高中壓缸連接管道應(yīng)力的檢測及因素分析

1、.高中壓缸連接管道應(yīng)力的檢測及因素分析山東電建二公司 陳挺摘要：高中壓缸與管道焊接產(chǎn)生的應(yīng)力因素分析，檢測方法及預(yù)防措施。關(guān)鍵詞：高中壓缸 應(yīng)力檢測 在以往機組安裝過程中，高中壓缸在進行與缸連接的各種管道焊接完畢后，通過熱處理的方法消除焊口應(yīng)力。但是，應(yīng)力是否已經(jīng)全部消除掉了，或者說缸下管道重量會不會影響到高中壓缸卻沒有檢測過。我們通常是高中壓缸全實缸狀態(tài)下做完負(fù)荷分配，進行定位后焊接各導(dǎo)汽管及抽汽管。實際上，各焊口應(yīng)力及管道重量在一定程度上影響高中壓缸負(fù)荷分配及內(nèi)部間隙。如果應(yīng)力分部不均，將會引起高中壓缸膨脹不均以及內(nèi)部動靜間隙變化，降低機組運行穩(wěn)定性能。 華興#2機組為燃機-蒸汽輪機聯(lián)合循

2、環(huán)發(fā)電機組。燃機型號為9FA，汽輪機型號為D10。高中壓合缸到達現(xiàn)場。高中壓缸缸下接口為一路主蒸汽，兩路再熱蒸氣，一路低壓進汽和兩路高壓排氣。高中壓進行負(fù)荷分配后，右側(cè)貓爪吃力大，現(xiàn)場將左側(cè)貓爪墊片加了0.10mm，再次進行負(fù)荷分配檢查，結(jié)果如表1。表1調(diào)端左側(cè)貓爪調(diào)端右側(cè)貓爪電端左側(cè)貓爪電端右側(cè)貓爪標(biāo)高（mm）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）0.5084284284344303483483553560.3814003424003383363383403400.25437431237

3、43063203203243240.1273402843402743083083143080306256308242297294298294-0.l27268222276214280280280280-0.254238198240188266268268265-0.381204168204160250250254250-0.508142142128128236236234234負(fù)荷差百分比1%1%將主汽門及兩個再熱門吊架位置安裝處做了位移監(jiān)視專用工具，以監(jiān)視導(dǎo)汽管焊接引起汽門變化量，位移監(jiān)視專用工具生根在鋼梁上，測量門與工具的各方位的數(shù)值，并記錄下焊接前數(shù)據(jù)。 先進行主蒸汽導(dǎo)管的焊接，焊接完畢

4、后，焊口進行熱處理，等焊口冷卻到環(huán)境溫度后，進行高中壓缸負(fù)荷分配的檢查。測量結(jié)果如表2。同時記錄主汽門的移動量，此時主汽門位置未變。表2調(diào)端左側(cè)貓爪調(diào)端右側(cè)貓爪電端左側(cè)貓爪電端右側(cè)貓爪標(biāo)高（mm）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）0.5084364364104003483473893880.3814284233763603343323763740.2544033983403283183103593540.12737736530829730229834433703393322762592

5、84279329318-0.l27304298238222270265314301-0.254274267202196257247298286-0.381239235165160239234279265-0.508201201125125218218242242負(fù)荷差百分比20%14% 從表2不難看出，高中壓缸前后貓爪吃力分布變化很大，左右兩側(cè)負(fù)荷超過10%?，F(xiàn)場對各種可能影響負(fù)荷分配的因素進行逐一分析，認(rèn)為原因有四：1） 導(dǎo)汽管正式支吊架沒有安裝，臨時剛結(jié)構(gòu)的支撐使得導(dǎo)汽管的重量沒有均勻分布。2） 此時處于油循環(huán)階段，軸承座由于充滿了溫度較高的潤滑油，受熱膨脹，引起缸四貓爪負(fù)荷分配不均。3）

6、 高中壓轉(zhuǎn)子與缸調(diào)端端部汽封相碰，底部接觸無間隙，轉(zhuǎn)子重量影響缸負(fù)荷分配。4） 管道對口沒在同一中心上，引起焊接變形，或者，焊后熱處理不徹底。主汽導(dǎo)管的重新切割無疑會增加很多額外的工作量。因此，現(xiàn)場從前三個問題入手，首先將正式支架安裝到位，拆除臨時支撐；然后停潤滑油泵，使軸承座冷卻；最后前后用千斤頂頂起轉(zhuǎn)子，使之與端部汽封有一定間隙。之后，重新進行負(fù)荷分配，數(shù)據(jù)如表3。表3調(diào)端左側(cè)貓爪調(diào)端右側(cè)貓爪電端左側(cè)貓爪電端右側(cè)貓爪標(biāo)高（mm）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）0.50843843

7、64414403613603833840.3814044024304253453453733780.2543753684003983353343593600.1273403383643603193173403390308299330325301301326324-0.l27276268298288283283312308-0.254240239260255274269299292-0.381204205224223257253280279-0.508175175192192238238261261負(fù)荷差百分比6%8%表3證明，每個貓爪的吃力比焊接前大，但是負(fù)荷差值仍是均勻的，所以，高導(dǎo)管的重量

8、加大了每個貓爪的負(fù)荷，但是，增加量是均勻的。之后，進行中導(dǎo)的配管、焊接。焊接完畢后，檢查兩個再熱門，位置無變化。進行負(fù)荷分配法檢測，數(shù)據(jù)如表4。負(fù)荷增加仍均勻，但由于兩路中導(dǎo)為對稱于汽輪機中心線布置，而兩個再熱門分布在汽缸右側(cè)，因此左側(cè)管線稍長，重量較大，而引起左側(cè)貓爪吃力增加比右側(cè)大。表4調(diào)端左側(cè)貓爪調(diào)端右側(cè)貓爪電端左側(cè)貓爪電端右側(cè)貓爪標(biāo)高（mm）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）0.5085305305225224484444254250.381492478480473425422

9、4004050.2544584394444364104013803800.1274214014123953813803603550382364372357360359340336-0.l27343330324307340339320312-0.254308295290278321319300291-0.381268256257240300290279272-0.508218218203203277277254254負(fù)荷差百分比3%6%一路低壓進汽焊接完畢后，正式支架安裝完畢，負(fù)荷差百分比基本保持在10%以內(nèi)。然后焊接高壓排氣兩路管子。焊接完畢后，負(fù)荷分配突然變化，詳細(xì)數(shù)據(jù)見表5。表5調(diào)端左側(cè)貓

10、爪調(diào)端右側(cè)貓爪電端左側(cè)貓爪電端右側(cè)貓爪標(biāo)高（mm）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）0.5085005005105104054054504500.3814624504914903823804304270.2544384104504503613604104010.1274003804104173413403903800360340390371321319370360-0.l27320300350341301300350339-0.254281260311309280280330319-0

11、.381241225278270260260309298-0.508191191240240238238275275負(fù)荷差百分比9%14% 與表4進行比較，發(fā)現(xiàn)右側(cè)貓爪吃力加大，左側(cè)卻有所減輕。所有管道走向均朝向缸右側(cè)走，而且三只汽門也分布在高中壓缸右側(cè)。鑒于這種結(jié)構(gòu)，經(jīng)過分析研究，認(rèn)為右側(cè)貓爪負(fù)荷增加原因是三只汽門和正式支架沒完全吸收管道重量引起的。通過位移監(jiān)視專用工具測量三個汽門的位移量，發(fā)現(xiàn)主汽門及再熱#1門下沉約10mm。下沉原因是由于閥前管道配管割去了汽門臨時鋼結(jié)構(gòu)的部分支撐，臨時鋼結(jié)構(gòu)剛性不足，嚴(yán)重變形，汽門重量通過導(dǎo)汽管傳遞到缸上。將主汽門與再熱#1門墊高，并將鋼性支撐加固，再次

12、進行負(fù)荷分配檢查，結(jié)果如表6。表6調(diào)端左側(cè)貓爪調(diào)端右側(cè)貓爪電端左側(cè)貓爪電端右側(cè)貓爪標(biāo)高（mm）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）0.5084954905015024224224254220.3814604424614504024004094010.2544194014214023823803893800.1273803633833663623603653600339322341337342340343338-0.l27300285301290320318322318-0.2542612

13、51262258301297302300-0.381221219223219280270280278-0.508180180180180252252254254負(fù)荷差百分比1%1% 經(jīng)過加高加固的剛性支架分擔(dān)了一部分閥門重量，并且同時支吊架也承受了大部分管道重量，使得高中壓負(fù)荷比表4略有降低。將閥后管道各支吊架彈簧調(diào)整到冷態(tài)位置，并將銷子取出，各支吊架標(biāo)高有所上升，承受了管道大部分重量，使得高中壓貓爪吃力略有下降。數(shù)據(jù)見表7。表7調(diào)端左側(cè)貓爪調(diào)端右側(cè)貓爪電端左側(cè)貓爪電端右側(cè)貓爪標(biāo)高（mm）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）上（kg/cm2）下（kg/cm2）0.5084444424604524024024004000.3814354254404173803803803820.2543953914003833593573623600.1273603583633483383213403350322310327310318310320318-0.l27283280291272294290300299-0.254247240255240277271281280-0.381207200207194250248263260-0.50