工业汽轮机汽缸螺栓的紧固

工业汽轮机汽缸螺栓的紧固

1 概述

工业汽轮汽缸剖分面螺栓(以下称汽缸螺栓)紧固后，应使汽缸剖分面上有足够的接触压力，以防止高温高压的蒸汽从汽缸剖分面漏出。紧固汽缸螺栓时，应按制造厂技术文件的紧固顺序进行，避免汽缸因螺栓紧固力矩不均，而造成汽缸或螺栓变形，造成运行中的热态下螺栓出现断裂现象。汽缸水平剖分面之间的间隙主要是由于下汽缸自重产生垂弧而造成的。汽缸螺栓的紧固顺序对汽缸水平剖分面的变形有影响，应当从汽缸中部最大垂弧处开始，即间隙最大处开始，然后在剖分面左右两侧对称地，分别向汽缸前端和向后端进行紧固，如图1所示。用这样顺序紧固汽缸螺栓，可将垂弧间隙赶向汽缸两端而消除，不至于造成最大垂弧处的螺栓损坏。汽缸螺栓紧固前，螺纹部位应涂防咬合剂，螺栓的紧固力矩应符合制造厂技术文件的规定对所有螺栓每一遍的紧固程度应相等。

2 汽缸螺栓的紧固

对汽缸螺栓的紧固要求是：(1)必须保证汽缸在连续运行的周期内结合面的严密性：(2)紧固J1顷序和紧固方法及紧固力矩应符合制造厂技术文件的规定。汽缸水平剖分面螺栓的松

紧是以容易消除汽缸剖分面间隙为原则的，松螺栓时应以防止消除汽缸剖分间隙所引起的变形力量集中到最后拆卸的一个螺栓上为原则，以免将最后一个螺栓拉变形或拉断。汽缸

螺栓的紧固应按图1紧固顺序紧固。其紧固方法分为冷紧和热紧两种。

2．1 冷紧

工业汽轮机的中、低压汽缸，汽缸螺栓多采用冷紧。冷紧可采用呆扳手，电动或气动扳手及油压冷紧。汽缸螺栓冷紧应力大部分用于消除下汽缸自然垂弧：冷紧汽缸螺栓的目的

(a)中、低压汽缸水平剖分面螺栓紧固顺序示意图

(b)高压汽缸螺栓紧固顺序示意图

图1工业汽轮机汽缸螺栓紧固示意图

主要是消除下汽缸自重引起的汽缸剖分面间隙。

对冷紧汽缸螺栓的要求如下：

(1)冷紧一般用于螺栓直径小于M52的螺栓，冷紧力矩一般为80—1 20kgf．m，一般可达到螺栓设计的初紧力。

(2)汽缸螺栓冷紧时，应先用50％一60％的规定力矩对汽缸螺栓左右对称进行预紧，然后再用100％的规定力矩进行紧固。

(3)汽缸螺栓冷紧顺序，如图1(a)所示。紧固汽缸螺栓时，应将中压段汽缸螺栓紧固，然后再紧固低压段汽缸螺栓。

(4)冷紧时，可采用扳手加套管的人工冷紧或采用机械冷紧或液压冷紧。不允许使用大锤敲击的方法撞击，冲击力大小难以掌握，使螺栓的冷紧值难以控制，而且螺纹承受很大的

冲击载荷，容易发生裂纹，也会使螺纹至高温下产生塑性变形或拉出毛刺造成咬合和损坏。

(5)冷紧后的汽缸水平剖分面应严密结合，汽缸前后轴封处不得有错口现象。

2．2 热紧热紧多用于高参数工业汽轮机大直径汽缸螺栓及中压汽缸大于M52的汽缸螺栓紧固。由于在此种情况下，采用冷紧的方法不能达到设计要求的扭矩，而应采用热紧的方法，既简便又可靠。有热紧要求的汽缸螺栓均有中,b；Sn热孔。按图1(b)所示汽缸螺母的紧固顺序进行对称、均匀紧固，消除汽缸变形和压紧汽缸水平剖分面涂料(或密封胶)。在紧固螺栓时，应从汽缸中部最大垂弧处开始，即从中部开始，然后左右对称地，分别向前端和向后端紧固，将上下汽缸法兰间隙赶向汽缸前后的自由端。

对于汽缸螺栓直径大于M52以上的螺栓、螺母及特殊厚度的垫圈应按制造厂编号配合，回装时应对号入座，以防止螺纹咬合、卡涩和罩形螺母内孔顶部与螺栓端部相碰等故障。

对于高压汽轮机汽缸螺栓的紧固应按下列步骤进行：2．2．1 先用冷紧的方法紧固

(1)先将所有螺母用手旋转至与垫圈接触：

(2)再用扳手将所有螺母旋紧，再根据螺栓的直径，用长度约2m 的加套管扳手，由1～2人搬动冷紧，按紧固顺序冷紧2～3遍，使冷紧初紧力均匀。

2．2．2 再用热紧的方法紧固当热紧使螺栓加热伸长后，再将螺母旋转一定的角度(或弧长)，汽缸螺栓冷却后，汽缸水平剖分面将承受～额外的压紧力。

⋯1确定汽缸螺母回转弧长。汽缸螺栓冷紧后，根据制造厂提供汽缸螺母旋转弧长K值，在螺

母及上汽缸水平剖分面的相对应位置，标出所需热紧时的弧长K值，如图2所示，螺

母的热紧旋转弧长可用下式近似计算：

图2汽缸螺母上标出热紧时应回转的弧长

(2)按图1(b)所示汽缸螺母的紧固顺序进行热紧，将电阻丝加热器插入螺栓中心孔内进行加热，待螺栓受热伸长后，用扳手将螺母旋转弧长即可。

在进行汽缸螺栓加热的过程中，应控制加热温度，以不超过螺栓材料的回火温度为准，常用的各种螺栓材料的最高加

热温度见表1

表l汽缸螺栓最高允许加热温度

(3)由于汽缸水平剖分面螺栓冷紧的初力矩在实际操作中难以控制，按制造厂提供的热紧值进行热紧后，在汽轮机运行中会出现螺栓力矩过紧或过松现象。若力矩过松，汽轮机

在运行一段时间后，汽缸水平剖分面会产生漏汽现象：若力矩过紧，将会使螺栓使用寿命降低，严重时还会造成螺栓断裂事故发生。为了控制好螺栓冷紧的初力矩，可以采用测量螺栓伸长值的方法来进行检验。其伸长值可用下式进行计算：

图3汽缸螺栓可伸长部分示意图

3 热紧汽缸螺栓时应注意事项

(1)使用加热器时，为了防止加热器本身过热烧坏，只有将加热器插入螺栓孔内才能接通电源，当加热温度符合要求后，应先断开电源，然后再取出加热器。

(2)热紧汽缸螺栓时，不能同时加热多个螺栓，则被加热的螺栓的冷紧力将会同时消失，使汽缸剖分面的原有间隙重新出现，这样会使汽缸剖分面大的部位那些螺栓所需加热伸

长量加大，加热时间延长，因此使汽缸剖分面和螺栓受力情况复杂，容易造成汽缸剖分面泄漏。

(3)汽缸螺栓热紧时，不允许使用氧乙炔喷嘴加热法，即用大号烤把直接插入螺孔中加热。因为烤把火焰温度太高而又集中，容易发生偏斜，使螺孔内孔壁局部过热，甚至达到局部溶化状态，不仅使螺栓金属性能发生变化，而且会产生很大的热应力，从而产生裂纹甚至断裂，影响螺栓的寿命和安全运行。

(4)热紧汽缸螺栓时，不能用过大的力矩硬扳，更不能用敲击的办法将螺栓硬紧固到规定的弧长，否则因螺纹温度高时硬度降低而可能产生毛刺咬丝扣。