淺談300MW汽輪機高中壓轉子中心孔塞拆裝工藝

賈振杰++郭曉娟++馬駿

摘 要：華能平涼電廠#3機組A級檢修中，需要對高中壓轉子中心孔進行檢查，就需要拆除轉子中心孔塞，孔塞的拆除是該單位檢修工作中首次遇到的問題，經過現場幾種方案的摸索，成功利用了液氧冷卻及孔塞圓周方向上鉆孔消除過盈配合應力的方法，使轉子中心孔塞順利拆除并回裝，保證了高中壓轉子檢修的質量。

關鍵詞：汽輪機 轉子 中心孔塞 拆裝工藝

中圖分類號：TM611.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0065-02

華能平涼發電有限責任公司#3機組，汽輪機N300/325-16.7/538/538系哈爾濱汽輪機廠引進美國西屋公司的制造技術設計制造的，汽輪機型式為反動式、單軸、雙缸雙排汽、高中壓和缸、低壓缸分流、亞臨界中間一次再熱凝汽式機組。2014年4月17日開始進行A級檢修，大修過程中，高中壓轉子已經拆除，業主及相關部門決定對高中壓轉子中心孔做電子探傷檢查，并檢查中心孔是否進油，確定機組振動來源，以達到機組安全穩定運行的目的。

#3機組汽輪機高中壓轉子采用高強度合金鋼整段加工制造而成，全長3483mm，總重2740 kg，靠兩只軸承支撐，其前后軸承中心間距2500 mm，軸頸直徑均為160 mm，轉子為空心軸，轉子兩端部采用中心孔塞封堵，檢查中心孔時，需要將孔塞拆除后檢查，所以稍有不慎，將會帶來很大的經濟損失。

1 轉子中心孔拆除方案

300MW汽輪機高中壓轉子孔塞拆除在我單位（甘肅火電工程公司）檢修任務中屬于首次接觸，經過技術人員對高中壓轉子的資料查詢及業主與廠家的溝通，高中壓轉子孔塞與中心孔的公差配合為過盈配合（配合間隙在0.02～0.03 mm），給拆除檢查帶來了困難。中心孔塞的圖片如圖1（拆除后整體照片）、2、3，圖4為中心孔塞圖紙。

技術人員初步考慮了三種方案進行拆除，分別如下：

方案一：出于對孔塞的成品保護，首先加工一條M20×400的合金螺栓（因為孔塞中心孔螺栓為M20），擰入中心孔塞上，加工一塊δ30的臨時鋼板套在M20的螺桿上，兩側用兩塊臨時墊塊支撐，慢慢擰緊M20的螺母，從而將中心孔塞取出，如圖5所示。

方案二：在中心孔塞上焊兩個Φ30的圓鋼，再將臨時鋼板焊接在Φ30圓鋼的另一頭，如下圖采用2頂15T餅式液壓千斤頂緩慢將中心孔塞頂出，如圖6所示。

方案三：中心孔塞破壞性拆除，即沿孔塞圓周方向采用現場機械鉆孔的方法，孔塞圓周方向上鉆Φ20孔12個，以消除過盈配合的應力，在方案一和方案二的基礎上，采用液氧冷卻法及千斤頂頂升拔出孔塞。孔塞鉆孔如圖7所示。

2 孔塞拆除方案實施

（1）孔塞拆除前，因孔塞圓周邊有工藝壓邊4個鉚接點，取出之前，先用扁鏟及榔頭鏟起工藝壓邊的鉚接點，也可以用角磨機磨掉工藝壓邊鉚接處，磨壓邊時要防止傷及轉子內邊，以免對轉子造成損傷。

（2）現場高中壓轉子放置在盤車裝置上，綜合方案一和方案二考慮，為保護孔塞，首先決定采用M20×400的合金螺栓擰入中心孔塞上，加工一塊δ30的臨時鋼板套在M20的螺栓上，將螺栓另一端與鋼板進行焊接，兩側用2個15T餅式液壓千斤頂頂升。拆除過程如圖8所示。拆除時，為不損壞轉子端面，施工前需要在轉子端頭千斤頂位置加墊銅墊片。同時為了安全考慮，千斤頂用繩索臨時固定，防止墜落。經過實施，螺栓無法承受頂力，過盈配合的緊力無法估計，最終以螺栓的斷裂而失敗。

（3）相關技術人員進行查看分析后，認為過盈配合的孔塞緊力過大，無法拔出，依靠孔塞中心M20的螺栓無法滿足拆除孔塞的要求。隨即展開第三種方案。第三種方案受現場實際條件限制，磁力鉆打孔，轉子端面面積較小，磁力鉆底座接觸面積小，吸力無法滿足打孔需要，現場用δ=30的鋼板制作臨時工具，如圖9所示，并與轉子端面螺栓孔用螺栓臨時固定，這樣磁力鉆的底座可以牢固固定在鋼板上。打孔前要對孔塞進行劃線，沿圓周方向上均布畫出12個Φ20的孔中心，保證打孔后孔的外徑在孔塞上，為避免損傷轉子，打孔時必須對孔的垂直度掌握在0.05 mm以內，應保證孔的外徑距離孔塞邊緣距離越小越好。孔打好后，孔塞與轉子的過盈應力基本消除很多。此時用Φ30的圓鋼與孔塞中心孔焊接，圓鋼另一端與臨時鋼板焊接，兩側用2個15T餅式液壓千斤頂頂升，同樣在轉子端頭千斤頂位置加墊銅墊片，防止損壞端面，千斤頂用繩索臨時固定，防止墜落。準備工作就緒后，采用液氧對孔塞進行冷卻，即用火焊把及皮帶從液氧罐導出液氧（液氧溫度在-273.15 ℃～-183 ℃）火焊把對準孔塞，對孔塞進行均勻冷卻，如圖10所示，冷卻時，為了防止凍傷手指，應采用防凍手套保護手指，冷卻約15分鐘后，兩臺千斤頂開始頂升，孔塞慢慢頂出，反復用液氧冷卻，直至孔塞被拆除。如圖11、12所示，拆出后的孔塞。

（4）孔塞拆除后應對轉子中心孔及孔塞進行測量，測量方法如圖13及表1所示。對孔及孔塞圓周進行16等分，分別對孔及孔塞的直徑進行測量。列表計算孔塞及孔的平均直徑，將數據交給廠家，由廠家對數據進行分析并加工新的孔塞進行更換。

3 中心孔塞的回裝

轉子經過電子探傷及中心孔檢查，確認無缺陷后，方可進行孔塞回裝。回裝前，根據廠家要求，回裝采用液氮冷卻法，在低溫條件下進行回裝，回裝前測量孔塞的直徑，并記錄數據。液氮冷卻的保溫桶由廠家提供，約為400 mm×400 mm×400 mm的方形保溫桶，為了使孔塞均勻冷卻，先給保溫桶內倒入少許水，以能淹沒孔塞為宜，將M20的長螺栓擰入孔塞中心（方便孔塞拿裝），孔塞裝入另一個敞口容器中，容器以能裝在保溫桶為宜，然后將容器放入保溫桶，用火焊把將液氮導入保溫桶，同時蓋上保溫桶蓋，冷卻時間約15 min后，對孔塞進行測量，測量直徑收縮量，如不滿足安裝要求，反復用液氮冷卻，確保孔塞直徑收縮至安裝的要求，立即從盛放容器的保溫桶拿出孔塞，對準中心孔，進行孔塞封堵，孔塞進入中心孔后，用銅棒輕輕敲擊，檢查確認至孔塞安裝位置后，用扁鏟對工藝壓邊進行鉚接，此時孔塞回裝完畢。

4 結語

華能平涼電廠#3機組A級檢修中，對汽輪機轉子中心孔塞的拆除采用了液氧冷卻法及磁力鉆鉆孔消除過盈配合應力的方法，順利完成了孔塞的中心孔的質量檢查工作，為我單位汽輪機轉子孔塞檢修探索出了一套有效的拆裝工藝。endprint

摘 要：華能平涼電廠#3機組A級檢修中，需要對高中壓轉子中心孔進行檢查，就需要拆除轉子中心孔塞，孔塞的拆除是該單位檢修工作中首次遇到的問題，經過現場幾種方案的摸索，成功利用了液氧冷卻及孔塞圓周方向上鉆孔消除過盈配合應力的方法，使轉子中心孔塞順利拆除并回裝，保證了高中壓轉子檢修的質量。

關鍵詞：汽輪機 轉子 中心孔塞 拆裝工藝

中圖分類號：TM611.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0065-02

華能平涼發電有限責任公司#3機組，汽輪機N300/325-16.7/538/538系哈爾濱汽輪機廠引進美國西屋公司的制造技術設計制造的，汽輪機型式為反動式、單軸、雙缸雙排汽、高中壓和缸、低壓缸分流、亞臨界中間一次再熱凝汽式機組。2014年4月17日開始進行A級檢修，大修過程中，高中壓轉子已經拆除，業主及相關部門決定對高中壓轉子中心孔做電子探傷檢查，并檢查中心孔是否進油，確定機組振動來源，以達到機組安全穩定運行的目的。

#3機組汽輪機高中壓轉子采用高強度合金鋼整段加工制造而成，全長3483mm，總重2740 kg，靠兩只軸承支撐，其前后軸承中心間距2500 mm，軸頸直徑均為160 mm，轉子為空心軸，轉子兩端部采用中心孔塞封堵，檢查中心孔時，需要將孔塞拆除后檢查，所以稍有不慎，將會帶來很大的經濟損失。

1 轉子中心孔拆除方案

300MW汽輪機高中壓轉子孔塞拆除在我單位（甘肅火電工程公司）檢修任務中屬于首次接觸，經過技術人員對高中壓轉子的資料查詢及業主與廠家的溝通，高中壓轉子孔塞與中心孔的公差配合為過盈配合（配合間隙在0.02～0.03 mm），給拆除檢查帶來了困難。中心孔塞的圖片如圖1（拆除后整體照片）、2、3，圖4為中心孔塞圖紙。

技術人員初步考慮了三種方案進行拆除，分別如下：

方案一：出于對孔塞的成品保護，首先加工一條M20×400的合金螺栓（因為孔塞中心孔螺栓為M20），擰入中心孔塞上，加工一塊δ30的臨時鋼板套在M20的螺桿上，兩側用兩塊臨時墊塊支撐，慢慢擰緊M20的螺母，從而將中心孔塞取出，如圖5所示。

方案二：在中心孔塞上焊兩個Φ30的圓鋼，再將臨時鋼板焊接在Φ30圓鋼的另一頭，如下圖采用2頂15T餅式液壓千斤頂緩慢將中心孔塞頂出，如圖6所示。

方案三：中心孔塞破壞性拆除，即沿孔塞圓周方向采用現場機械鉆孔的方法，孔塞圓周方向上鉆Φ20孔12個，以消除過盈配合的應力，在方案一和方案二的基礎上，采用液氧冷卻法及千斤頂頂升拔出孔塞。孔塞鉆孔如圖7所示。

2 孔塞拆除方案實施

（1）孔塞拆除前，因孔塞圓周邊有工藝壓邊4個鉚接點，取出之前，先用扁鏟及榔頭鏟起工藝壓邊的鉚接點，也可以用角磨機磨掉工藝壓邊鉚接處，磨壓邊時要防止傷及轉子內邊，以免對轉子造成損傷。

（2）現場高中壓轉子放置在盤車裝置上，綜合方案一和方案二考慮，為保護孔塞，首先決定采用M20×400的合金螺栓擰入中心孔塞上，加工一塊δ30的臨時鋼板套在M20的螺栓上，將螺栓另一端與鋼板進行焊接，兩側用2個15T餅式液壓千斤頂頂升。拆除過程如圖8所示。拆除時，為不損壞轉子端面，施工前需要在轉子端頭千斤頂位置加墊銅墊片。同時為了安全考慮，千斤頂用繩索臨時固定，防止墜落。經過實施，螺栓無法承受頂力，過盈配合的緊力無法估計，最終以螺栓的斷裂而失敗。

（3）相關技術人員進行查看分析后，認為過盈配合的孔塞緊力過大，無法拔出，依靠孔塞中心M20的螺栓無法滿足拆除孔塞的要求。隨即展開第三種方案。第三種方案受現場實際條件限制，磁力鉆打孔，轉子端面面積較小，磁力鉆底座接觸面積小，吸力無法滿足打孔需要，現場用δ=30的鋼板制作臨時工具，如圖9所示，并與轉子端面螺栓孔用螺栓臨時固定，這樣磁力鉆的底座可以牢固固定在鋼板上。打孔前要對孔塞進行劃線，沿圓周方向上均布畫出12個Φ20的孔中心，保證打孔后孔的外徑在孔塞上，為避免損傷轉子，打孔時必須對孔的垂直度掌握在0.05 mm以內，應保證孔的外徑距離孔塞邊緣距離越小越好。孔打好后，孔塞與轉子的過盈應力基本消除很多。此時用Φ30的圓鋼與孔塞中心孔焊接，圓鋼另一端與臨時鋼板焊接，兩側用2個15T餅式液壓千斤頂頂升，同樣在轉子端頭千斤頂位置加墊銅墊片，防止損壞端面，千斤頂用繩索臨時固定，防止墜落。準備工作就緒后，采用液氧對孔塞進行冷卻，即用火焊把及皮帶從液氧罐導出液氧（液氧溫度在-273.15 ℃～-183 ℃）火焊把對準孔塞，對孔塞進行均勻冷卻，如圖10所示，冷卻時，為了防止凍傷手指，應采用防凍手套保護手指，冷卻約15分鐘后，兩臺千斤頂開始頂升，孔塞慢慢頂出，反復用液氧冷卻，直至孔塞被拆除。如圖11、12所示，拆出后的孔塞。

（4）孔塞拆除后應對轉子中心孔及孔塞進行測量，測量方法如圖13及表1所示。對孔及孔塞圓周進行16等分，分別對孔及孔塞的直徑進行測量。列表計算孔塞及孔的平均直徑，將數據交給廠家，由廠家對數據進行分析并加工新的孔塞進行更換。

3 中心孔塞的回裝

轉子經過電子探傷及中心孔檢查，確認無缺陷后，方可進行孔塞回裝。回裝前，根據廠家要求，回裝采用液氮冷卻法，在低溫條件下進行回裝，回裝前測量孔塞的直徑，并記錄數據。液氮冷卻的保溫桶由廠家提供，約為400 mm×400 mm×400 mm的方形保溫桶，為了使孔塞均勻冷卻，先給保溫桶內倒入少許水，以能淹沒孔塞為宜，將M20的長螺栓擰入孔塞中心（方便孔塞拿裝），孔塞裝入另一個敞口容器中，容器以能裝在保溫桶為宜，然后將容器放入保溫桶，用火焊把將液氮導入保溫桶，同時蓋上保溫桶蓋，冷卻時間約15 min后，對孔塞進行測量，測量直徑收縮量，如不滿足安裝要求，反復用液氮冷卻，確保孔塞直徑收縮至安裝的要求，立即從盛放容器的保溫桶拿出孔塞，對準中心孔，進行孔塞封堵，孔塞進入中心孔后，用銅棒輕輕敲擊，檢查確認至孔塞安裝位置后，用扁鏟對工藝壓邊進行鉚接，此時孔塞回裝完畢。

4 結語

華能平涼電廠#3機組A級檢修中，對汽輪機轉子中心孔塞的拆除采用了液氧冷卻法及磁力鉆鉆孔消除過盈配合應力的方法，順利完成了孔塞的中心孔的質量檢查工作，為我單位汽輪機轉子孔塞檢修探索出了一套有效的拆裝工藝。endprint

摘 要：華能平涼電廠#3機組A級檢修中，需要對高中壓轉子中心孔進行檢查，就需要拆除轉子中心孔塞，孔塞的拆除是該單位檢修工作中首次遇到的問題，經過現場幾種方案的摸索，成功利用了液氧冷卻及孔塞圓周方向上鉆孔消除過盈配合應力的方法，使轉子中心孔塞順利拆除并回裝，保證了高中壓轉子檢修的質量。

關鍵詞：汽輪機 轉子 中心孔塞 拆裝工藝

中圖分類號：TM611.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0065-02

華能平涼發電有限責任公司#3機組，汽輪機N300/325-16.7/538/538系哈爾濱汽輪機廠引進美國西屋公司的制造技術設計制造的，汽輪機型式為反動式、單軸、雙缸雙排汽、高中壓和缸、低壓缸分流、亞臨界中間一次再熱凝汽式機組。2014年4月17日開始進行A級檢修，大修過程中，高中壓轉子已經拆除，業主及相關部門決定對高中壓轉子中心孔做電子探傷檢查，并檢查中心孔是否進油，確定機組振動來源，以達到機組安全穩定運行的目的。

#3機組汽輪機高中壓轉子采用高強度合金鋼整段加工制造而成，全長3483mm，總重2740 kg，靠兩只軸承支撐，其前后軸承中心間距2500 mm，軸頸直徑均為160 mm，轉子為空心軸，轉子兩端部采用中心孔塞封堵，檢查中心孔時，需要將孔塞拆除后檢查，所以稍有不慎，將會帶來很大的經濟損失。

1 轉子中心孔拆除方案

300MW汽輪機高中壓轉子孔塞拆除在我單位（甘肅火電工程公司）檢修任務中屬于首次接觸，經過技術人員對高中壓轉子的資料查詢及業主與廠家的溝通，高中壓轉子孔塞與中心孔的公差配合為過盈配合（配合間隙在0.02～0.03 mm），給拆除檢查帶來了困難。中心孔塞的圖片如圖1（拆除后整體照片）、2、3，圖4為中心孔塞圖紙。

技術人員初步考慮了三種方案進行拆除，分別如下：

方案一：出于對孔塞的成品保護，首先加工一條M20×400的合金螺栓（因為孔塞中心孔螺栓為M20），擰入中心孔塞上，加工一塊δ30的臨時鋼板套在M20的螺桿上，兩側用兩塊臨時墊塊支撐，慢慢擰緊M20的螺母，從而將中心孔塞取出，如圖5所示。

方案二：在中心孔塞上焊兩個Φ30的圓鋼，再將臨時鋼板焊接在Φ30圓鋼的另一頭，如下圖采用2頂15T餅式液壓千斤頂緩慢將中心孔塞頂出，如圖6所示。

方案三：中心孔塞破壞性拆除，即沿孔塞圓周方向采用現場機械鉆孔的方法，孔塞圓周方向上鉆Φ20孔12個，以消除過盈配合的應力，在方案一和方案二的基礎上，采用液氧冷卻法及千斤頂頂升拔出孔塞。孔塞鉆孔如圖7所示。

2 孔塞拆除方案實施

（1）孔塞拆除前，因孔塞圓周邊有工藝壓邊4個鉚接點，取出之前，先用扁鏟及榔頭鏟起工藝壓邊的鉚接點，也可以用角磨機磨掉工藝壓邊鉚接處，磨壓邊時要防止傷及轉子內邊，以免對轉子造成損傷。

（2）現場高中壓轉子放置在盤車裝置上，綜合方案一和方案二考慮，為保護孔塞，首先決定采用M20×400的合金螺栓擰入中心孔塞上，加工一塊δ30的臨時鋼板套在M20的螺栓上，將螺栓另一端與鋼板進行焊接，兩側用2個15T餅式液壓千斤頂頂升。拆除過程如圖8所示。拆除時，為不損壞轉子端面，施工前需要在轉子端頭千斤頂位置加墊銅墊片。同時為了安全考慮，千斤頂用繩索臨時固定，防止墜落。經過實施，螺栓無法承受頂力，過盈配合的緊力無法估計，最終以螺栓的斷裂而失敗。

（3）相關技術人員進行查看分析后，認為過盈配合的孔塞緊力過大，無法拔出，依靠孔塞中心M20的螺栓無法滿足拆除孔塞的要求。隨即展開第三種方案。第三種方案受現場實際條件限制，磁力鉆打孔，轉子端面面積較小，磁力鉆底座接觸面積小，吸力無法滿足打孔需要，現場用δ=30的鋼板制作臨時工具，如圖9所示，并與轉子端面螺栓孔用螺栓臨時固定，這樣磁力鉆的底座可以牢固固定在鋼板上。打孔前要對孔塞進行劃線，沿圓周方向上均布畫出12個Φ20的孔中心，保證打孔后孔的外徑在孔塞上，為避免損傷轉子，打孔時必須對孔的垂直度掌握在0.05 mm以內，應保證孔的外徑距離孔塞邊緣距離越小越好。孔打好后，孔塞與轉子的過盈應力基本消除很多。此時用Φ30的圓鋼與孔塞中心孔焊接，圓鋼另一端與臨時鋼板焊接，兩側用2個15T餅式液壓千斤頂頂升，同樣在轉子端頭千斤頂位置加墊銅墊片，防止損壞端面，千斤頂用繩索臨時固定，防止墜落。準備工作就緒后，采用液氧對孔塞進行冷卻，即用火焊把及皮帶從液氧罐導出液氧（液氧溫度在-273.15 ℃～-183 ℃）火焊把對準孔塞，對孔塞進行均勻冷卻，如圖10所示，冷卻時，為了防止凍傷手指，應采用防凍手套保護手指，冷卻約15分鐘后，兩臺千斤頂開始頂升，孔塞慢慢頂出，反復用液氧冷卻，直至孔塞被拆除。如圖11、12所示，拆出后的孔塞。

（4）孔塞拆除后應對轉子中心孔及孔塞進行測量，測量方法如圖13及表1所示。對孔及孔塞圓周進行16等分，分別對孔及孔塞的直徑進行測量。列表計算孔塞及孔的平均直徑，將數據交給廠家，由廠家對數據進行分析并加工新的孔塞進行更換。

3 中心孔塞的回裝

轉子經過電子探傷及中心孔檢查，確認無缺陷后，方可進行孔塞回裝。回裝前，根據廠家要求，回裝采用液氮冷卻法，在低溫條件下進行回裝，回裝前測量孔塞的直徑，并記錄數據。液氮冷卻的保溫桶由廠家提供，約為400 mm×400 mm×400 mm的方形保溫桶，為了使孔塞均勻冷卻，先給保溫桶內倒入少許水，以能淹沒孔塞為宜，將M20的長螺栓擰入孔塞中心（方便孔塞拿裝），孔塞裝入另一個敞口容器中，容器以能裝在保溫桶為宜，然后將容器放入保溫桶，用火焊把將液氮導入保溫桶，同時蓋上保溫桶蓋，冷卻時間約15 min后，對孔塞進行測量，測量直徑收縮量，如不滿足安裝要求，反復用液氮冷卻，確保孔塞直徑收縮至安裝的要求，立即從盛放容器的保溫桶拿出孔塞，對準中心孔，進行孔塞封堵，孔塞進入中心孔后，用銅棒輕輕敲擊，檢查確認至孔塞安裝位置后，用扁鏟對工藝壓邊進行鉚接，此時孔塞回裝完畢。

4 結語

華能平涼電廠#3機組A級檢修中，對汽輪機轉子中心孔塞的拆除采用了液氧冷卻法及磁力鉆鉆孔消除過盈配合應力的方法，順利完成了孔塞的中心孔的質量檢查工作，為我單位汽輪機轉子孔塞檢修探索出了一套有效的拆裝工藝。endprint