| 1、情况介绍：河北西柏坡发电有限责任公司装机容量为4×300MW、哈汽N300-16.7/537(538)/537(538)、亚临界、单轴、凝汽式汽轮机，高压缸进汽由两个高压主汽门和六个高压调节门(简称高调门)控制，高调门运行方式根据负荷大小采用单阀或顺序阀。其中#1机组1993年12月投产，历经3次大修、6次小修，末次大修时间为2002年10月。 2、事件起因 2.1、2002年10月#1机组大修，高调门解体发现门杆头部(此处无螺纹，但加工有止动横销孔，ф12mm，L=120mm)发生横向断裂。因止动横销(简称横销)未脱出，所以#4高调门大修前运行稳定，未见异常。 2.2、门杆头断裂的原因分析 2.2.1、受力。长期运行中蒸汽对门杆产生轴向周期性激振力，门杆头部以及连接螺纹部分容易产生疲劳损坏 2.2.2、加工工艺。门杆头横销孔采用钻孔后再铰孔加工而成，孔边缘呈现刀锋状，形成典型的应力集中点，裂纹一旦形成后就会迅速发展为断裂。 2.2.3、材质。门杆材质2Cr12NiMoWV，工作于高温下，为增加其抗高温氧化能力，表面进行了特殊的渗氮处理，形成一层厚约0.5mm的氮铁化合物，其硬度、耐磨性、抗氧化性大大增加，相应的脆性增大，韧性降低。 2.2.4、装配工艺不当。 哈汽厂高调门装配图工艺要求：冷态安装，门杆旋入导向套内，需要对门杆施加152N*M的扭力，然后装入横销。即要求冷态安装后门杆与导向套完全紧力接触，禁止留有间隙。热态运行时，由于门杆被包在导向套内部，温度高于导向套，其轴向线性膨胀量大于导向套，上述紧力配合依然能得到保证。因此门杆热态运行时，门杆受到蒸汽的轴向激振力，此力会直接传递至导向套，从而使门杆的连接螺纹不受激振力的作用，因为连接螺纹部位是更易发生损坏的应力集中点，这样就防止了螺纹的疲劳损坏。实际情况并非如此，6个高调门不同程度存在不符合技术要求的现象，即冷态时回装门杆，施加152N*M扭力矩后，门杆横销孔与导向套横销孔发生了错位现象，横销无法顺利装入。为了能顺利安装横销，必须要将门杆轻微旋退，如果按照横销孔错位2mm、门杆连接螺纹为M50*2计算，门杆需要退出约0.025mm，即门杆头与导向套存在0.025mm的间隙，这又不符合技术要求的紧力配合。如果检修人员忽视了装配技术要求，图省力而草率地安装，就会留下安全隐患。 横销孔错位的两个主要原因：a 零部件出厂时加工尺寸未达到技术精度要求； b 门杆长期运行于高温、受力状态下，连接螺纹受拉应力、压应力、振动疲劳破坏和高温氧化等影响，表面产生变形、缺损，装配间隙随之发生变化。 2.2.5、横销变形。横销受力后产生轻度弯曲变形，检修时未予更换，强行安装时由于不同心横销对销孔边缘产生较大的挤压力，销孔边缘受力状态进一步恶化，开裂的可能性急剧增大。 |
