高参数动力机组低合金cr-Mo-V钢螺栓的运行经验——二、螺栓的断裂特征以及螺栓结构、加工工艺、运行条件和拆装工艺对断裂的影响

(一)螺栓的断裂特征螺栓的断裂方式与引起螺栓断裂的原因有关。由于引起螺栓断裂的原因很多,而这些原因又往往交织在一起,因此,螺栓的断裂方式也是多种多样的。其中有:脆性断裂、疲劳断裂、切变断裂、蠕变断裂。最近还有人认为,螺栓是在高温高压及水汽的共同作用下,所以还会产生应力腐蚀及氢脆断裂,等等。但是,从我们所收集到的断裂螺栓来看,脆性断裂及脆性疲劳断裂占的比重最大。下面主要以脆性断裂及疲劳断裂为例,介绍螺栓断裂     

风电机组偏航制动器断裂螺栓取出器的设计与应用

介绍了风电机组偏航制动系统的工作原理,对偏航制动器螺栓断裂原因及危害进行了分析。针对目前风电机组偏航制动器断裂螺栓取出难度大的问题,设计了风电机组偏航制动器断裂螺栓取出器,通过断裂螺栓取出器台钻和断裂螺栓中心定位器配合使用,能够有效解决断裂螺栓取出困难的问题。将断裂螺栓取出器在内蒙古恒润新能源有限责任公司恒润风电场进行了现场应用,效果良好。     

大坝发电厂GH4145/SQ汽缸螺栓断裂原因分析

通过对大坝发电厂#3、#4汽轮机汽缸18条断裂螺栓、1条未断裂螺栓及2条备品螺栓进行的综合分析,指出GH4145/SQ材质的汽缸螺栓断裂的主要原因为原材料存在冶金缺陷,其材质不良对螺栓的断裂有促进作用。提出了机组运行及检修应注意的问题及改进措施。     

风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理

某风电场在进行风电机组整年定检力矩维护时,发现叶片螺栓存在断裂情况,对断裂螺栓进行检查发现螺栓伴有典型的疲劳辉纹,结合螺栓质量、强度分析、断口宏观观察等,确定螺栓断裂特征为疲劳断裂。针对该问题,从前期运输、现场到货检查、施工过程控制以及后期维护等方面,确定造成叶片螺栓疲劳断裂的原因为叶片在举车倒运过程中螺栓受损,螺栓润滑剂涂抹不符合要求,以及后期维护不到位。对损坏的螺栓进行了更换,并提出后期维护建议,以确保机组安全稳定运行。     

电站联轴器螺栓断裂事故分析

针对某电厂偶合器-给水泵联轴器螺栓断裂事故,对断裂螺栓进行了断口分析、化学成分、金相组织及维氏硬度检测分析。分析结果表明:螺栓机加工质量不良是造成螺栓疲劳断裂的主要原因,另外,螺栓表面脱碳层导致了螺栓表面弱化,加速了疲劳裂纹源的形成。     

锅炉钢架连接高强度螺栓的断裂原因分析

针对某电厂锅炉钢架连接高强度螺栓的失效断裂,对未安装螺栓和断裂螺栓进行了理化性能检验与分析。结果表明,个体螺栓材料的化学成分、力学性能存在较大差异,加之螺栓不规范安装引起附加弯曲应力,导致了性能较差的螺栓发生延迟断裂。由此,建议对已安装螺栓用小锤敲击法逐个检验,及时更换问题螺栓;对未安装螺栓不同批次不可混用;对整体钢构架进行安全性评定。     

水轮机顶盖部分螺栓破坏对剩余螺栓强度影响研究

水轮机组关键螺栓的安全状态对机组的稳定运行具有重要作用。针对水轮机顶盖关键螺栓破坏而易导致重大事故的问题,基于ANSYS有限元软件,建立了某轴流式水轮机组座环顶盖及螺栓的三维有限元分析模型,计算了顶盖螺栓全部完好时的的工作性能,考虑部分螺栓松动或断裂,分析剩余螺栓的承载重新分配情况和受力性能,并分析研究了螺栓松动或断裂数量、断裂位置分布对应力的影响。结果表明：部分螺栓失效后,由于受力和承载的偏心及不对称,剩余螺栓的应力值显著升高;螺栓发生松动破坏时,剩余螺栓的最大应力小于螺栓发生断裂破坏时的应力;螺栓发生破坏的数量越多,剩余螺栓承受的应力越大,当8根螺栓发生集中断裂时,剩余螺栓最大应力增幅为13%,达到材料屈服强度的76%,存在极大安全运行隐患。     

风电场机组偏航轴承与底座连接螺栓断裂原因分析及处理

风电场机组在运行之中,会产生不同频率的摆动,这种摆动含有一定的交变应力,造成螺栓的预紧力降低,预紧力的降低会造成螺栓的断裂,这次风电场机组偏航轴承与底座连接螺栓断裂,就是由此类因素造成,本文介绍了螺栓断裂的原因、分析、处理及螺栓的现场施工方法。     

超超临界汽轮机高压旁路阀B446材质螺栓断裂失效分析及工程改造

某超超临界机组高压旁路阀B446材质螺栓在服役1a后发生瞬间全部断裂,对断裂螺栓进行了理化性能检验,并对螺栓断裂问题进行了系统分析,结果发现:B446材质高温屈服强度偏低,安全余量低;断裂螺栓为粗腰刚性结构,导致服役受力时螺栓的应力集中显著;高压旁路阀密封形式设计不合理导致服役条件恶劣,在诸多因素作用下螺栓发生屈服变形以至最终断裂。对高压旁路阀进行了2次工程改造,一是将螺栓升级为细腰结构的Inconel 718材质螺栓,二是将高压旁路阀升级为带自密封结构形式的阀门,彻底消除了依靠高旁阀螺栓紧力密封阀盖和阀体时螺栓易断裂的安全隐患。     

某核电厂应急柴油发电机组引线隔板螺栓断裂原因分析与处理

针对某核电厂应急柴油发电机组出线仓内引线隔板固定螺栓断裂的故障,从发电机出线仓结构设计、螺栓的安装、螺栓材质三个方面对故障进行分析,最终确定了螺栓断裂的根本原因是发电机出线仓结构设计缺陷导致螺栓疲劳断裂.根据分析结果,提出了具体改进方案,并对方案可行性进行了分析论证,为同类电厂提供参考.     

大型离心风机联轴器螺栓断裂失效分析

介绍了某发电公司一次风机联轴器螺栓断裂情况,从风机运行工频与变频的不同、螺栓材质、力学特性和强度性能等方面对联轴器螺栓失效原因做了全面的分析,得出了螺栓断裂失效的原因除了本身材质及热处理工艺等原因外,还与风机变频工况下的复杂受力情况有一定的关系,最后给出了预防螺栓断裂失效的有效措施.     

湿热环境电缆终端螺栓断裂机理及仿真分析北大核心CSCD

电缆终端在湿热沿海地区运行过程中会偶发法兰、螺栓断裂的机械故障,对电缆的安全运行产生严重的威胁。为了分析螺栓断裂机理和螺栓受力特性,文中分析了断裂螺栓的拉伸性能、化学成分变化、金相显微组织和表面形貌特征,然后通过有限元法对电缆终端中螺栓的应力应变特征进行了分析。研究表明断裂螺栓化学成分不符合标准,机械性能和抗腐蚀性能显著较差;在役电缆终端螺杆中部位置有较大的应力和形变量,是螺栓脆弱部位;因此,在沿海高湿热高盐雾环境作用和螺栓高应力作用发生应力腐蚀,螺杆中部表面位置腐蚀最快并最先出现裂纹,然后向里扩展;同时电场、电流的作用加速了螺栓的局部腐蚀,最终螺栓在螺杆中部发生了应力腐蚀断裂。该研究为电缆终端设计、选型和运维提供了参考和建议。     

电动机外风扇安装螺栓分析

简要介绍了YXKK315-630电动机外风扇的基本数据、受力情况分析、螺栓强度计算、螺栓松动后的状态、现场装配工具条件及螺栓预紧力矩,最后通过分析得出螺栓断裂的关键原因,并提出了解决螺栓断裂的措施。     

汽轮机高压内缸紧固螺栓高温断裂失效原因分析

兰溪发电厂汽轮机高、中压内缸螺栓采用镍基超高温合金作为紧固件材料,螺栓在机组高温运行时发生了断裂。对断裂失效的Nimonic 80A螺栓进行了宏观检查、超声检测、光谱分析、金相分析以及力学性能分析,查阅Nimonic 80A螺栓的材料特性,分析后得出:螺栓断裂可能与该材料在500℃以下产生负蠕变、螺栓晶粒大小不均匀并呈带状组织以及应力腐蚀等因素有关。     

高温镍基合金GH4145／SQ螺栓断裂原因分析

对高温镍基合金GH4145／SQ断裂螺栓的力学性能和显微组织进行综合分析,确认断裂螺栓显微组织粗大且不均匀,存在组织缺陷和裂纹。指出螺栓质量不良和拆装预紧力大是螺栓断裂的主要原因,同时提出了改进意见及措施。     

某660MW超临界机组过桥汽封螺栓断裂原因分析

介绍某超临界改造汽轮机组在检修时发现过桥汽封螺栓断裂的情况,对断裂螺栓进行了宏观检查、超声检测、光谱分析、金相分析以及力学性能分析,并查阅了Nimonic 80A螺栓的材料特性,分析螺栓断裂可能与该材料在500℃以下产生负蠕变及螺栓吸收冲击功低、高温拉伸强度偏高、高温塑性较差等因素有关。     

高温镍基合金GH4145/SQ螺栓断裂原因分析

对高温镍基合金GH4145/SQ断裂螺栓的力学性能和显微组织进行综合分析,确认断裂螺栓显微组织粗大且不均匀,存在组织缺陷和裂纹.指出螺栓质量不良和拆装预紧力大是螺栓断裂的主要原因,同时提出了改进意见及措施.     

超超临界机组中压汽门阀盖Alloy783合金螺栓断裂失效分析

超超临界机组汽轮机中压联合汽门(中压汽门)阀盖Alloy783合金螺栓断裂会对人身和设备安全造成极大威胁。为了研究造成Alloy783合金螺栓断裂的主要因素,本文以断裂的Alloy783合金螺栓为研究对象,对螺栓进行了整体数据统计、宏观检查、显微组织分析及力学性能试验。结果发现:Alloy783合金螺栓断裂位置无明显规律,且存在纵向裂纹,因此由于预紧力过大导致断裂的可能性不大;断裂螺栓Alloy783合金中一次?相偏析明显,呈条带分布,晶界二次?相析出较少,分析认为主要由于固溶处理及其后的?时效热处理不充分所致;所有断裂螺栓的疲劳裂纹基本沿晶界扩展,这主要是由于应力促进晶界氧化并导致疲劳裂纹沿着氧化损伤区扩展,裂纹扩展速率由晶界氧化速率控制;断裂螺栓抗应力促进晶界氧化能力差主要是由于晶界缺乏二次?相。     

200MW机组联轴节螺栓断裂原因及其防止措施

本文根据200MW机组多次联轴节螺栓断裂事故原因分析,着重讨论了联轴节的连接特性、螺栓材料及结构。螺栓的予紧力和轴系振动对联轴节螺栓安全性的影响等问题。最后,提出了防止联轴节螺栓断裂的措施。     

风力发电机组机舱立支撑结构法兰连接螺栓断裂原因分析

某风电场810 kW风力发电机组机舱立支撑结构法兰连接螺栓发生断裂,通过搭建模型分别对风机机舱立支撑结构在3种不同工况下进行了受力分析,并通过宏观检测、显微组织分析、断口形貌分析等方法对其断裂原因进行分析。结果表明,法兰连接螺栓断裂属于疲劳失效,螺纹处存在超标脱碳层是导致其疲劳断裂的主要原因。对此提出采用同一厂家、同一强度等级的螺栓,同时将该法兰连接螺栓更换为强度等级更高的12.9级连接螺栓等建议,以防类似断裂事故再次发生。