螺栓加熱器在高壓汽輪機螺栓拆裝中的應用

汽輪機在安裝和大修時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間短,螺栓受熱均勻,使用簡便和勞動強度低的要求.本文介紹的一種電加熱器,是由東方汽輪機廠和有關制造廠,發電廠共同設計制造的,加熱器電熱元件采用雙螺紋硅碳管,使用方便,維護簡單

用于連接N210-130/535/535型汽輪機高中壓主汽門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。

汽輪機扣蓋后，按螺栓編號將螺栓裝上，首*行冷緊，即根據螺栓直徑大小施以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，便能自由的將螺栓施至給定的角度，這樣螺栓冷卻后，螺栓就得到一個必要初應力，這個初應力可以保持汽輪機運行20000小時以內。當螺栓發生蠕變后，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個插座，可供6到12個加熱器同時加熱螺栓。輸出電壓為交流220伏或直流110伏，電源通過YHC重型橡膠電纜，標稱截面3×6mm2接到三相電源上，中地線廠方自備。標稱截面為15mm2。

    電加熱器發熱元件為鎳鉻合金電阻絲，電阻絲允許長期工作溫度為1400℃左右。電加熱頭部有一組插銷，通過一組插銷電線連接電加熱器，結構詳見表二。此種電加熱器具有結構簡單、使用方便、功率大、使用壽命長等特點。

電加熱器結構尺寸性能詳見表二

表二

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

三、螺栓熱緊操作程序

   1、螺栓螺母對應試擰，螺母應能順利擰到底。然后用塞尺檢查螺母端面與法蘭接觸情況。全周用0.04mm塞尺通不過時表示接觸良好。檢修時若需重新更換螺栓和螺母，應將螺母擰到底，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、潤滑劑（試劑線型粒度15mm，石墨含量99.9％），反復摩擦螺紋部分，使螺紋齒尖到齒隙全部表面發出烏黑光澤為止，再用壓縮空氣大出多余石墨、潤滑，保持清潔。

3、經過以上兩項工作后即可對應擰緊螺母，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終點標志，詳見下圖。各螺母的熱緊轉動弧長見下圖。

4、用壓縮空氣吹凈螺栓的加熱孔，確保孔內沒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。

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

6、在聯合通電試驗前，電源箱、插銷組、電加熱器單獨進行檢查，有否短路或絕緣不良的地方，發現問題及時解決，加熱器絕緣不夠可放在干燥箱內在100℃下干燥48小時再檢查。檢查合格后，按照螺栓熱緊順序將電加熱器插入每個螺栓孔內。并檢查電加熱棒與螺栓是否有短路現象。

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

8、根據螺栓溫度情況，可一邊加熱，一邊擰緊螺母，直到螺栓緊到給定弧長（度）然后拔掉插銷，稍等片刻待電加熱器外壁與螺栓絲內壁有約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。

螺母轉動角度及弧長均為理論計算值，考慮到運行后汽缸變形及法蘭中間的涂層薄，實際加熱時應適當加大，螺栓緊力和相應此緊力的附加轉動弧長一般不宜超過理論計算值的20％。

表三：

四、螺母的拆卸：

修需要揭開大蓋時，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、加熱螺栓前認真檢查電源箱及電插銷組絕緣性能是否完好，如絕緣電阻不夠，可放在干燥箱內在100℃下干燥48小時再檢查。檢查合格后方可接上電源。

3、將不同型號的電加熱器分期分批插入不同直徑需加熱的螺栓孔內，使螺栓受熱伸長，在加熱過程中，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：

1、在使用保管過程中需小心輕放，嚴禁破壞。

2、用完后應垂直放置于干燥箱內。

3、電源箱、電線、電纜在使用完后，應送回倉庫由專人保管，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，影響元件絕緣性能。

5、型號規格及參數按下表規定：

螺栓加熱器技術要求：

（一）汽輪機螺栓電加熱器應符合下列要求：
   1、電加熱器所用原材料應符合下列要求：
      ①　絕緣材料氧化鎂的成份應符合HG3-1294-80《氧化鎂》規定；
      ②　氧化鎂須經烘干后使用；
      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，技術要求按GB1234《高電阻電熱合金》規定；
      ④　電加熱器保護套管材料為1Cr18Ni9Ti耐熱不銹鋼管。其技術要求按YB804《不銹耐酸鋼無縫鋼管》規定。使用其它材料由制造廠與用戶商定；
      ⑤　電加熱器用的保護套管內部去除毛刺后，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　電加熱器插入長度在1m以內的，其中心線直線度不大于?0.3mm；插入長度在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　插入部分長度偏差為±5mm，發熱長度偏差為±5mm，底部冷端長度為25-30mm；
      ⑤　電加熱器在使用時要求發熱均勻，不允許有局部過熱現象。
   （二）對電加熱器進行壽命試驗時，每次加熱時間為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，累計壽命不少于50h。
   （三）合金電阻絲與引出線連接處應牢固可靠，不得有松動。外殼必須有良好接地。
   （四）電加熱器鋼套管經冷撥縮管后，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。縮管時應單向成型。
   （五）電加熱器冷端封口處要求密封嚴密，以免潮氣進入，破壞絕緣。
   （六）電加熱器制造完成后，經過一個半月后，在常溫下用500V兆歐表再測定其絕緣電阻（可在制造廠或用戶處進行）應不低于50MΩ。