主調節閥油動機活塞桿咬死的處理方法

聶衛超，陸金龍

（國家電投集團協鑫濱海發電有限公司，江蘇鹽城 224500）

0 引言

國內某1250 MW 發電廠汽輪機采用日本三菱重工技術，關鍵重要部件進口，由哈爾濱汽輪機廠和三菱聯合供貨。根據機組特點，汽輪機選用半速機，工作轉速為1500 r/min、單軸、四缸、雙流道、六排汽的反動凝汽式汽輪機，由1 個高壓缸、3 個低壓缸及其附屬系統組成，附件包括進汽閥組、盤車裝置、密封油、EH 油、潤滑油系統（包括頂軸油系統）及儀表和控制系統。4 個缸通流部分均是雙流對稱式分布，主汽閥（MSV）的功能是在接到跳機信號時能快速切斷供高壓缸的主蒸汽，主調節閥的主要功能是通過控制系統調節進入高壓缸的蒸汽流量，共有4 個主汽閥（MSV）和4 個主調節閥（GV）。

1 主調節閥功能及安裝介紹

1.1 主調節閥功能

汽輪機主調節閥的主要功能是通過控制系統調節高壓缸的蒸汽流量，兩個主汽閥和主調節閥的閥體由一個整體鑄件組成，形成一個閥組進汽室，經主調節閥進入到高壓缸的入口。主調節閥屬于平衡型閥，施加于閥上的不平衡力較小，容易控制，在主調節閥周圍，裝有一個由多孔的圓筒組成的消聲器，減小低負荷時主調節閥周圍的壓降，從而減小閥門小開度時氣流的沖擊，降低噪聲。

1.2 主調節閥安裝介紹

油動機通過油缸活塞桿向上運動的提升力來開啟閥門，閥門彈簧提供相反的力來關閉蒸汽閥門。主調節閥由三菱供貨，包含進汽管道、閥組件、彈簧室、連接器、油動機等主要部分組成，各部件在現場進行組裝。

主調節閥閥桿與油動機活塞桿通過一個連接器（圖1）連接，連接器外觀是一個圓形螺母，內部為細牙螺紋，主調閥閥桿和油動機活塞桿端同樣是細牙螺紋，細牙螺紋的連接強度高，自鎖性能好，常用于固定調整等用途，對于有振動和防松要求，精密傳動的情況下宜選用細牙螺紋。通過連接器將閥桿與油動機相連，在控制油壓的作用下提升閥桿，調節汽門開度。現場安裝時，先把閥組件安裝到進汽室內，再將連接器旋入閥桿上，緊固到位后對正穿入銷子，然后安裝彈簧室及油動機組件，在油動機彈簧室上穿入3 根臨時引桿，壓縮油動機彈簧，直至露出油動機活塞桿上的方槽為止，然后將油動機活塞桿旋入連接器，按照力矩值進行緊固后穿入固定銷并斂縫，完成執行機構與配汽機構的連接。

圖1 活塞桿示意圖

2 連接器與油動機活塞桿咬死情況簡述

1 號機組基建期間，對主調閥各零部件進行組裝，在主調節閥安裝時，施工單位為趕工期，裝配過程中工藝不規范，油動機活塞桿與連接器安裝過程中，出現油動機活塞桿卡在連接器內，并且連接器未安裝到位。按照常規的檢修方法，在連接絲扣內噴涂螺栓松動劑，并結合銅棒振擊的方法，繼續擰緊連接器，但擰緊幾扣后又出現卡澀現象，向螺紋內澆入潤滑油并靜置半天，在無法輕松旋緊連接器的情況下，盲目的使用加長桿和大錘敲擊連接器，試圖強行將連接器繼續旋入活塞桿，在這過程中，致使活塞桿與連接器咬死，想要將連接器旋出，但拆卸困難，既不能緊固，也不能松動。

考慮到繼續擰緊或旋松連接器可能會對螺牙造成更為嚴重損傷，采用割炬加熱連接器外表面的方法，使連接器受熱膨脹，然后松開連接，但加熱后，連接器與活塞桿仍然不動，出現螺牙徹底咬死現象，遂將這一情況上報。

3 處理思路及方法

3.1 處理思路

維修部工作人員現場檢查后，確認活塞桿與連接器已徹底咬死，詢問安裝人員，得知在開始時可以輕松旋入，當旋緊到2/3時，發生咬扣現象，活塞桿和連接器螺紋損傷嚴重導致無法拆除。油動機與汽門安裝不到位會出現閥桿卡澀、斷裂、引發調節系統調節不靈敏，嚴重時汽門不能關閉等危及機組安全運行的事件。

初步分析活塞桿與連接器咬死的原因：①基建期受到現場不清潔環境因素的影響，連接器存放的過程中，有異物粘著在螺紋上，安裝時沒有做好清潔；②與螺紋表面質量直接相關，在鍛造、熱處理過程中，出現邊角毛刺、運輸過程中出現磕碰、劃傷引起表面質量下降；③在螺紋損傷后，產生的廢屑積累在螺牙內，繼續旋緊后出現螺牙變形，阻礙螺紋旋合；④內外螺紋間隙較小，在受到大錘較大沖擊力下，使已經變形的螺紋進一步受損；⑤加熱時受熱不均勻，局部過熱，導致徹底咬死，即使能夠拆卸下來，也難以進行二次裝配。

針對這種現象，不能繼續安裝，如果強行擰緊，連接器和活塞桿螺紋損壞，還可能會出現已安裝到位的閥桿螺紋損壞，這兩個部件為原裝進口，采購周期長且價格昂貴。經討論后，最后確定兩種處理方法：①將油動機活塞桿切除，保留連接器和閥桿；②將連接器剖開，保留油動機活塞桿，但切割過程中不能保證活塞桿螺紋完好無損。

結合實際情況，宜采用相對保守的原則，將損失降到最低。對兩種處理方法進行再討論，認為第二種方法雖然耗費人工，但是從閥桿與連接器的采購經費來比較，第二種方法較為經濟可行，制定詳細的檢修策略，注意避免對活塞桿螺紋造成損傷，在保證檢修工藝的情況下，通過切割破壞連接器，使之與活塞桿分離。

3.2 處理方法

剖開連接器的處理方法：先用切割機在連接器上切出一條豎直的槽道，調轉180°，在對稱位置上再切出條豎直的槽道，然后將連接器從活塞桿上旋出。

首先將主調節閥從進汽管道上整體拆下，平放在膠皮上，并用木頭固定墊平，將活塞桿和連接器做好防護，防止在切割過程中受到損傷。現場切割完畢后，連接器無松動跡象，無法旋出，繼續進行二次切割，擴寬槽道的寬度，將已經切割的“一”字形槽道改為“V”字形槽。在進行二次切割后，連接器仍無松動跡象，無法旋出。繼續進行三次切割，擴寬切割面，在“V”字形槽的基礎上將切口磨成一個接近于半圓形的弧形面。切出半圓形槽后，活塞桿螺紋與切割面最小余量約2～3 mm，無法將連接器旋出，用螺栓松動劑自頂部噴涂，擱置0.5 h 后，仍然無松動跡象。商議決定再繼續擴大兩側的圓形槽的切割面至接近內螺紋處，然后磨薄連接器，縮小活塞桿與切割面距離。打磨后，一側連接器幾乎切透，稍微露出內部活塞桿螺紋，使用鏨子剔除連接部分金屬，露出一側螺紋，用同樣辦法處理另一側連接器，剔除連接部分金屬后，連接器與活塞桿徹底分離，取下受損的連接器（圖2）。

圖2 破壞切割后的連接器

4 活塞桿檢查

4.1 活塞桿檢查

活塞桿與連接器脫離后對活塞桿進行檢查，發現油動機活塞桿表面臟物較多，螺紋內夾雜著一些固體顆粒物，使用清洗劑對活塞桿螺紋進行清洗，用再生布擦拭干凈。

4.2 判斷依據

查閱三菱提供的技術文件，對油動機活塞桿螺紋的判定使用標準要求為：①螺紋磨損量應小于相對標準的30%；②有缺陷或受影響的螺紋數量小于總量的10%。經現場測量，活塞桿螺牙高約為0.32 mm，雖然多數螺紋受到磨損，但依據三菱規定螺紋磨損量應小于相對標準的30%的要求來考慮，受損的螺紋磨損量尚在可接受的范圍之內。檢查統計，活塞桿共有37 圈螺牙，嚴重損傷的有2 圈，一般損傷的有4 處，損傷較小的有3 處，自下向上第5 根螺紋1/5 圈螺紋幾乎全部磨沒如圖3a）所示，自下向上數第4 根螺紋1/2 圈螺紋磨沒如圖3b）所示，螺紋處已經磨平（自上而下貫穿磨平）如圖3c）所示。

圖3 螺紋受損情況

根據檢查結果，損傷嚴重的兩處螺牙會影響使用效果，如果修復后繼續使用，在擰緊時不排除還會出現卡阻現象。三菱技術支持專家見證后，將詳細情況整理材料后匯報三菱總部，三菱認為螺紋受損情況比預想的要好，根據油動機活塞桿螺紋的判定使用標準要求，活塞桿可繼續使用。維修部接受三菱總部的建議，對油動機活塞桿螺紋進行修復處理，更換新連接器繼續使用。

5 事件反饋

細牙螺紋螺距小，配合更為精密，這種裝配精度較高的細牙螺紋，螺牙間的微小不平整度或加工精度不高，在安裝時容易出現嚙合位置咬扣，導致螺紋副間的摩擦力增加，如強行擰緊會出現咬死或拆卸困難，受損的螺牙修復處理技術復雜，難度大，一定要嚴格控制檢修工藝。

針對主調節閥油動機活塞桿咬死的情況分析，基建公司在安裝過程中存在嚴重失誤，野蠻施工，導致連接器徹底咬死，活塞桿螺紋受損，總結此次事件，應吸取教訓，在今后的安裝過程中應嚴格遵守以下5 點：①各部件在安裝前保證清潔度，徹底清潔去除活塞桿和連接器螺紋表面和內部的氧化皮、雜質、異物；去除表面的銹跡、毛刺等。對于輕微受損的螺牙使用銼刀或車床進行修復，損傷超過標準的禁止使用；②進行試裝配。活塞桿應能輕松旋進連接器內，確保安裝靈活、無卡澀現象；③正式回裝時應在活塞桿螺紋表面均勻涂抹防咬劑、石墨、二硫化鉬等潤滑劑，降低摩擦系數；④嚴格遵守廠家標準工藝、檢修規程，按照規定的力矩要求進行緊固，注意連接器旋入旋出的速度，當出現卡組時，及時查找原因，禁止野蠻操作，損壞設備；⑤制作連接器拆除裝用工具，保證在拆裝過程中用力均勻，規避連接器卡澀、咬死風險，保證設備的安全可靠性。

合理的裝配工藝減少設備檢修工作量，避免設備及零部件損傷，節約檢修成本，延長緊固件使用壽命。