应力集中点,这样就防止了螺纹的疲劳损坏。实际情况并非如此,6个高调门不同程度存在不符合技术要求的现象,即冷态时回装门杆,施加152N*M扭力矩后,门杆横销孔与导向套横销孔发生了错位现象,横销无法顺利装入。为了能顺利安装横销,必须要将门杆轻微旋退,如果按照横销孔错位2mm、门杆连接螺纹为M50*2计算,门杆需要退出约0.025mm,即门杆头与导向套存在0.025mm的间隙,这又不符合技术要求的紧力配合。如果检修人员忽视了装配技术要求,图省力而草率地安装,就会留下安全隐患。

    横销孔错位的两个主要原因: a  零部件出厂时加工尺寸未达到技术精度要求;  b  门杆长期运行于高温、受力状态下,连接螺纹受拉应力、压应力、振动疲劳破坏和高温氧化等影响,表面产生变形、缺损,装配间隙随之发生变化。

    2.2.5、横销变形。横销受力后产生轻度弯曲变形,检修时未予更换,强行安装时由于不同心横销对销孔边缘产生较大的挤压力,销孔边缘受力状态进一步恶化,开裂的可能性急剧增大。

 
作者:河北西柏坡发电有限责任公司 刘叶丽 袁东 
 
 
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