某抽水蓄能电站顶盖螺栓断裂原因分析

某抽水蓄能电站的顶盖螺栓发生断裂,通过螺栓断口分析可以发现,大部分螺栓存在疲劳裂纹,疲劳裂纹均起源于螺纹根部,裂纹源形成的尖端应力集中使螺栓发生断裂。为了分析螺栓断裂的原因,对螺栓的直径进行复核计算,通过计算可以发现,在满足预紧要求的前提下,螺栓的直径偏小,其疲劳强度计算安全系数偏小是螺栓发生疲劳破坏的根本原因。通过增大螺栓直径可以既满足螺栓设计预紧要求,也满足螺栓的疲劳设计要求。

抽水蓄能机组顶盖漏水原因分析

针对某抽水蓄能机组顶盖出现的漏水现象,对其在各个运行工况下的顶盖螺栓总载荷及残余预紧力进行了计算。由计算结果可以发现,由于在个别工况下残余预紧力小于0,导致了顶盖漏水,通过调整螺栓的伸长量,使得残余预紧力大于0,漏水现象得到了改善,但是预紧安全系数仍无法满足相关标准的要求。为此,进行了认真分析和复核。结果发现:在现有螺栓数量的基础上,通过增加预紧力虽然可以提高预紧的安全系数,但同时也得螺栓的总载荷增加,降低材料的安全系数,增加了螺栓断裂的可能性。针对新问题制定了相应的措施,即将螺栓小径由36 mm增加至52 mm后,通过增加预紧力提高预紧安全系数,保证螺栓连接的紧密性,村料的安全系数也得到了保证。改进后的螺栓在机组运行过程中服役安全。

抽水蓄能电站顶盖螺栓的设计及质量控制

抽水蓄能电站的顶盖螺栓对于机组的安全运行起至关重要的作用。由于高强钢具有较强的缺口敏感性,因此螺栓选材时,在结构布置能满足的条件下,尽量避免选用等级过高的螺栓。螺栓设计时,应确定甩负荷工况为设计工况,保证螺栓的预紧安全系数大于2的前提下计算螺栓的总载荷,同时采用螺栓的材料安全系数为1.5计算螺栓的直径。在此基础上需要进行疲劳校核合格。螺栓在安装时,应控制预紧应力不小于工作应力的2倍,同时不超过材料屈服极限的50%~60%。螺栓制造过程中应严格控制锻造和热处理过程,对加工前的坯料进行超声波检测,加工后的螺栓进行磁粉和渗透检测。