高中压缸连接管道应力的检测及因素分析

1、.高中压缸连接管道应力的检测及因素分析山东电建二公司 陈挺摘要：高中压缸与管道焊接产生的应力因素分析，检测方法及预防措施。关键词：高中压缸 应力检测 在以往机组安装过程中，高中压缸在进行与缸连接的各种管道焊接完毕后，通过热处理的方法消除焊口应力。但是，应力是否已经全部消除掉了，或者说缸下管道重量会不会影响到高中压缸却没有检测过。我们通常是高中压缸全实缸状态下做完负荷分配，进行定位后焊接各导汽管及抽汽管。实际上，各焊口应力及管道重量在一定程度上影响高中压缸负荷分配及内部间隙。如果应力分部不均，将会引起高中压缸膨胀不均以及内部动静间隙变化，降低机组运行稳定性能。 华兴#2机组为燃机-蒸汽轮机联合循

2、环发电机组。燃机型号为9FA，汽轮机型号为D10。高中压合缸到达现场。高中压缸缸下接口为一路主蒸汽，两路再热蒸气，一路低压进汽和两路高压排气。高中压进行负荷分配后，右侧猫爪吃力大，现场将左侧猫爪垫片加了0.10mm，再次进行负荷分配检查，结果如表1。表1调端左侧猫爪调端右侧猫爪电端左侧猫爪电端右侧猫爪标高（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负荷差百分比1%1%将主汽门及两个再热门吊架位置安装处做了位移监视专用工具，以监视导汽管焊接引起汽门变化量，位移监视专用工具生根在钢梁上，测量门与工具的各方位的数值，并记录下焊接前数据。 先进行主蒸汽导管的焊接，焊接完毕

4、后，焊口进行热处理，等焊口冷却到环境温度后，进行高中压缸负荷分配的检查。测量结果如表2。同时记录主汽门的移动量，此时主汽门位置未变。表2调端左侧猫爪调端右侧猫爪电端左侧猫爪电端右侧猫爪标高（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负荷差百分比20%14% 从表2不难看出，高中压缸前后猫爪吃力分布变化很大，左右两侧负荷超过10%。现场对各种可能影响负荷分配的因素进行逐一分析，认为原因有四：1） 导汽管正式支吊架没有安装，临时刚结构的支撑使得导汽管的重量没有均匀分布。2） 此时处于油循环阶段，轴承座由于充满了温度较高的润滑油，受热膨胀，引起缸四猫爪负荷分配不均。3）

6、 高中压转子与缸调端端部汽封相碰，底部接触无间隙，转子重量影响缸负荷分配。4） 管道对口没在同一中心上，引起焊接变形，或者，焊后热处理不彻底。主汽导管的重新切割无疑会增加很多额外的工作量。因此，现场从前三个问题入手，首先将正式支架安装到位，拆除临时支撑；然后停润滑油泵，使轴承座冷却；最后前后用千斤顶顶起转子，使之与端部汽封有一定间隙。之后，重新进行负荷分配，数据如表3。表3调端左侧猫爪调端右侧猫爪电端左侧猫爪电端右侧猫爪标高（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负荷差百分比6%8%表3证明，每个猫爪的吃力比焊接前大，但是负荷差值仍是均匀的，所以，高导管的重量

8、加大了每个猫爪的负荷，但是，增加量是均匀的。之后，进行中导的配管、焊接。焊接完毕后，检查两个再热门，位置无变化。进行负荷分配法检测，数据如表4。负荷增加仍均匀，但由于两路中导为对称于汽轮机中心线布置，而两个再热门分布在汽缸右侧，因此左侧管线稍长，重量较大，而引起左侧猫爪吃力增加比右侧大。表4调端左侧猫爪调端右侧猫爪电端左侧猫爪电端右侧猫爪标高（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负荷差百分比3%6%一路低压进汽焊接完毕后，正式支架安装完毕，负荷差百分比基本保持在10%以内。然后焊接高压排气两路管子。焊接完毕后，负荷分配突然变化，详细数据见表5。表5调端左侧猫

10、爪调端右侧猫爪电端左侧猫爪电端右侧猫爪标高（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负荷差百分比9%14% 与表4进行比较，发现右侧猫爪吃力加大，左侧却有所减轻。所有管道走向均朝向缸右侧走，而且三只汽门也分布在高中压缸右侧。鉴于这种结构，经过分析研究，认为右侧猫爪负荷增加原因是三只汽门和正式支架没完全吸收管道重量引起的。通过位移监视专用工具测量三个汽门的位移量，发现主汽门及再热#1门下沉约10mm。下沉原因是由于阀前管道配管割去了汽门临时钢结构的部分支撑，临时钢结构刚性不足，严重变形，汽门重量通过导汽管传递到缸上。将主汽门与再热#1门垫高，并将钢性支撑加固，再次

12、进行负荷分配检查，结果如表6。表6调端左侧猫爪调端右侧猫爪电端左侧猫爪电端右侧猫爪标高（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负荷差百分比1%1% 经过加高加固的刚性支架分担了一部分阀门重量，并且同时支吊架也承受了大部分管道重量，使得高中压负荷比表4略有降低。将阀后管道各支吊架弹簧调整到冷态位置，并将销子取出，各支吊架标高有所上升，承受了管道大部分重量，使得高中压猫爪吃力略有下降。数据见表7。表7调端左侧猫爪调端右侧猫爪电端左侧猫爪电端右侧猫爪标高（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