[发明专利]汽轮机进口蒸汽管段法兰无应力装配的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到能源化工、石油化工、电力、冶金工业蒸汽透平机压缩机组进出口管段无应力配管领域。特别涉及到蒸汽透平机进口蒸汽管段无应力配管领域。 

背景技术

在能源化工、石油化工、电力、冶炼工业。均需要汽轮机作为动力设备来驱动发电机、压缩机组等大型设备。汽轮机的动力源是由蒸汽锅炉输送的高温、高压蒸汽来冲动汽轮机转动。汽轮机与蒸汽锅炉之间通过长距离的管道焊接而成，只有汽轮机蒸汽入口与管道的蒸汽出口是通过成对法兰进行螺栓连接。 

按照规范要求，应对汽轮机进口管段进行无应力配管：即管段与设备在连接时应处于自由状态，通俗的说就是管件与设备连接处的法兰在没有螺栓的情况下能够保持自由地平面接触，卸下接管上的法兰螺栓，在自由状态下所有螺栓应能在螺栓孔中顺利穿过，法兰密封面间的平行偏差、径向偏差及间距符合规定值(简称无应力)，只有这样的状态才能在最大程度上保护设备。由于允许偏差值极小（GB50236规范：3000转/分～6000转/分，平行度为0.15mm，同心度0.5mm），这对法兰管段做到无应力连接，主要是靠焊缝在焊接过程中进行调节，难度非常大，安装周期长。 

汽轮机机组进口法兰与管段法兰配装，如在自由状态下法兰的平行度、同心度达不到规范要求，经螺栓连接时必然对汽轮机组产生径向拉力和轴向拉力，将会使已安装找正合格的蒸汽透平及压缩机产生位移，从而破坏了汽轮机与压缩机之间的同轴度，汽轮机机组在开车时振动大，严重时造成轴瓦、密封、损坏，转子弯曲，汽轮机机组无法运行，使已建成的工厂延期投产。 

通常的做法是以机器法兰口为基准，配管向外自由连接。先安装管道支架，使管道和阀门等重量及附加力矩不作用到机器上，并且管段固定焊口选择在四个弯管以外之处，总体越远越好，避免焊接时由于焊缝不均匀的收缩对机器产生应力。但是汽轮机进口蒸汽管段无法以机器法兰口为基准的方法进行配管，因为从锅炉到汽轮机入口的高温、高压蒸汽管线全程均是焊接焊口，中间无法兰连接。管线安装结束后要进行蒸汽吹扫，必须要留一段管段不安装作为蒸汽吹扫口，吹扫合格后再安装此管段。 

该预留管段有两道固定焊口，即水平固定焊口和垂直固定焊口，通常做法：1、对预留管段的位置都选择在汽轮机最近处，对口方法是两道焊口同时组对，产生的问题是：在焊第一道固定口焊接时，另一道固定口已出现应力；2、先后焊接顺序不考虑，产生的问题是：如果水平固定口先焊接，以垂直固定焊口作调整口时，在打磨时产生飞溅物直接进入管内无法清里，严重时飞溅可损坏汽轮机内件，如先焊垂直固定焊口先焊，以水平固定口作调整口时，焊接线能量随着焊接位置的改变而变化，相应的焊接收缩不均匀。3、焊接工艺是两人同时对称焊，产生的问题是：这两道固定焊口的坡口是现场人工打磨，根据现场的环境组对，必然产生对口间隙及坡度不均匀，如果两人同时对称焊，焊缝产生不均匀的收缩，法兰向收缩量大的方位倾斜。4、焊道连续焊接，产生的问题是：焊接过程中不作焊道调整，层间温度高，对偏差值的测量不准确。由于以上问题造成法兰面平行度，同心度值超标，法兰沿着周向偏转，返修率高，返修周期长，一般情况下一道φ377×40的焊缝最小要焊一周，有的项目达到一个多月也难以完成。 

本汽轮机组进口蒸汽管段配对法兰无应力装配方法，克服现有无应力配管中的不足，提供一种合理的安装方法，对于一道φ377×40的焊缝基本在10个小时完成，焊接合格率100%，本发明适用于各种转动机器管道无应力配管。 

发明内容

本发明的发明目的是克服现有的汽轮机进口蒸汽管段法兰存在应力装配的方法，而提供一种汽轮机进口蒸汽管段法兰无应力装配的方法。 

为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案： 

本发明的一种汽轮机进口蒸汽管段法兰无应力装配的方法，它是将装配法兰、变径管、直管、弯管和主管线与汽轮机法兰进行无应力装配，在装配过程中对装配法兰、变径管、直管、弯管和主管线进行焊接，装配法兰与汽轮机法兰进行螺栓连接，焊缝包括：装配法兰和变径管之间的第一焊缝，变径管和直管之间的第二焊缝，直管和弯管之间的第三焊缝，弯管和主管线之间的第四焊缝，其中： 

（a）先将装配法兰、变径管和直管依次焊接成一体；