关于电厂螺栓螺纹咬死现象发生的原因分析及应对方案

摘要：螺栓作为电厂常用的紧固件，对于电厂设备的正常运行及设备的安全起至关重要的作用，螺栓螺纹咬死现象的发生，对于电厂正常维修工作带来很大的麻烦，有时甚至不得不采取破坏性方式拆除。因此，了解并熟悉螺栓特性，采取必要措施避免螺纹咬死现象的发生，在一定程度上可以提高电厂检修效率，缩短检修时间，也可提高螺栓再次利用率，减少新备件的采购、使用，提高电厂经济效益。

关键词：螺栓 载丝 咬死 啮合 氧化 原因 防止 措施

中图分类号：U213.5+2 文献标识码：A文章编号：

1.前言

某电厂300MW机组高压主汽门阀盖紧固螺栓，属双头深盲孔载丝螺栓，规格为M72×3×410，材质为20Cr1MoVTiB，左右侧主汽门阀盖紧固螺栓共32个。

上图即为主汽门阀盖螺栓，由罩螺帽、双头螺栓、凹垫片及凸垫片组成，双头螺栓载丝部分自机组投产至今都未进行拆卸检查，此次检修要求对全部螺栓进行拆除，清理并进行光谱、硬度分析。然而，在现场实际施工过程中，螺栓载丝部分与阀体母丝出现咬死现象，且咬死数量占整个螺栓数量的2/3，螺栓拆卸难度很大。

起初，采用常规方法用将除锈剂喷涂在螺栓载丝处4小时左右，然后采用链子钳松动，但徒劳无功。后来，不管是采用加长杆增力扳动,还是用18磅大锤敲打或用割炬加热均无法取出，常规方法根本无法拆卸。

最后采用割炬在离螺栓与阀体载丝约20 mm部位，割断螺杆。钻2个孔，再用割炬将螺杆割开，从而使螺纹脱开。如此做法是舍弃大部分螺栓，保护母体丝扣不被破坏，更换螺栓备品来达到检修目的。

螺栓作为电厂常用的紧固件，在电厂的安全运行中起着至关重要的作用，在电厂，基于长期运行以及现场环境等因素的影响，经常出现螺栓无法拆卸的情况。特别是重要设备，由于运行工况、安全要求高，常采用深盲孔载丝螺栓。这些螺栓通常直径大、螺纹配合长度长，在拆卸过程中可能对位于设备本体上的螺纹底孔产生破坏，加之受到材料、热处理、现场加工条件等各方面的限制，螺纹底孔的处理比较复杂和困难，这将直接影响电厂的检修工作，造成重大经济损失。

2.原因分析

2.1产品本身特性因素

螺栓咬死的现象常发生在不锈钢，合金钢制的紧固件上，这几类金属合金本身有防锈蚀的特性，在表面受损伤时，会在金属表面产生一层薄薄的氧化层来防止更深入的锈蚀，当不锈钢紧固件被锁紧时，牙纹间所产生的压力与热应力会破坏并抹去其间的氧化层，使得金属牙纹直接发生阻塞，进而发生黏着、吸附、啮合现象的。当黏着现象持续发生时，将使得不锈钢紧固件完全锁死，再也无法卸下或锁上。因此，了解不锈钢制品的特性并遵循正确的操作手续是防止不锈钢紧固件咬死的第一步。

2.2螺栓清理不到位

螺栓牙纹粗糙或有异物沾粘（如有焊渣及其它金属屑夹在牙纹间），常会导致咬死，对于常规检修而言，螺栓拆卸完毕后，要对螺栓丝扣进行彻底清理，丝扣较完整的螺栓一般都采用煤油清洗，用钢丝刷将表面油垢及一般附着物清理干净，再用压缩空气吹扫；对于丝扣轻微拉伤的螺栓一般都采用小型圆形锉或三角锉将受损部位修复，然后清洗、清理干净；对于丝扣损伤较大的则采用相匹配的丝攻，重新攻丝修复，然后清洗、清理完毕。如果螺纹检查、清理不够彻底，螺纹内有毛刺、伤痕、杂物；热紧时间过长，螺纹部分温度过高都能使螺栓胀死。

2.3螺栓装复前的

对螺栓的螺纹部位进行适当的均匀的和防咬是极为重要的，实际经验表明，和防咬在装配工艺中已经越来越受到重视，合适的剂、方式、防咬剂不仅对装配质量起着重要的作用，而且对今后的拆解造成深远的影响。对螺栓进行适当的还意味着要选用合适的剂并且不能进行过度的，如果使用过多的剂或防咬剂，或者对螺纹配合部位进行过量的表面打磨，也将直接影响螺栓在运行后的拆除。

2.4拆卸工艺不规范

温度偏高时即开始拆卸螺栓，温度高时材料硬度低，这时拆卸螺栓可能造成螺纹咬死，以致受到损伤；高温状态下使用气动扳手，且使用时快速旋转，以致温度急速上升导致咬死；拆卸时加热工艺不正确，使螺扣部分温度过高而涨死。

2.5工作环境的影响

电厂的工作环境大都比较恶劣，对于长期在高温下运行的设备，其上的螺栓也经受同样的考验，并且承担着极大的载荷。设备从低温到高温，然后又从高温到低温的过程中，必然会在不同阶段产生不同量不同类型的变形，特别是在高温下经过长期的运行后再冷却下来，其变形将是不均匀且不规则的。这个变形对于紧密配合的螺纹来说，产生的影响非常大。虽然在设计时要考虑这方面的因素，但由于现场环境情况复杂以及装配工艺等方面的影响，高温螺栓咬死的机率相对较大。

2.6螺栓制造加工精度

加工精度是对螺栓装配产生极大影响的因素之一，加工精度差甚至可能导致在装配阶段就出现咬死现象，从而产生废品或者影响电厂运行计划。

3.此次装备采取防止螺栓咬死的措施

3.1装配前螺栓的

螺栓经清理检查完毕，装配前通常采用二硫化钼粉或石墨粉作为螺栓涂料，这在一定程度上可以减少螺纹间氧化物的聚结和减少丝扣间的摩擦系数，减轻螺纹咬扣，然而作为高压主汽门阀盖螺栓，此处运行时温度较高，最高可达 538℃，而我们常规做法所采用的二硫化钼涂料在315℃便开始被氧化，不适宜用在高温部件处；而石墨的高温性能良好，熔点高达3000℃，且导热性、性、化学稳定性、及可塑性都较好，因而，高温部件建议涂石墨粉，但涂抹要均匀、适当。

3.2螺栓热紧规范

螺帽必须垂直于螺丝的轴线进行旋合，切勿倾斜，需热紧的螺栓，厂家通常会规定冷紧扭力值，按要求冷紧完毕，方可进行热紧，热紧后等螺栓温度恢复至常温，对螺栓的伸长量进行测量，螺栓伸长量大于厂家规定值的需再次加热旋松螺帽，使螺栓伸长量达到要求；反之，则要求再次加热使得螺栓伸长，旋紧螺帽，达到要求。如果加热时间及温度掌握不好，伸长量不够，使用大力矩硬扳或大锤敲打，这时螺帽就在温度较高、螺纹硬度较低、接触应力较大的状态下旋转，会使螺纹产生毛刺，产生咬死现象。

3.3螺栓定期检查清理

主汽门等高温部件的螺栓，每次机组检修，都要进行拆卸清理检查，像石电机组主汽门螺栓由于从未进行拆卸清理、检查，时间越长吸附、啮合及氧化现象越严重，从而导致无法拆卸。

4.结论

避免电厂设备螺栓螺纹咬死现象的发生，一方面可以大大减少设备检修的工作量；另一方面可以减少不必要的强制性拆除及破坏性拆除方案，避免了不必要的设备及零部件的损伤，提高了机组的安全性，也为电厂节约了成本，提高了经济效益。

参考文献：

1.李晓滨 《机械工程基础与通用标准实用丛书--螺纹及其联结 中国计划出版社2004-5-1

2.郭延秋 《大型火电机组检修实用技术丛书—汽轮机分册》 中国电力出版社2003