火力发电厂高温紧固件技术监督细则.doc

能源部东北电业管理局企业标准 20 Q/000-10501-92火力发电厂高温紧固件技术监督细则(试行)1.总 则1.1 为加强火力发电厂合金钢紧固件的金属监督、管理，使之安全运行、合理使用，特制定本细则。1.2 本细则适用于现行火力发电厂金属技术监督规程规定范围的各种紧固件设计、配制、安装、使用、材料供应及试验监督等部门。1.3 各火力发电厂由金属监督负责人直接负责(或指定专人负责)全厂受监督紧固件的监督管理工作。紧固件的配制、保管、使用单位应指定专人负责本单位紧固件的加工、保管、使用中的监督管理工作。金属检测部门应配合金属监督人员做好紧固件的检测和监督管理工作。1.4 紧固件监督管理工作必须贯彻预防为主、专业监督与群众监督相结合的方针。各有关人员应积极宣传贯彻本细则，还可根据本细则制订适合于本单位具体情况的紧固件监督管理的实施办法。1.5 本细则未列入钢号的紧固件技术监督管理可参照本细则办法，其技术规范、标准待以后补入。1.6 本细则依据火力发电厂金属技术监督规程SD107-83编制。1.7 本细则与本行业上级标准相抵触时，依照本行业上级标准施行2.紧固件的金属监督管理范围和内容2.1 凡现行火力发电厂金属技术监督规程规定的工作温度435，尺寸M27的各种螺栓、螺丝、螺帽及垫圈等附件均属于本细则监督范围。2.2 有关部门的有关人员应按照其职责分工对紧固件的如下内容施行监督：2.2.1 钢种、钢号及钢材质量。2.2.2 外形结构、尺寸及表面质量、安全系数。2.2.3 热加工工艺、质量。2.2.4 金属检验项目、手段、程序、周期、判废标准。2.2.5 使用部位、拆装工艺、紧固应力。2.2.6 运行小时。2.2.7 热处理或恢复性热处理工艺规范。2.2.8 备件数量、保存及管理。2.2.9 技术监督档案。2.2.10 其它与紧固件安全运行有关的事项。3 紧固件配制中的监督3.1 紧固件用钢的监督3.1.1 用于制做紧固件的合金钢应具有高的抗松驰、抗蠕变性能，足够的强度、低缺口敏感性、低脆性转变温度以及良好的抗氧化性。 目前国内电厂热力设备常用紧固件用钢可参见附录A1当制做工况540紧固件时，目前应优先选用20Cr1Mo1VTiB钢，尽量避免使用20X1M11和20Cr1Mo1VNbB钢，特殊情况时，须经金属监督负责人同意方可使用。3.1.2 用于制作紧固件的钢材必须有完整的出厂合格证件和质量检验技术资料。其化学成分和机械性能等技术指标须符合有关标准。进口钢材须符合有关国家的技术规定。3.1.3 因某种原因而采用代用钢种制做紧固件时，除钢材性能符合要求外，还须经紧固件监督负责人同意，由厂技术负责人批准方可。并须将有关情况及批示件一并载入技术监督档案。3.1.4 用于制做紧固件的钢材在加工投料前须进行如下检验：3.1.4.1 检查钢材厂家合格证、技术文件及检验资料。资料不全或钢材不合格时不可投料加工。3.1.4.2 逐件光谱分析，批量钢材第一次投料还应适量抽样做化学元素分析。元素成分应符合选用钢材的有关技术标准，见附录A2。3.1.4.3 外观检验：钢材表面不得有肉眼可见的裂缝、结疤、折迭、夹杂物及深度超过0.2mm的发纹。3.1.4.4 低倍组织检验：钢材横向断面经酸浸后不得有肉眼可见的缩孔、气泡、裂缝、夹杂物、翻皮及白点等缺陷。低倍组织及夹杂物评级见附录A3。3.2 紧固件毛坯锻压加工的监督3.2.1 为提高金属成分、组织的均匀度及致密度，改善金属性能，紧固件毛坯须经锻压加工。几种常用紧固件用钢的锻压温度和冷却方式见附录A4。3.2.2 锻件须有足够的锻压比，20Cr1Mo1VNbB、20Cr1Mo1VTiB钢锭的锻压比不得小于3-4；其它钢锻压不得小于2.5，型材不得小于1.6。3.2.3 锻压完毕须对锻坯外观进行检查：3.2.3.1 外表无肉眼可见缺陷。3.2.3.2 尺寸充裕，留有足够的机加工余量。自由锻件螺栓毛坯机加工余量与公差参见附录A5。3.3 紧固件毛坯热处理的监督3.3.1 经检查合格的锻件，须立即进行退火处理，然后去掉表面层，用放大镜检查，确认无裂纹、折迭等缺陷后，即可进行最终热处理。批量件热处理时应随炉装陪衬样，以便热处理后做质量检验。 几种常用紧固件用钢最终热处理的主要规范见附录A6 热处理人员须严格按标准工艺操作，按附录B4记录并及时送交金属监督负责人存档。3.3.2 螺栓毛坯件热处理后，应按炉次做临时编号，并抽检硬度、金相。合格后进行粗车，粗车后端部打临时编号，然后送检(大件毛坯可通知金属检验人员到热处理现场检验)。粗车时应保证去掉影响检验质量的氧化层并留足够的加工余量，以备精加工或返工热处理。 粗车后工件的金属检验项目、质量要求见附录A10。3.4 紧固件机加工的监督3.4.1 螺栓半成品经质检合格后，须通知金属监督负责人在螺栓两端做统一钢字编号。机加工过程中注意不得将编号去掉。3.4.2 紧固件应按设计图纸进行加工，并应符合如下技术要求：3.4.2.1 螺栓设计须一律为等强束腰结构。3.4.2.2 螺纹牙型槽底形状须制成圆角(r=0.1443t),对其圆角r的检查系通过检查其切削螺纹刀具的r来达到(加工后螺纹r值可不检查)。3.4.2.3 螺纹、螺杆光洁度应不低于，精度按汽机专业二级，采用国家标准新制螺纹。3.4.2.4 螺栓杆部弯曲不允许超过附录A7数值。3.4.2.5 螺纹表面不允许有裂纹、毛刺、划痕、缩孔、双牙尖和不完整扣及影响使用的凹痕等缺陷。4. 紧固件的使用监督4.1 新件或经过恢复性热处理的螺栓，经金属检验并经金属监督负责人确认合格后，方可使用。4.2 金属监督负责人应根据螺栓钢材种类、热处理工艺、服役时数、理化检验结果以及使用部位等具体情况，提出具体装配方案。安装人员须据此方案安装，不得擅改部位。4.3 紧固件的装卸应注意如下事项：4.3.1 螺栓对法兰面须保持垂直。第一次栽装螺栓时，应进行检查。当发现不垂直时，为减少螺栓偏斜引起的附加弯曲应力，应采用球面变位垫圈。4.3.2 栽装螺栓时，栽丝端在拧到螺孔底部后，再反拧回1-2扣，并保持紧固后螺栓不拧到底。4.3.3 拆卸螺栓或螺帽时，当螺栓松动而未能连续拧下时，应即查明原因或用铜锤敲击螺帽使之松动，不得强拧以防乱扣。4.3.4 检修时应对拆下的螺栓、螺母进行清扫修理，然后试装。试装正常后方可涂润滑材料正式安装。在栽丝和戴帽时只可用手拧入。发现卡涩时，须在消除卡涩原因后再行拧入，不可强行拧装。4.3.5 拆卸螺栓时，应使用倍帽或专用工具，不可使用管钳拆卸，以防损坏螺杆。在为装卸螺栓而敲击震动螺杆时，不可用力横击，应用敲击螺帽的办法，以免螺栓断裂及损坏螺扣和端部钢字编号。4.3.6 有中心孔的螺栓，装卸时宜采用电热元件加热螺杆部分，尽量避免螺扣部分受热。不得已而采用乙炔火焰加热时，须使火焰不断移动，以防局部金属过热。螺栓加热时间和速度可分别参考公式(1)和(2)；=(D-d)/2.5 (1)V=250/ (2)式中:加热时间，min; D螺栓外径尺寸，mm; d螺栓加热孔直径，mm; V升温速度，/min。 计算时，小尺寸螺栓升温速度大于每分钟12时，须控制在每分钟12以内。螺栓最高加热温度不得超过300。4.3.7 紧固螺栓时，最好采用有载荷示值的机械扳手或风动扳手。在采用人力紧固时宜控制扳手长度及加荷人数。尽量避免采用大锤击打扳手的方法紧固。特殊情况下采用锤击扳手时，小于等于M76栽丝和小于等于M52双头螺栓，锤头不得大于4磅；小于等于M42栽丝螺栓不得采用锤击扳手紧固。4.4 螺栓紧固应力不宜过大。新螺栓(或经恢复性热处理后第一次使用的螺栓)紧固应力应控制在250MPa左右，旧螺栓紧固应力一般控制在200MPa即可。螺栓紧固应力数值可参阅附录A8。 紧固应力可按监测螺栓伸长值方法控制。当确认法兰结合面无间隙后，可按转动螺帽弧长方法控制紧固应力。可参考如下经验公式(3)实施： l=Kl0d0/TE (3)式中：l螺帽转动弧长，mm; K紧固保险系数，取1.2； l0螺栓计算长度，取戴入两螺帽(螺孔)三分之一高度间螺栓的尺寸，mm； d螺帽外径尺寸，mm;0紧固应力，MPa; T螺栓螺距，mm; E螺栓材料弹性模量，对25Cr2MolV和20Cr1Mo1VTiB等取2.17105MPa。4.5 新螺栓或经恢复性热处理合格螺栓，一般运行2个大修期(约6年)后即应适当做部分更换，以后每次大修须视螺栓具体情况(如形状、尺寸、质量、使用部位等)适量更新，使运行螺栓保持“新、中、旧”的对称、搭配状态。具体更新办法可参考附录A9。4.6 螺栓于卸帽后须进行超声波探伤，非罩帽螺栓于紧固后还须复检。5.紧固件的金属检验5.1 成品紧固件除对外形、尺寸、光洁度及表面缺陷等项目按规定进行检验外，还须做必要项目的金属理化检验。检验后须做详细记录并及时提出正确书面报告，以便金属监督人员载入档案。5.2 光谱检验 成品复检一次。钢号应符合设计图纸或附录A1规定。5.3 超声波探伤 无裂纹或其它严重缺陷。检查重点:螺纹根部退刀部分附近(尤其裁丝端)。5.4 硬度检验 新件或恢复性热处理件全检，以后大修抽检。检验部位为螺检纵向中部表面，注意机加工及热处理对螺栓表层的影响。5.5 金相组织检验5.5.1 对于35CrMo钢，新件或补充热处理件全检，以后不复检。组织为均匀索氏体，无严重(4-5级)带状组织。5.5.2 对于25cr2MoV、25cr2Mo1V、20X1M11钢，新件或经恢复性热处理件全检。服役三个大修期后抽检，组织为均匀索氏体或均匀索氏体+回火贝茵体或均匀回火贝茵体。25Cr2MoV钢件，可允许有少量未成网状的自由铁素体。原奥氏体晶界上无明显沉淀物(明显网状晶界或黑色网络)。无严重(4-5级)带状组织。脆化程度可按附录A11参考标准评定。组织脆化类别控制可参考附录A10的相应规定。5.5.3 对于20Cr1Mo1VNbB、20Cr1Mo1VTiB、20X1M11P、20X1M1TP钢，新件或经恢复性热处理件全检。组织为均匀回火贝茵体，无严重(4-5级)带状组织，无明显粗晶、混晶组织。晶粒一般不应大于4级(汽缸螺栓可放宽到3级)。5.5.4 金相检验部位为螺栓纵向中部表面。一次抛光浸蚀，浸蚀剂用2%苦味酸+2%硝酸酒精溶液。放大100-500倍观察。注意机加工及热处理对螺栓表层的影响。每次检验的条件均应相同。5.6 伸长测量拧紧后个别(对称)抽测，伸长值参见附录A8。全部服役期中螺栓的残余变形不应超过1%。5.7 紧固件的超声波、机械性能检验的项目、周期及合格标准可参照附录A10规定实施。6. 紧固件的监督、管理及职责分工6.1 计划 金属监督负责人根据机组运行螺栓状态、年度检修计划及备件库存情况，及时向设备所在分场提出紧固件更换、处理、送检的书面计划，并抄送金属检验部门。分场根据计划要求及时安排备件计划和设备检修计划。备件、加工和金属检验部门须据此安排各自的工作，以便及时提供足够的合格紧固件备品。6.2 检验6.2.1 新机组安装时，由电厂金属监督负责人会同安装部门金属监督负责人检查紧固件证件，并做统一编号。安装部门须对紧固件进行检验和交接工作，电厂应积极协助工作。6.2.2 紧固件用钢或螺栓成品入库前后的检查或委托检查及合格证、技术资料检查，由库方有关人员负责。6.2.3 外委加工的紧固件由负责外委人员根据质检资料验收，并会同金属监督负责人委托金属检验部门进行质量复检，合格后向金属监督负责人移交证件、资料、然后入库。质检资料、证件不全或部件不合格不得入库。6.2.4 电厂自行配制紧固件，配制投料前的钢材检查或委托检查、证件资料核查、加工工序安排、调度、工件临时编号、机加工质量检验、提供热加工工艺记录等工作，由部件加工部门有关人员负责。6.2.5 运行中及退役的紧固件由金属监督负责人安排检验，由设备所属部门送检。6.2.6 紧固件需做金属检验时，委托检验人员应填写委检单交检验部门，委检单格式可参照附录B1。6.3 为对螺栓进行可靠性监督、管理，准确掌握螺栓质量、状态、服役部位和时间，以避免失监、漏检，提倡建卡管理，卡片形式可参照附录B2。 为统计螺检断裂、分析研究断裂原因，以便采取对策防止断裂，亦可参照附录B3对断裂螺栓进行登卡。6.4 保管6.4.1 所有库存新备件，须全部处于合格状态。不合格件除报废者外均应及时进行处理，使其处于合格状态。6.4.2 库存备件应分类登记造册，分类存放。做到规格、钢号、数量清楚，物帐相符。保存时应防伤防腐(如用涂油方法防腐时，应采用中性油)。6.4.3 受监紧固件的出库，应严格控制，发出或外调时，须经金属监督负责人同意。6.4.4 库存不合格件的处理等工作，由库方负责。退役件的保存及委托恢复性热处理等工作，由部件使用部门负责。7 紧固件的补充热处理和恢复性热处理7.1 对硬度偏高的新件，须按原热处理工艺规范进行补充回火处理。回火时间根据回火过程中抽检的硬度结果确定。对硬度偏低件应按原工艺规范重新处理(两次正火工艺者只用第二次正火工艺一次正火)。7.2 对长时服役后发生材质脆化的25Cr2MoV、25Cr2Mo1V、20X1M11、20Cr1Mo1VnbB、20Cr1Mo1VTiB、20X1M11TP钢螺栓，可采用稍低于原热处理回火温度规范进行回火处理以恢复其韧性。回火时间，视出炉前硬度抽检结果而定，硬度值不得低于标准值下限。回火时间不应少于4小时。出炉后应在流动空气中快冷，冷至约400时即行水冷。7.3 为防止和减少热处理对螺栓表面质量影响(如脱碳、增碳、氧化等)，热处理时须采取必要的保护措施。 紧固件热处理后须及时清洗，送检验部门全部探伤、检硬度和金相，合格后防腐备用。 附加说明 本细则由东北电管局提出。 本细则由东北电力试验研究院和清河发电厂负责起草。 本细则主要起草人郑绍臣、郑福民、朱明辉。附录A 紧固件监督的有关标准及数据A1: 紧固件用钢的适用范围钢 号技术条件适 用 范 围用 途最高使用温度()30CrMo和35 CrMoYB671螺 栓螺母、垫48051025Cr2MoVYB671螺 栓螺母、垫510540-55025Cr2Mo1VYB671螺 栓55020X1M11OCT螺 栓56020Cr1Mo1VNbB厂 标螺 栓螺母、垫57020Cr1Mo1VTiB20X1M11TP厂 标OCT螺 栓螺母、垫57023A2：紧固件用钢的化学成分技术条件钢 号化 学 成 分 %CSiMnCrMoVNbTiBSPNiYB67135CrMo0.320.400.200.400.400.700.801.100.150.25-0.0300.035-YB67125Cr2MoV0.220.290.200.400.400.701.501.800.250.350.150.30-0.0300.035-YB67125Cr2Mo1V0.220.290.200.400.500.802.102.500.901.100.300.50-0.0300.035-OCT20X1M110.180.250.170.370.501.001.300.801.200.701.00-0.0300.0350.4工厂标准20Cr1Mo1VNbB0.170.230.350.500.300.600.901.300.751.000.500.700.11-0.250.05-0.140.004-0.0100.0300.030-OCT20X1M11TP0.170.240.350.500.901.400.801.100.701.10-0.050.120.005-0.5工厂标准20Cr1Mo1VTiB0.170.230.450.600.450.600.901.300.751.000.450.65-0.160.280.0050.0100.0300.030-A3: 低倍组织及夹杂物显微评级技术条件钢 号低倍组织级别显微夹杂物级别一般疏松中心疏松偏析氧化物硫化物氧化物硫化物YB6-7130CrMo35CrMo25Cr2Mov25Cr2Mo1V333335.5工厂标准20Cr1Mo1VNbB20Cr1Mo1VTiB222335.5 注：低倍组织酸浸试验可采用热酸试验法，方法见G B226-77。 20Cr1Mo1VNbB、20Cr1Mo1VTiB 钢低倍检验时要注意边缘是否有粗晶组织。A4：锻压温度钢 号始锻温度终锻温度最高锻压温度备注35CrMo1240850-大件进行防白点处理25Cr2MoV1200850-D40mm锻后缓冷25Cr2Mo1V1100-1150850-锻后缓冷20X1M111150-1180800-缓冷(灰冷)20Cr1Mo1VNbB11508501200锻后砂冷20X1M11TP11508501200锻后砂冷A5：自由锻件螺栓毛坯机加工余量与公差mm锻 件长 度锻 件 直 径 尺 寸30315051-8081120120180180250加 工 余 量 与 公 差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差25051617181-251500618292102123-510800-92102123133-8011200-123133144175A6: 常用紧固件用钢热处理规范钢 号主 要 热 处 理 规 范35CrMo860880油冷或空冷，560580回火，空冷。25Cr2MoV920950正火，660670回火2-3小时，空冷350水冷。25Cr2Mo1V1040正火+960正火，680回火46小时，空冷350水冷。20X1M111000油淬，700回火10小时，空冷350水冷。20X1M11TP1050油淬，700回火10小时，空冷350水冷。20Cr1Mo1VNbB10001030退火预备热处理，然后10301050水淬，700720回火46小时，空冷350水冷。20Cr1Mo1VTiB1050油淬，700720回火46小时，空冷350水冷；1050油淬，680回火3小时空冷，再700回火3小时空冷350水冷。注：大批量装炉时，每炉要同时放入同材质状态陪衬处理样，以便做机械性能试验。A7：螺栓杆部允许的弯曲值mm螺纹直径杆长100mm内允许的弯曲值D240.4048D240.30D48注：用平板及塞尺检查螺杆弯曲A8：螺栓初紧力及单位长度拉长值mm弹性伸长值螺栓钢号螺栓状态新件或恢复性热处理后第一次使用的旧件旧 件初应力0Mpa每100mm计算长度的弹性伸长值初应力0Mpa每100mm计算长度的弹性伸长值30CrMo35CrMo2002500.110.122000.1025Cr2MoV25Cr2Mo1V20X1M112002500.110.122000.1020Cr1Mo1VNbB20Cr1Mo1VTiB20X1M11TP2002200.100.112000.080.10A9：螺栓更换办法每次大修更换量螺栓钢号螺栓种类及首次更换期(年)汽包安全门联箱安全门联箱安全门向空排气门电动主闸门导汽管法兰导汽管法兰调汽门法兰自动主汽门法兰汽缸法兰其它蒸汽截门其它蒸汽截门双头帽双头帽栽丝栽丝栽丝双头帽栽丝栽丝栽丝栽丝双头帽栽丝6666612666186635Cr2MoV1/81/6-1/6-1/41/61/425Cr2MoV-1/41/31/3-1/31/31/21/41/225Cr2Mo1V-1/41/31/31/21/41/31/31/31/41/21/41/21/320X1M11-1/31/21/21/21/31/21/21/31/41/21/21/220Cr1Mo1VNbB-1/41/31/31/21/41/31/31/21/31/41/31/41/320Cr1Mo1VTiB20X1M11TP-1/61/41/41/41/31/61/41/41/41/61/41/51/41/41/3A10:受监合金钢紧固件检验项目、周期、质量标准紧固件种类检验周期标准检验项目 螺 帽六方帽罩 帽双头螺栓单头栽丝螺栓自动主汽门螺栓调整汽门螺栓汽缸法兰螺栓备 注超 声 波 探 伤-每次拧紧前后全检运行6万小时后每次分解后全检每次分解后全检运行6万小时后每次分解后全检新件全检机械性能硬度(HB)小于螺栓10-40HB240-280220-260240-270235-265250-285-b(MPa)不小于新件或恢复处理件-730730730730750检热处理陪衬样旧 件-730730730730750运行后不再检 ak(J/cm2)不小于新件或恢复处理件-100100100100100检热处理陪衬样旧 件-305030503048栽丝6万小时后抽检其余不检金相组织及脆化类别35Cr Mo见5.5.125Cr2MoV(10)25Cr2Mo1V(723)20X1Mo11(909)-33334金相组织见5.5.220X1M11TP(182)20Cr1Mo1VTiB(蒸汽2号)20X1M11P(44)20Cr1Mo1VNbB(蒸汽1号)见5.5.3伸长测量见5.6光谱分析见5.2A11：25Cr2Mo1V钢螺栓金属脆化的显微组织分类参考标准类 别显 微 组 织 级 特 征力学性能akJ/cm2HB1一次正火细粒状和针状索氏体及分布尚均匀的碳化物和少量的铁素体。正常组织。117.6-245.0-250二次正火晶界较明显的羽毛状贝茵体和少量细小的碳化物。正常组织。2细针针状索氏体和细小碳化物沿着隐约的不明显的网状晶界聚集，分布很不均匀，粒度2-6级78.4-107.82703较细的针状索低体。细小的碳化物质点沿着不连续的网状晶界聚集，个别区域