螺栓加热器在高压汽轮机螺栓拆装中的应用

螺栓加热器在高压汽轮机螺栓拆装中的应用

汽轮机在安装和大修时所用的汽缸螺栓加热器,种类虽然不少,但常常不能满足加热时间短,螺栓受热均匀,使用简便和劳动强度低的要求.本文介绍的一种电加热器,是由东方汽轮机厂和有关制造厂,发电厂共同设计制造的,加热器电热元件采用双螺纹硅碳管,使用方便,维护简单

用于连接N210-130/535/535型汽轮机高中压主汽门的上下水平法兰的大直径双头螺栓（M56×4、M76×4、M100×4）一般都采用热紧法拧紧。

汽轮机扣盖后，按螺栓编号将螺栓装上，首*行冷紧，即根据螺栓直径大小施以50到100kg的力矩，把螺母拧紧，然后用电加热器加热双头螺栓，螺栓加热后将伸长，便能自由的将螺栓施至给定的角度，这样螺栓冷却后，螺栓就得到一个必要初应力，这个初应力可以保持汽轮机运行20000小时以内。当螺栓发生蠕变后，仍能保持汽缸及主汽阀接合面的密封性，故称螺栓加热法。

N210-130/535/535型汽轮有下列双头螺栓需热紧祥见下表一。

表一

二、汽缸螺栓加热紧装置组成：

  汽缸螺栓加热装置主要是由电源箱、铜插头组件和加热器组成。电源箱油6到12个插座，可供6到12个加热器同时加热螺栓。输出电压为交流220伏或直流110伏，电源通过YHC重型橡胶电缆，标称截面3×6mm²接到三相电源上，中地线厂方自备。标称截面为15mm²。

    电加热器发热元件为镍铬合金电阻丝，电阻丝允许长期工作温度为1400℃左右。电加热头部有一组插销，通过一组插销电线连接电加热器，结构详见表二。此种电加热器具有结构简单、使用方便、功率大、使用寿命长等特点。

电加热器结构尺寸性能详见表二

表二

    欲用电加热器加热大螺栓时，将加热器插入大螺栓孔内，用电加热器发热部分加热大螺栓光杆部分，使大螺栓光杆部分受热延长，而螺栓两头螺纹旋合部分保持较低温度，以避免螺纹之间产生咬扣现象。

三、螺栓热紧操作程序

   1、螺栓螺母对应试拧，螺母应能顺利拧到底。然后用塞尺检查螺母端面与法兰接触情况。全周用0.04mm塞尺通不过时表示接触良好。检修时若需重新更换螺栓和螺母，应将螺母拧到底，检查螺母顶部是否留有3mm的空隙。

2、试拧合格的螺栓和螺母，用石墨、润滑剂（试剂线型粒度15mm，石墨含量99.9％），反复摩擦螺纹部分，使螺纹齿尖到齿隙全部表面发出乌黑光泽为止，再用压缩空气大出多余石墨、润滑，保持清洁。

3、经过以上两项工作后即可对应拧紧螺母，并按给出的力矩值冷紧螺母。冷紧完毕后，在靠近螺母的法兰上划好热紧起点终点标志，详见下图。各螺母的热紧转动弧长见下图。

4、用压缩空气吹净螺栓的加热孔，确保孔内没有金属屑及其它脏物，以防止影响电加热器顺利插入螺栓内。

5、加热螺栓前，电源箱、插销电线、电加热器联合通电试验1分钟，以检查加热装置工作是否正常。

6、在联合通电试验前，电源箱、插销组、电加热器单独进行检查，有否短路或绝缘不良的地方，发现问题及时解决，加热器绝缘不够可放在干燥箱内在100℃下干燥48小时再检查。检查合格后，按照螺栓热紧顺序将电加热器插入每个螺栓孔内。并检查电加热棒与螺栓是否有短路现象。

7、通电加热螺栓，并在加热过程中要注意电路系统的电线及电源箱温度情况，一般温度不应超过50℃。

8、根据螺栓温度情况，可一边加热，一边拧紧螺母，直到螺栓紧到给定弧长（度）然后拔掉插销，稍等片刻待电加热器外壁与螺栓丝内壁有约0.3mm左右间隙方拔出电加热器，并马上插入需待加热的螺栓内孔中，并接通电源，这样分期分批按汽缸及主汽阀螺栓的热紧次序，依次热紧全部所需热紧的螺栓。

螺母转动角度及弧长均为理论计算值，考虑到运行后汽缸变形及法兰中间的涂层薄，实际加热时应适当加大，螺栓紧力和相应此紧力的附加转动弧长一般不宜超过理论计算值的20％。

表三：

四、螺母的拆卸：

修需要揭开大盖时，凡采用热紧方法拧紧的螺栓，必须采用加热方法拆卸。

其操作过程如下：

1、清理螺母四周，拧紧螺母上面之螺塞，清理加热孔。

2、加热螺栓前认真检查电源箱及电插销组绝缘性能是否完好，如绝缘电阻不够，可放在干燥箱内在100℃下干燥48小时再检查。检查合格后方可接上电源。

3、将不同型号的电加热器分期分批插入不同直径需加热的螺栓孔内，使螺栓受热伸长，在加热过程中，用塞尺检查螺母下面空隙情况待间隙增至0.2到0.3时即可拧松螺母并拔掉电源，稍等片刻后取出电加热器。

五、注意事项：

1、在使用保管过程中需小心轻放，严禁破坏。

2、用完后应垂直放置于干燥箱内。

3、电源箱、电线、电缆在使用完后，应送回仓库由专人保管，以免损坏或丢失。

4、电源箱，电加热器需贮藏在干燥的地方，以免受潮生锈或变质，影响元件绝缘性能。

5、型号规格及参数按下表规定：

螺栓加热器技术要求：

（一）汽轮机螺栓电加热器应符合下列要求：
   1、电加热器所用原材料应符合下列要求：
      ①　绝缘材料氧化镁的成份应符合HG3-1294-80《氧化镁》规定；
      ②　氧化镁须经烘干后使用；
      ③　电加热器所用的电热材料为0Cr27A17Mo2高电阻电热合金丝，其工作温度为400°C，技术要求按GB1234《高电阻电热合金》规定；
      ④　电加热器保护套管材料为1Cr18Ni9Ti耐热不锈钢管。其技术要求按YB804《不锈耐酸钢无缝钢管》规定。使用其它材料由制造厂与用户商定；
      ⑤　电加热器用的保护套管内部去除毛刺后，再用汽油或煤油清洗干净，并吹干后才能使用。
   2、电加热器成品应符合下列要求：
      ①　电加热器的额定工作电压为220±20V。直流100V，低压50V；
      ②　电加热器插入长度在1m以内的，其中心线直线度不大于Ø0.3mm；插入长度在1-2m的，其中心线直线度不大于Ø0.4mm；
      ③　插入部分直径偏差为-0.20mm/-0.50mm；
      ④　插入部分长度偏差为±5mm，发热长度偏差为±5mm，底部冷端长度为25-30mm；
      ⑤　电加热器在使用时要求发热均匀，不允许有局部过热现象。
   （二）对电加热器进行寿命试验时，每次加热时间为10-20min。电加热器在间断加热情况下，在螺栓中心孔与电加热器的外径总间隙在0.8-1.3mm条件下，累计寿命不少于50h。
   （三）合金电阻丝与引出线连接处应牢固可靠，不得有松动。外壳必须有良好接地。
   （四）电加热器钢套管经冷拨缩管后，用着色探伤或用5倍以上放大镜检查其表面，不得有裂纹等缺陷。缩管时应单向成型。
   （五）电加热器冷端封口处要求密封严密，以免潮气进入，破坏绝缘。
   （六）电加热器制造完成后，经过一个半月后，在常温下用500V兆欧表再测定其绝缘电阻（可在制造厂或用户处进行）应不低于50MΩ。