ICS 91.080.10
F23
备案号:17679-2006 DL
中 华 人 民共 和 国 电 力 行 业 标 准
DL / T 439一 2006
代替DL439一 1991
火力发电厂高温紧固件技术导则
The technical guide for high-temperature bolt
of fossil-fired power plant
2006-05-06发布 2006-10-01实施
中华人民共和国国家发展和改革委员会 发 布
DL / T 439一 2006
目 次
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前言····..····.·.···.·····..··一 价·····.··.·········.........·····.········‘·······....·.·..····.·,⋯⋯
1 范围..····.·······.·······、···一,.··.···.·········.····‘⋯‘. .......-····⋯ ⋯‘....·····..···⋯
2 规范性引用文件········..··.,··········.·····.·.··..··⋯‘.....⋯ ⋯ ,.-...-.....-.-...二 ,...⋯⋯
3 选材原则.··.···················,·.····.·····.······..·..一 ‘.······.···...·····..‘..·..··........··.··⋯
4 检验与更换报废.··········.,···········.··········..‘·⋯⋯‘............-.-...-......⋯ ⋯ ‘⋯⋯
5 螺栓的紧固与拆卸.····,·········.·..···..·..····.--.....-...-..-...⋯⋯,..-..-.... ..一 ‘,..⋯
6 技术档案管理·‘·.·...··.·······。......··.··..·..·..--.....-........-.............一 ‘.⋯ ,...,.⋯,.‘⋯
附录A(资料性附录) 常用螺栓材料的化学成分、力学性能··‘··················,···⋯
附录B(资料性附录) 常用螺栓材料的热处理工艺和应力松弛曲线 ···.············一
附录C(资料性附录) 20CrIMoIVNbTiB高温螺栓钢的晶粒级别、力学性能和验收准则.
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DL / T 439一2006
前 言
本标准是根据《国家发展改革委办公厅关于下达2003年行业标准项目补充
计划
项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载
的通知》(发改办
工业【2003] 873号文)的安排,对DL 439-1991《火力发电厂高温紧固件技术导则》进行修订的。
高温紧固件是关系火力发电厂安全运行的主要零部件,为把好紧固件的
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
、制造、安装、运行、
检修、监仔等环节特制订本标准。
DL 439-1991自颁布实施以来,对高温紧固件的生产制造、运行监督起到了十分积极有效的作用,
并积累了丰富的经验,同时也提出了一些新的问题。
本标准与DL 439-1991比较,主要有以下一些变化:
— 本标准改为推荐性行业标准;
— 增加充实了紧固件用钢号:
— 对原标准体例作了较大幅度的修订,删减了原标准的结构、连接特性、失效和防止措施等章节
内容,一些章节进行了合并。
标准的附录A、附录B、附录C为资料性附录。
本标准由中国电力企业联合会提出。
本标准由电力行业电站金属材料标准化技术委员会归口并解释。
本标准起草单位:西安热工研究院有限公司
本标准主要起草人:刘树涛、陈吉刚。
本标准首次发布时间:1991年9月16日,本次为第一次修订。
本标准自实施之日起代替DL 439-19910
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火力发电厂高温紧固件技术导则
1 范围
本标准规定了火力发电厂高温紧固件的检验内容、方法和处理措施,并对螺栓的紧固与拆卸提出了
要求。
本标准适用于工作温度400℃以上的汽缸、汽门、各种阀门和蒸汽管道法兰的螺栓、螺母和垫片的
检验和处理。对于工作温度400℃及以下的紧固件可参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的
修改单 (不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成
协议
离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载
的各方研究
是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/1' 2 紧固件 外螺纹的末端
GB/1' 3 普通螺纹收尾、肩具、退刀槽和倒角
GB/1' 90.1 紧固件 验收检查
GB/P 90.2 紧固件 标志与包装
GB/P 98 止动垫圈技术条件
GB/1' 196 普通螺纹 基本尺寸
GB/1' 197 普通螺纹 公差
GB/T 231.1 金属布氏硬度试验方法 第1部分:试验方法
GB/t 5779.1紧固件表面缺陷 螺栓、螺钉和螺柱 一般要求
GB/t 5779.2 紧固件表面缺陷 螺母
GB/t 6394 金属平均晶粒度测定方法
GB/1' 17394 金属里氏硬度试验方法
DUT 441火电厂高温高压蒸汽管道蠕变监怜规程
DUT 694 高温紧固螺栓超声波检验技术导则
DUT 884 火电厂金相检验与评定导则
JB 4730 压力容器无损检验
3 选材原则
3.1 较好的抗松弛性,使螺栓在较低的预紧应力下,经过一个设计运行周期后,其残余紧应力仍高于
最小密封应力。
3.2 强度和塑性的良好配合,蠕变缺口敏感性小。一般要求螺栓材料在 8000h-10000h以上光滑试样
的持久塑性分别为:新材料大于5%:已运行材料不应低于3%e
3.3 组织稳定,热脆性倾向小。
3.4 良好的抗氧化性能,防止长期运行后因螺纹氧化而发生螺栓和螺母咬死现象。
3.5 螺母强度宜比螺栓材料低 一级,硬度低20HBW-50HBW。用于各工作温度等级的常用螺栓材料列
于表1,表中螺栓材料用作螺母时,可比表1中所列温度高30`C-500C。常用螺栓材料的化学成分、力
学性能参见附录A,热处理工艺参见附录Bo
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3.6 原则上同一法兰的紧固件应采用相同的钢号、强度等级和结构形式。当在同一法兰上要安装不同
材料和强度等级的紧固件时,则应考虑计算由不同线膨胀系数和抗松弛性能引起的影响。
表1 各工作温度下选用的常用螺栓材料
│址高使用温度│ 牌 号 │
│ ℃ │ │
│礴00 │ 35(螺母用材 ) │
│400 │ 45 │
│400^ -413 │ 42CrMo │
│480 │ 20CrMo (螺母用材 ) │
│480 │ 35CrMo │
│510 │ 25Cr2MoV │
│550 │ 25Cr2Mo l V │
│550 │ 20CrIMolV 1 │
│570 │ 20Cr1 Mo l VNbTiB (推荐使用钢材 ) │
│570 │ 20Crl Mol VTiB (推荐使用钢材 ) │
│570 │ C-422 (2Crl2NiMotWIV ) (推荐使用钢材 ) │
│677 │ R-26 (Ni-C r-C 。合金 ) │
│677 │ GH4145 (Ni-C r合金 ) │
4 检验与更换报废
4.1使用前的检验
4.1.1使用前应逐根检验。
4.1.2 到货验收时应根据GB/T 90.1, GB/r 90.2的要求检查包装质量,根据产品标准的规定检查产品的
标识、数it和产品质量检验单 (包括化学成分、低倍和高倍组织、力学性能)。
4.1.3 进行几何尺寸、表面粗糙度及表面质量的检查,应符合GB/T 2, GB/T 3, GB/T 98, GB/T 196,
GB/r 197, GB/r 5779.1, GB/r 5779.2等标准和图样要求。螺纹表面应光滑,不应有凹痕、裂纹、锈蚀、
毛刺和其他会引起应力集中的缺陷。
4.1.4 对大于和等于M32的螺栓均应依据DL/r 694的要求,进行100%超声波探伤,必要时可按JB 473C
进行磁粉、着色检查及其他有效的无损检验方法。
4.1.5 螺栓和螺母坯料或粗加r_半成品进行调质处理后,方可加工成成品。
4.1.6 合金钢、高温合金螺栓、螺毋应进行100 光谱检验,检查部位为螺栓端面,分析结果应与材料
牌号相符,对高合金钢或高温合金的光谱检查斑点应及时打磨消除。
4.1.7 螺栓材料的理化检验按照相应材料的技术条件或制造j一标准执行。对螺栓材料的一些特殊要求则
按协议书执行。
4.1.8 M32规格及以r_螺栓应按GB/C 231.1进行100%硬度检验。检六部位为螺栓光杆或端面l/2半径
处,硬度检验首选直接进行布氏硬度检验。在无法使用布氏硬度计测试时,可使用按GB/T 17394便拱
式里氏硬度计测试,但应努力减小各种因素对试验结果的形响。螺栓硬度要求参见附录A的表A.2。对
镍琴合金螺栓进行硬度试验时,应注愈加工硬化倾向对试验结果的VII响。
4.1.9 对大干M32的螺栓应按DUT 884进行金相组织抽验,每种材料、规格的螺栓抽检数从不应少于
一件,检杏部位可在螺栓光杆或端面处。铁索体类钢的螺栓材料正常组织为均匀回火索氏体:镍摧合金
螺栓材料的正常组织为均匀的奥氏体;带状组织、夹杂物严重超标、方向性排列的粗大贝氏体组织、粗
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大原奥氏体黑色网状晶界均属于异常组织。
4.1.10 当硬度不合格时,可通过解剖螺栓进行力学性能试验判定。
4.1.11对20CrIMoI VNbTiB钢螺栓,组织性能规定如下(检验与评级参见附录C)
— 硬度:252HB W-302HB W ,
- U形缺口冲击功:小于M52的螺栓,Ak>}63J;等于或大于M52的螺栓,人>-47J,
— 对刚性螺栓的U形缺口冲击功应比柔性螺栓高16J.
— 按晶粒形态和尺寸将组织分为7级 (参见附录C的表C.1),根据螺栓的结构和使用条件,允
许使用的级别见表2>
表2 20CrlMolVNbl!B钢允许使用的昂粒级别
│序号│ 使用条件 │嘛 fn#J │ 允许使用级 │
│1 │原设计螺栓材料 为 20Cr1 Mo I VNbTIB 钢 │柔性螺 栓│ 5 │
│2 │引进大机组代用 20CrIMOI VNbTiB钢 │索 性螺硅│ 5 │
│3 │ 原设计为 5401C等级 ,容址在 200M W 以下的机组螺栓 ,如 │ 柔件螺栓│ 3. 4. 5. 6. 7 │
│ │果用该钢种 ├────┼───────┤│ │ │刚性娜栓│ 4、5 │
4.1.12所有高温螺栓、螺母应在外露端打出材料标记,以便辨认。
4.1.13 抽取高压内缸每种规格、每种材料的20 %螺栓 (但不应少于两根)作为蠕变监督螺栓,使用前
分别在该螺杆两端面打上样冲眼,测缝样冲眼之间的距离,将此距离作为蠕变测it,11的初始长度。测k1工
具为专用卡尺,测最方法见DVI' 441.
4.2 投运后的检验
4.2.,检验的内容应根据制造厂提供的技术规范进行,或按本技术导则的规定要求,并根据机组设备的
特点,制订相应的检验规定,应加强对以下螺栓的监督和检验。
— 蒸汽温度510℃以上而具有热脆倾向的25Cr2MoV和25Cr2Mo 1 V钢螺栓。
— 己断裂的螺栓组中,尚未断裂的螺栓。
— 高压汽缸高温段螺栓,调速汽门和主汽门螺栓。
— 检验发现有黑色网状奥氏体晶界的螺栓。
4.2.2大修时,对大于M32的高温螺栓应拆卸进行100%无损探伤,捡测方法及要求见4.1.4的规
定。
4.2.3累计运行时间达5万h,对M32及以上的高温螺栓,应根据螺栓的规格和材料,至少抽查1/3数
量螺栓进行硬度检验,当抽查比例不足一件时,抽取一件。以后抽查周期约3万h^ 5万ho硬度检查的
部位在螺栓光杆处,硬度检测方法及要求见4.1.8的规定。
4.2.4 累计运行时间达5万h,对M32及以上的高温螺栓,应根据螺栓的规格和材料,抽查1/10数量
螺栓进行金相组织测试,当抽查比例不足一件时,抽取一件。以后抽查周期约3万h^-5万h。金相检查
的部位在螺栓光杆处,金相检测方法及要求见4.1.9的规定。
4.2.5 每次大修时应进行蠕变监杆螺栓的长度测址,然后算出蠕变变形址。测址位咒、工具、方法见
4.1.13的规定。
4.2.6 对Crmov钢、多元强化CrMoV钢和强化的12%铬型钢制螺栓的蠕变变形址达到0.7%时,或螺
栓累计运行时间达到8万h-10万h,未进行蠕变变形测址的,应进行解剖试验。解剖试验至少从螺栓
组中选择一根有代表性的螺栓进行解剖试验。抽验螺栓应是工作温度最高,或应力鼓大,或材料质址有
问题的螺栓。
4.2.7 在任何情况下,断裂的螺栓均应进行解剖试验和失效分析。
4.2.8 经拾验的螺栓可分为=举:
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— 正常螺栓。
} }重新热处理的螺栓。硬度高于要求的上限或者低于要求下限的螺栓,以及具有粗大原奥氏体
黑色网状晶界的螺栓,进行重新热处理的螺栓按己恢复热处理螺栓的等级使用。
— 超过标准需报废的螺栓。
4.2.9 根据上述各项检验结果,进行综合分析,对运行螺栓的安全性作出评定,并提出改进措施和孟扩
大检查的内容与数ii( o
4.3 更换与报废
4.3.1 对运行后检验结果符合下列条件之一者应进行更换,更换下的螺栓可进行恢父热处理,检验合格
后可继续使用。如已完成运行螺栓的安全性评定工作,则可根据评定报告继续使用。
a)硬度超标。
b)金相组织有明显的黑色网状奥氏体晶界。
c) 25Cr2Mo1V和25Cr2MoV的U形缺口冲击功:
I)调速汽门螺栓和采用扭矩法装卸的螺栓,Ak,<47J;
2)采用加热伸长装卸或油压拉伸器装卸的螺栓,Ak<24J.
4.3.2 符合下列条件之一的螺栓应报废:
a)螺栓的蠕变变形址达到1%;
b)己发现裂纹的螺栓;
。)经三次恢义热处理后发生热脆性,达到更换螺栓的规定。”
d)外形严.F-损伤,不能修理复原;
e)螺栓中心孔局部烧伤熔化。
螺栓的紧固与拆卸
5.1 一般要求
5.1.1 在紧固和拆卸过程中,应注意尽址改善紧固接触面的润汾状态,防止使用过大的冲击力,以减小
螺栓所承受的扭矩。
5.1.2 对于M52及以上的螺栓、螺母、球面垫圈、特殊厚度的垫圈和螺栓孔应做好配对和编号,每次
紧固时仍按原来的号码配对就位。罩螺母拧到底后,螺母顶部应留有3mm左右的空隙。
5.1.3 新螺栓和螺母应事先使螺纹配合适当,并有一定的间隙。使用过的螺栓和螺母再次安装前,应清
洗螺纹。螺纹处有毛刺、氧化皮破裂严重的应研磨螺纹,应用手能轻松拧进螺母。
5.1.4 无论使用何种紧固方法和工具,应选择合理的松紧顺序,拧紧螺栓顺序以消除法竺结合面缝隙为
原则,松螺栓顺序以防止法长变形力集中到址后拆卸的 一个螺栓位咒为原则。图1表示几种不同形状法
伙面螺栓的松紧顺序。
5.1.5 螺栓和螺毋对号试拧。螺母与法长接触后,用塞尺检查螺母支承面和法长的接触情况,全周用
0.04mm塞尺通不过时表示接触良好。试拧合格的螺栓和螺毋,叮用优质黑铅粉反父摩擦螺纹部分,至
螺纹牙表面发出鸟ups,光泽为止。再用压缩空气吹去多余的黑铅粉。
5.1.6 螺栓要先进行初紧,待整个结合面螺栓紧固后再进行第 二次紧固。
5.1.7 原则L贯穿式螺栓和螺柱,不应在同 一法狡L相邻排列。如果必须这样做,则应要求螺柱的应变
和应力松弛特性近似等于贯穿式螺栓的应变和应力松弛特性.
5.1.8 根据施I:要领、特点、紧力偏差、被连接件的谊要性和现场条件,应选用适宜的紧固方法。 般
来说,高压汽缸和调速汽门螺栓应采用紧力偏差较低的紧I司方法。
1)新成品螺栓又经 次调质处理的按 次恢红热处理对待.
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(a)高压缸法兰: (b)双排汽低压缸法兰: (c)阀门圆法兰
图1 几种不同形状法兰面螺栓的松紧顺序
5.2 紧固
5.2.1 扭矩法
5.2.1.1 扭矩法是利用转动螺母的扭矩和螺栓紧力之间的关系拧紧螺栓。用公式 (1)算出达到预紧力
Fo所需的扭矩M,,即
从 =KdFo (1)
式中:
d- 螺栓公称直径;
K— 扭矩系数。
5.2.1.2 施工时把编号配对螺栓、螺母和垫圈按法兰上的编号就座,用加套筒扳手 (或测力扳手,或风
动扳手,或液压扳手)以约50%M,初紧螺母,然后以100 %M,终紧螺母。
5.2.1.3 紧固时,应尽址采用风动和液压扳手。
5.2.2 加热转角法
5.2.2.1 加热转角法是在螺栓的中心孔加热螺栓螺杆,造成螺栓与法兰的温差,待螺栓长度热胀至规定
值后拧进螺母,螺栓冷却收缩后将产生预紧力。
5.2.2.2 根据式 ((2)和式 (3)算出达到预紧力Fn时所需的螺母转角0或弧长S,即
,=丛a x 3600 (2)
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、,
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?、
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?、
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、
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、
式中:
4La— 达到Fo时的螺杆伸长址;
t— 螺距;
a— 考虑紧固前后的法长和结合面涂料的压缩系数,取1.3;
D — 螺母外径;
Lo— 紧固时参与螺栓延长的有效螺栓长度;
au— 预紧应力;
E— 螺栓材料的弹性模址。
5.2.2.3 先按冷紧方式初紧成组螺栓,使结合面贴合。然后把加热器插入螺栓中心孔,把螺栓加热至按
公式(5)计算的to温度。接着,用轻型扳手,按v )值拧进螺母。
、=篇·‘,“一‘00) 0C (5)
式中:
a,— 螺栓线胀系数;
n— 长度系数;
S— 法竺的厚度。
5.2.2.4 加热螺栓中心孔时应均匀,不应产生局部超温。其中心孔壁的温度不应超过该螺栓的最高使用
温度 (见表 1)。螺栓应加热螺杆,不应直接加热螺栓的螺纹和螺母部分。螺栓的加热方法宜采用热空
气加热法和电气式加热法。
5.2.3 伸长法
5.2.3., 伸长法是拧紧螺毋使螺栓长度伸长至规定值,从而获得预紧力。
5.2.3.2 根据公式 (4),算出螺栓达到预紧力Fo时的螺栓伸长最ALoe
5.2.3.3 测量每根螺栓的长度,并做好
记录
混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载
。随后按号装入螺栓、垫圈和螺母,按顺序进行初拧,使法
兰结合面贴合。最后安装丛准柞和千分表 (或超声波测长仪),然后拧紧螺母,螺栓的伸长量至△4
终拧即告结束。
5.2.3.4 本方法适用于两端外露的螺栓和 一端外露带中心孔的螺栓;不适用于带罩螺母的螺栓。伸长螺
栓的方法有:冷紧、加热伸长或用油fl拉伸器拉长螺栓。
5.3 拆卸
5.3.1 不应在高温状态拆卸螺栓,对于汽缸螺栓应等调节级处壁温降到80℃以下,对于各种阀门和管
道的法冷应等温度降到100℃以卜才可拆卸。
5.3.2 拆卸螺毋通常用加热法,使螺栓伸长,紧力下降,以便转动螺毋。拆卸螺栓前,应向螺纹内注入
润汾剂,用适当的力矩来问活动螺q,并可敲振,使螺母松动。防止由于螺纹咬死而强行松螺母引起螺
纹拉毛或扭断螺栓。
5.3.3 当确实无法拆卸时,可it]认一乙炔切开螺母。切割时应严防螺栓螺纹损坏或过热。‘与拧入法咬体
的螺栓断裂时,可用钻孔方法取出锈死螺杆,以保证法长体内螺纹完整无损。
5.3.4 当螺杆仍拧在卜法狡体而进行起吊汽缸大盖或阀门盖时,应防止碰伤裸露在外的螺栓螺纹。
6.1
技术档案管理
使用前的高温紧固件技术档案包括:
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a)质量检验单;
b)光谱、探伤、硬度、金相检验资料:
c)各种法兰螺栓的强度计算、预紧力值、紧固工艺等资料;
d)螺栓的初始长度。
6.2 运行中的技术档案包括:
a)蠕变测量资料;
b)各螺栓组的超参数运行时间、启停次数和累计运行时间;
c)每次大修时的探伤资料、硬度和金相组织检查资料;
d)每次大修时各种法兰螺栓的紧固、拆卸、加热资料;
e)运行8万h-10万h或蠕变量达0.7%的螺栓检验和解剖试验资料,对螺栓的安全性评定;
f)螺栓的检修、更换、报废、恢复热处理资料。
6.3 螺栓失效分析资料包括;
a)断裂金相分析;
b)材质解剖试验;
c)工况、装配工艺、结构影响分析;
d)防止失效的措施,执行情况和效果。
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DL/T439一 2006
A.2 常用螺栓材料的力学性能见表A.2e
表A.2 常用螺栓材料的力学性能
│牌号 │室温力学性能 (不低于) │HBW │ 高温强度 │
│ │Rea.ZMPa│RmMPa │A │0 │AkJ │ │试验温度℃│ -5010MPa│腻 │
│35 │265 │510 │18│ 43│ 55 │ 146- 196 │ 400 │118 │ │
│45 │353 │637 │16│ 40│ 39 │ 187^ 229 │ 400 │81 │186 │
│20CrMo │490 │637 │14│ 40│ 55 │ 197^ 241 │ 470 │137 │255 │
│35CrMo (>50mm) │590 │765 │14│ 40│ 47 │241-285 │ 475 │ │167 │
│35CrMo (550mm) │ 686 │834 │12│ 40│ 47 │ 255^ 311 │ │ │ │
│42CrMo (>65mm) │660 │790 │16│ 50│ 47 │248^ 311 │ │ │ │
│42CrMo (565mm) │ 720 │860 │16│ 50│ 47 │ 255^ 321 │ │ │ │
│25Cr2MoV │686 │785 │15│ 50│ 47 │ 248^ 293 │ 500 │78 │196 │
│25Cr2Mo1 V │685 │785 │巧│ 50│ 47 │ 248^ 293 │ 550 │53 │139 │
│20CrlMol V 1 │637 │735 │巧│ 60│ 59 │ 248^ 293 │ │ │ │
│20CrIMoI VNbTiB │ 735 │834 │12│ 45│ 39 │252 302 │ 550 │182 │210 │
│20CrIMoI VTiB │685 │785 │14│ 50│ 39