汽轮机螺栓拆装还有这么大的学问之温度对拆、装汽轮机大螺栓的影响?

原创检修汽机专业杨电快研快予工作组


平时在家里拧个螺丝和螺母直接用扳手、钳子等工具就解决了。工作中遇到不好拆卸的小螺栓可以喷点松动液,实在不行就暴力破坏掉。

但面对汽轮机的大螺栓,这里就有一定学问了。

还记得在运行时看现场检修主汽门,发现拆装主汽门螺栓时还要用电加热棒给螺栓“热热身”,那时才注意到有些大螺栓中间有一部分是“空心”的,正好可以把电加热棒插到里面。当时想拆个螺栓这也要靠“热胀冷缩”?但没有想过这个“热胀冷缩”是怎样实现螺栓拆卸的。

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下面先说一下温度升高对螺栓、螺母自身的一些影响,再讨论使用加热的注意事项。

1、温度对螺栓和螺母变形量的影响(一般情况下是这样的,长度和直径尺寸比例的不同,变形量可能是相反的)。

(1)螺栓加热受热后,长度变长,直径变小(螺栓长度远大于螺栓)。

(2)螺母受热后,外径和内径变大(其长度和直径比例不同,变形情况可能不同)。

单从这个角度来说,加热后转子伸长、螺母内径变大,螺栓和螺母之间紧力下降,有利于螺栓的拆卸。

​2、温度对螺栓螺母硬度的影响。

一般情况下温度升高后,螺栓和螺母的硬度是下降的。

单从这个角度来说,温度太高,金属硬度下降,尤其时螺母和螺栓的螺纹部分硬度下降,松、紧螺母、螺栓时可能会造成螺纹损坏。

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下面我们简单解读一下使用电加热拆卸螺栓的注意事项和拆卸螺栓在温度方面的注意事项。

1、(检修规程)缸温降至120℃后,方可拆卸螺栓。

个人理解:整体金属温度较高时,金属硬度较低,此时拆卸螺栓时可能会造成螺纹损坏。

2、(检修规程)使用电加热对螺栓进行加热,若加热50分钟仍不能松动螺母,应停止松动,待其自然冷却后再一次加热重新松动。(教材)防止加热时间过长,要缩短加热时间,减少螺母的穿热量。

个人理解:我原来不太理解教材这段话,因为正常来说温度升高螺栓伸长,螺母内径变大,应该更容易拆卸,为什么要防止螺母的穿热量呢?

后来我觉得这句话应该是没说完,完整的意思应该是加热时间不能过长,防止螺栓螺母整体温度升高,螺纹部分温度过高,造成螺纹硬度下降。

因为加热螺栓的目的是要使螺栓伸长,而不希望太多的热量传递至螺纹表面,造成其硬度下降。

3、严禁使用氧气–乙炔火焰直接加热,以防止螺栓局部过热而影响金属的金相组织和性能,甚至产生很大的温度应力,促使螺栓中心孔表面产生裂纹。

这段话写的比较明确,好理解一点,同时应该也是因为这种火焰加热不像电加热棒那样可控,加热的位置相对均匀,温度和温升等都可以通过计算初步确定。而火焰加热在控制上,精准程度上达不到要求,虽然加热螺母可以使螺母内外直径变大,有利于拆卸,但有可能会因局部过热造成螺纹硬度下降,拆卸时损坏螺纹以及温度过高造成金属性能下降。

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​接下来我们在简单说一下螺栓为什么要热紧。

一般要求工作温度在300℃及以上且公称直径在48mm以上的螺栓要进行热紧。(不要死记这个数据,这只是某些教材的说法,以厂家要求为准!)

螺栓、螺母在冷态(环境温度下)使用专用工具紧固后,其紧力可以满足冷态下的需求,但随着工作温度的升高,螺栓螺母受热,螺栓伸长、螺母内径变大,造成螺栓螺母紧力下降,无法满足被紧固设备结合面的紧力要求,可能会造成。被紧固设备结合面泄漏。因此应安照合理的加热方法对其加热后进行热紧,满足温度升高后的紧力需求。