本文以內(nèi)蒙古風(fēng)電某項目現(xiàn)場97#和53#風(fēng)機為例,總結(jié)發(fā)電機和葉輪聯(lián)結(jié)高強度螺栓卡死和斷裂問題處理的方法。
《中國電機工程學(xué)報》(旬刊)國家一級學(xué)報,國內(nèi)外公開發(fā)行,全國中文核心期刊。主要出版動力和電力工程領(lǐng)域的新理論、新方法、新技術(shù)和新成果。主要服務(wù)對象是電力工業(yè)和電工制造領(lǐng)域的廣大科技工作者、高級工程技術(shù)人員和高等院校師生。
一、高強度螺栓簡介
高強度螺栓:是指螺栓性能等級8.8、10.9和12.9,螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱處理(淬火、回火)。
高強度螺栓連接的原理:它是用特制的扳手上緊螺帽,使螺栓產(chǎn)生巨大而又受控制的預(yù)拉力,通過螺帽和墊板,對被連接件也產(chǎn)生了同樣大小的預(yù)壓力。在預(yù)壓力作用下,沿被連接件表面就會產(chǎn)生較大的摩擦力,因此,只要軸力小于此摩擦力,構(gòu)件便不會滑移,連接就不會受到破壞。高強度螺栓一般用于永久連接,預(yù)緊力矩后不可重復(fù)使用。
高強度螺栓連接具有施工簡單、受力性能好、可拆換、耐疲勞、以及在動力荷載作用下不致松動等優(yōu)點,因此在風(fēng)力發(fā)電機組機這類機械性能要求較高的結(jié)構(gòu)件上,它是主要聯(lián)結(jié)方式。
二、聯(lián)結(jié)螺栓卡死和斷裂問題描述
在內(nèi)蒙古某風(fēng)電項目現(xiàn)場,風(fēng)電機組安裝公司在97#風(fēng)機上緊固發(fā)電機和葉輪聯(lián)結(jié)螺栓,使用液壓扳手第二次緊固時,螺栓就卡死不能繼續(xù)旋緊,因此螺栓并沒有進行第三次力矩緊固,螺栓頭部露出大約30mm。共有4副螺栓卡死。
安裝公司在53#風(fēng)機上使用液壓扳手第三次緊固力矩時,直接將4副螺栓扭斷,螺栓頭部被整體去除,斷裂的螺栓螺紋部分留在動軸法蘭和輪轂法蘭的螺栓孔中。
三、聯(lián)結(jié)螺栓卡死和斷裂原因簡單分析
發(fā)電機動軸和輪轂聯(lián)結(jié)螺栓緊固時卡死和斷裂,從現(xiàn)場法蘭螺栓孔螺紋查看,螺紋中有明顯的鋼渣,初步分析斷裂原因為現(xiàn)場沒有使用絲錐攻絲,再加上操作人員使用液壓扳手緊固螺栓時增加力矩過快綜合造成的。
四、聯(lián)結(jié)螺栓卡死和斷裂問題處理方法
(一)、聯(lián)結(jié)螺栓卡死的處理
1、取出工具的選擇
97#風(fēng)機動軸和輪轂法蘭聯(lián)結(jié)螺栓有4個卡死,但是沒有斷裂,因此考慮使用專用工具從螺栓孔中整體取出,因聯(lián)結(jié)螺栓規(guī)格為M36,而且緊固力矩較大,選用增力比1:33的增力包+力矩扳手實施取出工作。
2、詳細操作步驟
(1)、根據(jù)螺栓規(guī)格為M36,選用與增力包聯(lián)結(jié)規(guī)格為55mm的厚壁套筒頭。
(2)、根據(jù)螺栓在法蘭面的位置,選擇可以穩(wěn)固安裝增力包反作用力臂的方向,由于增力包的反作用力臂長度在不同規(guī)格螺栓接觸面并不一致,在力臂安裝接觸面較小時,可以采用在鄰近螺栓頭上額外放置套筒頭的方法。由于動軸和輪轂聯(lián)結(jié)法蘭面此時為豎直狀態(tài),安裝操作增力包時要注意防止墜落傷人。
(3)、兩個人配合操作,動軸側(cè)的一個人使用力矩扳手向增力包施加力矩,另一個人在輪轂內(nèi)使用手電觀察螺栓旋動情況。
(4)、力矩扳手使用要點:
首先將力矩扳手調(diào)整到120N•m,然后按照順時針右旋方向緩慢旋動力矩扳手,達到力矩值后,停上1分鐘左右,使螺栓散去因增加力矩時產(chǎn)生的熱量。
然后再加力矩值到130N•m,達到力矩值后,再停上1分鐘;
然后再加力矩值到135N•m,在、再停上1分鐘;
最后加到140N•m,停止2分鐘;
松開增力包力矩,調(diào)整旋轉(zhuǎn)方向為逆時針左旋方向,將增力包一次性旋出。
注意:輪轂內(nèi)觀察者要仔細查看螺栓頭旋動方向和旋動量大小,及時向操作力矩扳手的人傳遞信息,同時用廢磁鋼塊清理螺栓和鑄件的鋼屑。
兩人配合,輪換打力矩,反復(fù)進行第(4)步操作,經(jīng)過連續(xù)4-6小時的操作,可以將卡死的螺栓取出。取出螺栓后,使用絲錐將鑄件螺栓孔重新攻絲,最后重新聯(lián)結(jié)對應(yīng)規(guī)格螺栓。
(二)、聯(lián)結(jié)螺栓斷裂的處理
1、取出工具的選擇
53#風(fēng)機動軸和輪轂法蘭聯(lián)結(jié)螺栓有4個斷裂,因斷裂螺栓沒有六角頭,無法使用增力包,同時現(xiàn)場有的斷頭螺栓取出器均小于M36,因此先后試用了三種工具。
第一次試用比螺栓規(guī)格小的麻花鉆頭鉆孔,因螺栓為合金結(jié)構(gòu)鋼材質(zhì),屈服強度高,麻花鉆頭無法鉆入到螺栓中;
第二次試用圓柱形模具電磨頭,打磨效果不好,也不容易操作電磨;
第三次試用錐形模具電磨頭打磨,盡管打磨時間較長,但是效果較好。
2、詳細操作步驟
(1)、選擇直徑與螺栓孔匹配的錐形電磨頭,在模具電磨緊固后開始打磨螺栓;
(2)、首先打磨斷裂螺栓的中部,直到沿螺栓方向磨穿斷裂螺栓的斷裂面;
(注意:用廢磁鋼頭及時吸出打磨出的鐵粉)
(3)、逐漸擴大打磨螺栓孔的面積,徹底磨平所有螺紋部分;
(4)、鐵錘和鏨子將剩余的鋼環(huán)敲擊沖出。
(5)、取出螺栓后,繼續(xù)打磨將螺栓孔擴大孔徑,直到可使用同規(guī)格六角頭螺栓。
采用以上方法取出53#風(fēng)機2個螺栓歷時10天。
五、總結(jié)
由上述聯(lián)結(jié)螺栓問題處理的過程我總結(jié)如下:
1、 嚴(yán)把現(xiàn)場安裝質(zhì)量關(guān)
風(fēng)機在現(xiàn)場安裝前,機艙、發(fā)電機和葉輪聯(lián)結(jié)螺栓螺紋孔必須過絲,緊固螺栓力矩時必須嚴(yán)格按照規(guī)程操作電動、液壓扳手。
2、 建議
對所有螺栓問題的處理過程和方法編制成可操作的流程性文件。
在此本人根據(jù)內(nèi)蒙古某風(fēng)電現(xiàn)場和以及在裝配車間實習(xí)的情況,提出一個簡單的“螺栓問題處理流程”的構(gòu)想,具體步驟如下:
(1)、確定流程所控制的螺栓的種類。如按照場所分為總裝的、現(xiàn)場的,按照材質(zhì)強度和力矩值分為重要控制和一般控制等等。
(2)、確定流程的主要負責(zé)部門/崗位和涉及部門/崗位。在項目現(xiàn)場的螺栓問題是由質(zhì)量服務(wù)質(zhì)控和服務(wù)吊裝組共同完成的,主要責(zé)任部門均不明確。
(3)確定流程觸發(fā)的條件。如車間和現(xiàn)場反饋的螺栓卡死和斷裂報告。
(4)確定流程處理過程和方法。針對不同螺栓問題,根據(jù)螺栓規(guī)格,材質(zhì),螺紋特點,聯(lián)結(jié)部位材質(zhì)和外形尺寸狀況,現(xiàn)場操作空間和環(huán)境,選擇合適的取出工具,如增力包、力矩扳手、斷頭螺栓取出器、麻花鉆頭、電磨等。
(5)確定流程的最終解決方案。取出螺栓后在保證質(zhì)量的前提下,有替代問題螺栓的方法和部件,還需要進一步討論和確定。[!--empirenews.page--]
(6)確定流程優(yōu)化的方法。每年由主要責(zé)任部門搜集整理各總裝廠和項目現(xiàn)場出現(xiàn)的各種螺栓問題資料,編制成《公司螺栓問題處理手冊》,使螺栓問題處理流程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和系統(tǒng)化。
參考文獻:
1、《GB/T5782-2000六角頭螺栓》
2、《GB/T3077-1999合金結(jié)構(gòu)鋼》
論文指導(dǎo) >
SCI期刊推薦 >
論文常見問題 >
SCI常見問題 >