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高壓調節閥門桿松動的原因以及對應的方法

時間:2011/3/1閱讀:3884
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  1、情況介紹:河北西柏坡發電有限責任公司裝機容量為4×300MW、哈汽N300-16.7/537(538)/537(538)、亞臨界、單軸、凝汽式汽輪機,高壓缸進汽由兩個高壓主汽門和六個高壓調節門(簡稱高調門)控制,高調門運行方式根據負荷大小采用單閥或順序閥。其中#1機組1993年12月投產,歷經3次大修、6次小修,末次大修時間為2002年10月。
  
  2、事件起因
  
  2.1、2002年10月#1機組大修,#4高調門解體發現門桿頭部(此處無螺紋,但加工有止動橫銷孔,ф12mm,L=120mm)發生橫向斷裂。因止動橫銷(簡稱橫銷)未脫出,所以#4高調門大修前運行穩定,未見異常。
  
  2.2、門桿頭斷裂的原因分析
  
  2.2.1、受力。長期運行中蒸汽對門桿產生軸向周期性激振力,門桿頭部以及連接螺紋部分容易產生疲勞損壞
  
  2.2.2、加工工藝。門桿頭橫銷孔采用鉆孔后再鉸孔加工而成,孔邊緣呈現刀鋒狀,形成典型的應力集中點,裂紋一旦形成后就會迅速發展為斷裂。
  
  2.2.3、材質。門桿材質2Cr12NiMoWV,工作于高溫下,為增加其抗高溫氧化能力,表面進行了特殊的滲氮處理,形成一層厚約0.5mm的氮鐵化合物,其硬度、耐磨性、抗氧化性大大增加,相應的脆性增大,韌性降低。
  
  2.2.4、裝配工藝不當。
  
  哈汽廠高調門裝配圖工藝要求:冷態安裝,門桿旋入導向套內,需要對門桿施加152N*M的扭力,然后裝入橫銷。即要求冷態安裝后門桿與導向套*緊力接觸,禁止留有間隙。熱態運行時,由于門桿被包在導向套內部,溫度高于導向套,其軸向線性膨脹量大于導向套,上述緊力配合依然能得到保證。因此門桿熱態運行時,門桿受到蒸汽的軸向激振力,此力會直接傳遞至導向套,從而使門桿的連接螺紋不受激振力的作用,因為連接螺紋部位是更易發生損壞的應力集中點,這樣就防止了螺紋的疲勞損壞。實際情況并非如此,6個高調門不同程度存在不符合技術要求的現象,即冷態時回裝門桿,施加152N*M扭力矩后,門桿橫銷孔與導向套橫銷孔發生了錯位現象,橫銷無法順利裝入。為了能順利安裝橫銷,必須要將門桿輕微旋退,如果按照橫銷孔錯位2mm、門桿連接螺紋為M50*2計算,門桿需要退出約0.025mm,即門桿頭與導向套存在0.025mm的間隙,這又不符合技術要求的緊力配合。如果檢修人員忽視了裝配技術要求,圖省力而草率地安裝,就會留下安全隱患。
  
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