高強度螺栓失效分析與探討

1、水電廠高強度螺栓失效分析與探討水電廠高強度螺栓失效分析與探討楊興乾楊興乾趙少勇趙少勇摘要摘要：高強度螺栓在水電廠運用十分重要2009年8月俄羅斯薩揚舒申斯克水電站水輪機頂蓋固定螺栓疲勞斷裂造成的后果給了我們深刻教訓。2013年3月思林發(fā)電廠#1機組A修時我廠接力器基礎螺栓進行超聲波探傷檢測時發(fā)現(xiàn)兩顆存在缺陷的螺栓，以此為實例，我廠金屬監(jiān)督對螺栓失效進行了深入的分析和探討，歸納其常見的失效形式，即材質缺陷、過載失效、應力腐蝕、及疲勞性能失

2、效，同時提出相應的監(jiān)督措施。關鍵詞：水電廠；螺栓；失效；強度關鍵詞：水電廠；螺栓；失效；強度一、前言一、前言螺栓是水電廠機組的重要部件，在制造過程中由于螺栓本身的材質及控制工藝過程不當，螺栓在長期的承受應力作用下會發(fā)生緩慢的、連續(xù)的塑性變形，從而使螺栓容易出現(xiàn)裂紋，高強度螺栓指的是強度達8.8級及以上的螺栓，一般用于水電廠和其他重要的螺栓。同時各種結構的螺栓種類繁多，規(guī)格也各不相同，但均使用了不少的高強度螺栓。對于我廠而言，高強度螺栓作

3、為機組轉動部件的連接部件和密封部件是最為常用的。2009年8月俄羅斯薩揚舒申斯克水電站機組長期振動超標引發(fā)水輪機頂蓋固定螺栓疲勞斷裂，導致發(fā)生了水電史上空前的特大事故，引起水電界金屬同行的高度關注。在此基礎上結合我廠的實際情況及此次出現(xiàn)的接力器基礎螺栓探傷檢測的缺陷，本文以我廠高強螺栓存在缺陷的失效案例，對其常見的缺陷進行歸類分析，以此來為同行進行交流和學習。2、我廠接力器基礎螺栓缺陷介紹我廠接力器基礎螺栓缺陷介紹我廠#1機組A修期間，

4、在對接力器基礎的高強度螺栓進行超聲波探傷檢測時出現(xiàn)了兩顆存在缺陷的螺栓，該螺栓規(guī)格型號為：M42x283mm，此螺栓在我廠投產至今已服役五年，在機組的不同檢修類別中都要對相應的金屬監(jiān)督部件進行探傷檢測，此次發(fā)現(xiàn)接力器基礎螺栓存在的缺陷引起了我廠金屬監(jiān)督的深刻反思和探討，同時也為我廠的安全經(jīng)濟穩(wěn)定運行打了預防針。針對我廠各部件重要螺栓的制造、安裝、運行過程中存在的問題，提出關于螺栓的質量監(jiān)督，確保設備的安全穩(wěn)定運行。以此來增強我們防范于未

5、然的決心。接力器基礎螺栓探傷檢測報告詳見下表：另一方面，該批螺栓的金相顯微組織觀察發(fā)現(xiàn)螺牙存在細微的裂紋，如圖1所示。有文獻曾報道過，新螺栓的螺牙裂紋與滾齒成型控制有關，由于滾輪使用次數(shù)過多或是超期服役，使得滾齒加工能力下降，極可能造成螺牙裂紋的出現(xiàn)。2.過載失效過載失效螺栓的過載失效是指在服役過程中發(fā)生突然瞬間的斷裂，這種失效預先并無明顯征兆，所以其危害嚴重。過載失效特征：高強度螺栓在水電廠的使用極為廣泛，螺栓上的螺紋實際上就同缺口一

6、樣，應力集中系數(shù)較高。當其與螺母配合時，應力集中系數(shù)進一步提高。通過壓縮螺母傳遞載荷的螺栓，應力最集中是在靠近螺母支承面的第一扣螺紋處。此外，由于螺栓的結構特點，頭部和桿部交接處的應力也較集中。因此，螺栓的過載失效而導致其斷裂多在這兩個部位產生。3.高強度螺栓的應力腐蝕高強度螺栓的應力腐蝕（1）應力腐蝕發(fā)生的條件必須有拉伸應力存在。拉伸應力越大，則斷裂所需要的時間越短。斷裂所需要的應力一般低于材料的屈服強度。螺栓在服役中所承受的拉伸力以