螺栓加熱器在高壓汽輪機(jī)螺栓拆裝中的應(yīng)用

汽輪機(jī)在安裝和大修時(shí)所用的汽缸螺栓加熱器,種類雖然不少,但常常不能滿足加熱時(shí)間短,螺栓受熱均勻,使用簡(jiǎn)便和勞動(dòng)強(qiáng)度低的要求.本文介紹的一種電加熱器,是由東方汽輪機(jī)廠和有關(guān)制造廠,發(fā)電廠共同設(shè)計(jì)制造的,加熱器電熱元件采用雙螺紋硅碳管,使用方便,維護(hù)簡(jiǎn)單

用于連接N210-130/535/535型汽輪機(jī)高中壓主汽門(mén)的上下水平法蘭的大直徑雙頭螺栓（M56×4、M76×4、M100×4）一般都采用熱緊法擰緊。

汽輪機(jī)扣蓋后，按螺栓編號(hào)將螺栓裝上，首*行冷緊，即根據(jù)螺栓直徑大小施以50到100kg的力矩，把螺母擰緊，然后用電加熱器加熱雙頭螺栓，螺栓加熱后將伸長(zhǎng)，便能自由的將螺栓施至給定的角度，這樣螺栓冷卻后，螺栓就得到一個(gè)必要初應(yīng)力，這個(gè)初應(yīng)力可以保持汽輪機(jī)運(yùn)行20000小時(shí)以內(nèi)。當(dāng)螺栓發(fā)生蠕變后，仍能保持汽缸及主汽閥接合面的密封性，故稱螺栓加熱法。

N210-130/535/535型汽輪有下列雙頭螺栓需熱緊祥見(jiàn)下表一。

表一

二、汽缸螺栓加熱緊裝置組成：

  汽缸螺栓加熱裝置主要是由電源箱、銅插頭組件和加熱器組成。電源箱油6到12個(gè)插座，可供6到12個(gè)加熱器同時(shí)加熱螺栓。輸出電壓為交流220伏或直流110伏，電源通過(guò)YHC重型橡膠電纜，標(biāo)稱截面3×6mm2接到三相電源上，中地線廠方自備。標(biāo)稱截面為15mm2。

    電加熱器發(fā)熱元件為鎳鉻合金電阻絲，電阻絲允許長(zhǎng)期工作溫度為1400℃左右。電加熱頭部有一組插銷(xiāo)，通過(guò)一組插銷(xiāo)電線連接電加熱器，結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)表二。此種電加熱器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、功率大、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

電加熱器結(jié)構(gòu)尺寸性能詳見(jiàn)表二

表二

    欲用電加熱器加熱大螺栓時(shí)，將加熱器插入大螺栓孔內(nèi)，用電加熱器發(fā)熱部分加熱大螺栓光桿部分，使大螺栓光桿部分受熱延長(zhǎng)，而螺栓兩頭螺紋旋合部分保持較低溫度，以避免螺紋之間產(chǎn)生咬扣現(xiàn)象。

三、螺栓熱緊操作程序

   1、螺栓螺母對(duì)應(yīng)試擰，螺母應(yīng)能順利擰到底。然后用塞尺檢查螺母端面與法蘭接觸情況。全周用0.04mm塞尺通不過(guò)時(shí)表示接觸良好。檢修時(shí)若需重新更換螺栓和螺母，應(yīng)將螺母擰到底，檢查螺母頂部是否留有3mm的空隙。

2、試擰合格的螺栓和螺母，用石墨、潤(rùn)滑劑（試劑線型粒度15mm，石墨含量99.9％），反復(fù)摩擦螺紋部分，使螺紋齒尖到齒隙全部表面發(fā)出烏黑光澤為止，再用壓縮空氣大出多余石墨、潤(rùn)滑，保持清潔。

3、經(jīng)過(guò)以上兩項(xiàng)工作后即可對(duì)應(yīng)擰緊螺母，并按給出的力矩值冷緊螺母。冷緊完畢后，在靠近螺母的法蘭上劃好熱緊起點(diǎn)終點(diǎn)標(biāo)志，詳見(jiàn)下圖。各螺母的熱緊轉(zhuǎn)動(dòng)弧長(zhǎng)見(jiàn)下圖。

4、用壓縮空氣吹凈螺栓的加熱孔，確?？變?nèi)沒(méi)有金屬屑及其它臟物，以防止影響電加熱器順利插入螺栓內(nèi)。

5、加熱螺栓前，電源箱、插銷(xiāo)電線、電加熱器聯(lián)合通電試驗(yàn)1分鐘，以檢查加熱裝置工作是否正常。

6、在聯(lián)合通電試驗(yàn)前，電源箱、插銷(xiāo)組、電加熱器單獨(dú)進(jìn)行檢查，有否短路或絕緣不良的地方，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，加熱器絕緣不夠可放在干燥箱內(nèi)在100℃下干燥48小時(shí)再檢查。檢查合格后，按照螺栓熱緊順序?qū)㈦娂訜崞鞑迦朊總€(gè)螺栓孔內(nèi)。并檢查電加熱棒與螺栓是否有短路現(xiàn)象。

7、通電加熱螺栓，并在加熱過(guò)程中要注意電路系統(tǒng)的電線及電源箱溫度情況，一般溫度不應(yīng)超過(guò)50℃。

8、根據(jù)螺栓溫度情況，可一邊加熱，一邊擰緊螺母，直到螺栓緊到給定弧長(zhǎng)（度）然后拔掉插銷(xiāo)，稍等片刻待電加熱器外壁與螺栓絲內(nèi)壁有約0.3mm左右間隙方拔出電加熱器，并馬上插入需待加熱的螺栓內(nèi)孔中，并接通電源，這樣分期分批按汽缸及主汽閥螺栓的熱緊次序，依次熱緊全部所需熱緊的螺栓。

螺母轉(zhuǎn)動(dòng)角度及弧長(zhǎng)均為理論計(jì)算值，考慮到運(yùn)行后汽缸變形及法蘭中間的涂層薄，實(shí)際加熱時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大，螺栓緊力和相應(yīng)此緊力的附加轉(zhuǎn)動(dòng)弧長(zhǎng)一般不宜超過(guò)理論計(jì)算值的20％。

表三：

四、螺母的拆卸：

修需要揭開(kāi)大蓋時(shí)，凡采用熱緊方法擰緊的螺栓，必須采用加熱方法拆卸。

其操作過(guò)程如下：

1、清理螺母四周，擰緊螺母上面之螺塞，清理加熱孔。

2、加熱螺栓前認(rèn)真檢查電源箱及電插銷(xiāo)組絕緣性能是否完好，如絕緣電阻不夠，可放在干燥箱內(nèi)在100℃下干燥48小時(shí)再檢查。檢查合格后方可接上電源。

3、將不同型號(hào)的電加熱器分期分批插入不同直徑需加熱的螺栓孔內(nèi)，使螺栓受熱伸長(zhǎng)，在加熱過(guò)程中，用塞尺檢查螺母下面空隙情況待間隙增至0.2到0.3時(shí)即可擰松螺母并拔掉電源，稍等片刻后取出電加熱器。

五、注意事項(xiàng)：

1、在使用保管過(guò)程中需小心輕放，嚴(yán)禁破壞。

2、用完后應(yīng)垂直放置于干燥箱內(nèi)。

3、電源箱、電線、電纜在使用完后，應(yīng)送回倉(cāng)庫(kù)由專人保管，以免損壞或丟失。

4、電源箱，電加熱器需貯藏在干燥的地方，以免受潮生銹或變質(zhì)，影響元件絕緣性能。

5、型號(hào)規(guī)格及參數(shù)按下表規(guī)定：

螺栓加熱器技術(shù)要求：

（一）汽輪機(jī)螺栓電加熱器應(yīng)符合下列要求：
   1、電加熱器所用原材料應(yīng)符合下列要求：
      ①　絕緣材料氧化鎂的成份應(yīng)符合HG3-1294-80《氧化鎂》規(guī)定；
      ②　氧化鎂須經(jīng)烘干后使用；
      ③　電加熱器所用的電熱材料為0Cr27A17Mo2高電阻電熱合金絲，其工作溫度為400°C，技術(shù)要求按GB1234《高電阻電熱合金》規(guī)定；
      ④　電加熱器保護(hù)套管材料為1Cr18Ni9Ti耐熱不銹鋼管。其技術(shù)要求按YB804《不銹耐酸鋼無(wú)縫鋼管》規(guī)定。使用其它材料由制造廠與用戶商定；
      ⑤　電加熱器用的保護(hù)套管內(nèi)部去除毛刺后，再用汽油或煤油清洗干凈，并吹干后才能使用。
   2、電加熱器成品應(yīng)符合下列要求：
      ①　電加熱器的額定工作電壓為220±20V。直流100V，低壓50V；
      ②　電加熱器插入長(zhǎng)度在1m以內(nèi)的，其中心線直線度不大于?0.3mm；插入長(zhǎng)度在1-2m的，其中心線直線度不大于?0.4mm；
      ③　插入部分直徑偏差為-0.20mm/-0.50mm；
      ④　插入部分長(zhǎng)度偏差為±5mm，發(fā)熱長(zhǎng)度偏差為±5mm，底部冷端長(zhǎng)度為25-30mm；
      ⑤　電加熱器在使用時(shí)要求發(fā)熱均勻，不允許有局部過(guò)熱現(xiàn)象。
   （二）對(duì)電加熱器進(jìn)行壽命試驗(yàn)時(shí)，每次加熱時(shí)間為10-20min。電加熱器在間斷加熱情況下，在螺栓中心孔與電加熱器的外徑總間隙在0.8-1.3mm條件下，累計(jì)壽命不少于50h。
   （三）合金電阻絲與引出線連接處應(yīng)牢固可靠，不得有松動(dòng)。外殼必須有良好接地。
   （四）電加熱器鋼套管經(jīng)冷撥縮管后，用著色探傷或用5倍以上放大鏡檢查其表面，不得有裂紋等缺陷?？s管時(shí)應(yīng)單向成型。
   （五）電加熱器冷端封口處要求密封嚴(yán)密，以免潮氣進(jìn)入，破壞絕緣。
   （六）電加熱器制造完成后，經(jīng)過(guò)一個(gè)半月后，在常溫下用500V兆歐表再測(cè)定其絕緣電阻（可在制造廠或用戶處進(jìn)行）應(yīng)不低于50MΩ。