主调节阀油动机活塞杆咬死的处理方法

聂卫超，陆金龙

（国家电投集团协鑫滨海发电有限公司，江苏盐城 224500）

0 引言

国内某1250 MW 发电厂汽轮机采用日本三菱重工技术，关键重要部件进口，由哈尔滨汽轮机厂和三菱联合供货。根据机组特点，汽轮机选用半速机，工作转速为1500 r/min、单轴、四缸、双流道、六排汽的反动凝汽式汽轮机，由1 个高压缸、3 个低压缸及其附属系统组成，附件包括进汽阀组、盘车装置、密封油、EH 油、润滑油系统（包括顶轴油系统）及仪表和控制系统。4 个缸通流部分均是双流对称式分布，主汽阀（MSV）的功能是在接到跳机信号时能快速切断供高压缸的主蒸汽，主调节阀的主要功能是通过控制系统调节进入高压缸的蒸汽流量，共有4 个主汽阀（MSV）和4 个主调节阀（GV）。

1 主调节阀功能及安装介绍

1.1 主调节阀功能

汽轮机主调节阀的主要功能是通过控制系统调节高压缸的蒸汽流量，两个主汽阀和主调节阀的阀体由一个整体铸件组成，形成一个阀组进汽室，经主调节阀进入到高压缸的入口。主调节阀属于平衡型阀，施加于阀上的不平衡力较小，容易控制，在主调节阀周围，装有一个由多孔的圆筒组成的消声器，减小低负荷时主调节阀周围的压降，从而减小阀门小开度时气流的冲击，降低噪声。

1.2 主调节阀安装介绍

油动机通过油缸活塞杆向上运动的提升力来开启阀门，阀门弹簧提供相反的力来关闭蒸汽阀门。主调节阀由三菱供货，包含进汽管道、阀组件、弹簧室、连接器、油动机等主要部分组成，各部件在现场进行组装。

主调节阀阀杆与油动机活塞杆通过一个连接器（图1）连接，连接器外观是一个圆形螺母，内部为细牙螺纹，主调阀阀杆和油动机活塞杆端同样是细牙螺纹，细牙螺纹的连接强度高，自锁性能好，常用于固定调整等用途，对于有振动和防松要求，精密传动的情况下宜选用细牙螺纹。通过连接器将阀杆与油动机相连，在控制油压的作用下提升阀杆，调节汽门开度。现场安装时，先把阀组件安装到进汽室内，再将连接器旋入阀杆上，紧固到位后对正穿入销子，然后安装弹簧室及油动机组件，在油动机弹簧室上穿入3 根临时引杆，压缩油动机弹簧，直至露出油动机活塞杆上的方槽为止，然后将油动机活塞杆旋入连接器，按照力矩值进行紧固后穿入固定销并敛缝，完成执行机构与配汽机构的连接。

图1 活塞杆示意图

2 连接器与油动机活塞杆咬死情况简述

1 号机组基建期间，对主调阀各零部件进行组装，在主调节阀安装时，施工单位为赶工期，装配过程中工艺不规范，油动机活塞杆与连接器安装过程中，出现油动机活塞杆卡在连接器内，并且连接器未安装到位。按照常规的检修方法，在连接丝扣内喷涂螺栓松动剂，并结合铜棒振击的方法，继续拧紧连接器，但拧紧几扣后又出现卡涩现象，向螺纹内浇入润滑油并静置半天，在无法轻松旋紧连接器的情况下，盲目的使用加长杆和大锤敲击连接器，试图强行将连接器继续旋入活塞杆，在这过程中，致使活塞杆与连接器咬死，想要将连接器旋出，但拆卸困难，既不能紧固，也不能松动。

考虑到继续拧紧或旋松连接器可能会对螺牙造成更为严重损伤，采用割炬加热连接器外表面的方法，使连接器受热膨胀，然后松开连接，但加热后，连接器与活塞杆仍然不动，出现螺牙彻底咬死现象，遂将这一情况上报。

3 处理思路及方法

3.1 处理思路

维修部工作人员现场检查后，确认活塞杆与连接器已彻底咬死，询问安装人员，得知在开始时可以轻松旋入，当旋紧到2/3时，发生咬扣现象，活塞杆和连接器螺纹损伤严重导致无法拆除。油动机与汽门安装不到位会出现阀杆卡涩、断裂、引发调节系统调节不灵敏，严重时汽门不能关闭等危及机组安全运行的事件。

初步分析活塞杆与连接器咬死的原因：①基建期受到现场不清洁环境因素的影响，连接器存放的过程中，有异物粘着在螺纹上，安装时没有做好清洁；②与螺纹表面质量直接相关，在锻造、热处理过程中，出现边角毛刺、运输过程中出现磕碰、划伤引起表面质量下降；③在螺纹损伤后，产生的废屑积累在螺牙内，继续旋紧后出现螺牙变形，阻碍螺纹旋合；④内外螺纹间隙较小，在受到大锤较大冲击力下，使已经变形的螺纹进一步受损；⑤加热时受热不均匀，局部过热，导致彻底咬死，即使能够拆卸下来，也难以进行二次装配。

针对这种现象，不能继续安装，如果强行拧紧，连接器和活塞杆螺纹损坏，还可能会出现已安装到位的阀杆螺纹损坏，这两个部件为原装进口，采购周期长且价格昂贵。经讨论后，最后确定两种处理方法：①将油动机活塞杆切除，保留连接器和阀杆；②将连接器剖开，保留油动机活塞杆，但切割过程中不能保证活塞杆螺纹完好无损。

结合实际情况，宜采用相对保守的原则，将损失降到最低。对两种处理方法进行再讨论，认为第二种方法虽然耗费人工，但是从阀杆与连接器的采购经费来比较，第二种方法较为经济可行，制定详细的检修策略，注意避免对活塞杆螺纹造成损伤，在保证检修工艺的情况下，通过切割破坏连接器，使之与活塞杆分离。

3.2 处理方法

剖开连接器的处理方法：先用切割机在连接器上切出一条竖直的槽道，调转180°，在对称位置上再切出条竖直的槽道，然后将连接器从活塞杆上旋出。

首先将主调节阀从进汽管道上整体拆下，平放在胶皮上，并用木头固定垫平，将活塞杆和连接器做好防护，防止在切割过程中受到损伤。现场切割完毕后，连接器无松动迹象，无法旋出，继续进行二次切割，扩宽槽道的宽度，将已经切割的“一”字形槽道改为“V”字形槽。在进行二次切割后，连接器仍无松动迹象，无法旋出。继续进行三次切割，扩宽切割面，在“V”字形槽的基础上将切口磨成一个接近于半圆形的弧形面。切出半圆形槽后，活塞杆螺纹与切割面最小余量约2～3 mm，无法将连接器旋出，用螺栓松动剂自顶部喷涂，搁置0.5 h 后，仍然无松动迹象。商议决定再继续扩大两侧的圆形槽的切割面至接近内螺纹处，然后磨薄连接器，缩小活塞杆与切割面距离。打磨后，一侧连接器几乎切透，稍微露出内部活塞杆螺纹，使用錾子剔除连接部分金属，露出一侧螺纹，用同样办法处理另一侧连接器，剔除连接部分金属后，连接器与活塞杆彻底分离，取下受损的连接器（图2）。

图2 破坏切割后的连接器

4 活塞杆检查

4.1 活塞杆检查

活塞杆与连接器脱离后对活塞杆进行检查，发现油动机活塞杆表面脏物较多，螺纹内夹杂着一些固体颗粒物，使用清洗剂对活塞杆螺纹进行清洗，用再生布擦拭干净。

4.2 判断依据

查阅三菱提供的技术文件，对油动机活塞杆螺纹的判定使用标准要求为：①螺纹磨损量应小于相对标准的30%；②有缺陷或受影响的螺纹数量小于总量的10%。经现场测量，活塞杆螺牙高约为0.32 mm，虽然多数螺纹受到磨损，但依据三菱规定螺纹磨损量应小于相对标准的30%的要求来考虑，受损的螺纹磨损量尚在可接受的范围之内。检查统计，活塞杆共有37 圈螺牙，严重损伤的有2 圈，一般损伤的有4 处，损伤较小的有3 处，自下向上第5 根螺纹1/5 圈螺纹几乎全部磨没如图3a）所示，自下向上数第4 根螺纹1/2 圈螺纹磨没如图3b）所示，螺纹处已经磨平（自上而下贯穿磨平）如图3c）所示。

图3 螺纹受损情况

根据检查结果，损伤严重的两处螺牙会影响使用效果，如果修复后继续使用，在拧紧时不排除还会出现卡阻现象。三菱技术支持专家见证后，将详细情况整理材料后汇报三菱总部，三菱认为螺纹受损情况比预想的要好，根据油动机活塞杆螺纹的判定使用标准要求，活塞杆可继续使用。维修部接受三菱总部的建议，对油动机活塞杆螺纹进行修复处理，更换新连接器继续使用。

5 事件反馈

细牙螺纹螺距小，配合更为精密，这种装配精度较高的细牙螺纹，螺牙间的微小不平整度或加工精度不高，在安装时容易出现啮合位置咬扣，导致螺纹副间的摩擦力增加，如强行拧紧会出现咬死或拆卸困难，受损的螺牙修复处理技术复杂，难度大，一定要严格控制检修工艺。

针对主调节阀油动机活塞杆咬死的情况分析，基建公司在安装过程中存在严重失误，野蛮施工，导致连接器彻底咬死，活塞杆螺纹受损，总结此次事件，应吸取教训，在今后的安装过程中应严格遵守以下5 点：①各部件在安装前保证清洁度，彻底清洁去除活塞杆和连接器螺纹表面和内部的氧化皮、杂质、异物；去除表面的锈迹、毛刺等。对于轻微受损的螺牙使用锉刀或车床进行修复，损伤超过标准的禁止使用；②进行试装配。活塞杆应能轻松旋进连接器内，确保安装灵活、无卡涩现象；③正式回装时应在活塞杆螺纹表面均匀涂抹防咬剂、石墨、二硫化钼等润滑剂，降低摩擦系数；④严格遵守厂家标准工艺、检修规程，按照规定的力矩要求进行紧固，注意连接器旋入旋出的速度，当出现卡组时，及时查找原因，禁止野蛮操作，损坏设备；⑤制作连接器拆除装用工具，保证在拆装过程中用力均匀，规避连接器卡涩、咬死风险，保证设备的安全可靠性。

合理的装配工艺减少设备检修工作量，避免设备及零部件损伤，节约检修成本，延长紧固件使用寿命。