快速閘門油缸吊頭螺紋修復(fù)及安裝工藝

王　友，張金華，劉時來

（湖南五凌電力工程有限公司，湖南 長沙 410004）

快速閘門油缸吊頭螺紋修復(fù)及安裝工藝

王友，張金華，劉時來

（湖南五凌電力工程有限公司，湖南 長沙 410004）

摘要：基于五強(qiáng)溪電廠5號機(jī)組A修進(jìn)水口快速閘門檢修中，油缸吊頭退出后，發(fā)現(xiàn)吊頭內(nèi)螺紋和油缸活塞桿上外螺紋存在不同程度損傷。在重新加工一只新吊頭，并對內(nèi)、外螺紋進(jìn)行修復(fù)后，采用對新吊頭加溫?zé)嵫b工藝，完成油缸吊頭的裝復(fù)。

關(guān)鍵詞：油缸吊頭；吊頭內(nèi)螺紋；活塞桿外螺紋；螺紋修復(fù)；吊頭加溫

1　概述

五強(qiáng)溪水電廠從2010年開始到2014年，相繼完成了5臺混流式機(jī)組的A級檢修工作，其中進(jìn)水口快速閘門及其液壓系統(tǒng)檢修是整個施工過程極為重要的一項工作，需要將油缸和快速閘門吊出進(jìn)行檢修。2014年是最后一臺機(jī)組A修，即5號機(jī)組A修。在進(jìn)行5號機(jī)組油缸檢修前，必須將油缸吊頭退出活塞桿，吊頭與活塞桿之間，采用M250×4螺紋聯(lián)接。吊頭上為內(nèi)螺紋，活塞桿上為外螺紋。吊頭使用常規(guī)方法退出80mm長度時，遇阻，改用5 t鏈條葫蘆強(qiáng)行旋轉(zhuǎn)吊頭，吊頭退出后，檢查內(nèi)、外螺紋都存在不同程度損壞，其中吊頭上內(nèi)螺紋損壞嚴(yán)重，不能再使用。電廠委托原廠家按照原圖紙生產(chǎn)一只新吊頭進(jìn)行裝復(fù)。在新吊頭安裝過程中，新舊內(nèi)外螺紋旋合困難，兩次安裝受阻，通過對內(nèi)外螺紋修復(fù)、吊頭整體加溫和采用正確安裝工藝，最后成功的將新吊頭與活塞桿旋合。本文就是講述新吊頭安裝過程遇到的困難和采取的工藝、方法及安裝步驟。

2　油缸吊頭退出過程及內(nèi)外螺紋損壞情況及原因分析

2.1油缸吊頭退出過程

油缸吊頭上內(nèi)螺紋為M250×4，螺紋總長390mm，活塞桿上外螺紋總長390mm。電廠前4臺機(jī)組A修，吊頭退出和裝復(fù)，都非常輕松，使用壩頂門機(jī)吊梁吊起吊頭，3個人手推旋轉(zhuǎn)吊頭就可以完成。但是在進(jìn)行5號機(jī)組油缸吊頭退出工作中，當(dāng)?shù)躅^螺紋退出80mm長度時候，遇到很大阻力，手推已無法推動旋轉(zhuǎn)吊頭，就改用5 t鏈條葫蘆拉來旋轉(zhuǎn)吊頭，歷時4天時間才將吊頭退出。

2.2油缸吊頭內(nèi)螺紋和活塞桿外螺紋損壞情況

吊頭退出后，檢查活塞桿上端部外螺紋損壞有40mm長度，吊頭上內(nèi)螺紋外側(cè)嚴(yán)重?fù)p壞的螺紋長度為130mm，內(nèi)側(cè)損壞的螺紋長度為40mm?，F(xiàn)場判定內(nèi)螺紋無法修復(fù)，吊頭不能再使用。電廠根據(jù)吊頭原始圖紙，委托原廠家再加工一只新吊頭。

2.3吊頭及活塞桿內(nèi)外螺紋損壞原因分析

分析可能的原因一：這次吊頭退出采用的施工工藝，沿用前4臺機(jī)組同樣的方法，吊頭退出后，外螺紋只在外端部損壞40mm長度，其余部分完好，說明退出工藝沒有問題。根據(jù)吊頭上內(nèi)螺紋和活塞桿上部分外螺紋損壞尺寸部位，即內(nèi)螺紋在兩頭螺紋受損，外螺紋只在外端部受損。我們分析原因，認(rèn)為可能是當(dāng)初油缸與吊頭設(shè)備第一次旋合安裝時，吊裝工藝存在不當(dāng)，吊點(diǎn)可能受力不均，旋合過程中吊頭水平可能沒有調(diào)整好，內(nèi)外螺紋剛開始旋合對接，旋合對接位置可能稍微不正，雖然當(dāng)初還是旋合安裝進(jìn)去了，但內(nèi)外螺紋之間的部分旋合存在一定的憋勁。再說螺紋是細(xì)牙的，安裝時候，如果對螺紋清洗不干凈，螺紋槽內(nèi)稍微有點(diǎn)雜質(zhì)，都會造成內(nèi)外螺紋之間旋合憋勁。這次退出吊頭到80mm距離過程中，憋勁部分就顯現(xiàn)暴露出來，從而造成內(nèi)螺紋的大部分損壞。

分析可能的原因二：5號機(jī)組進(jìn)水口快速閘門已經(jīng)運(yùn)行近20年，吊頭處螺紋一直承受下方快速閘門及內(nèi)部淤泥等近150 t重量，內(nèi)外螺紋嚙合部分都存在微量的變形，吊頭旋轉(zhuǎn)退出過程中，容易產(chǎn)生金屬之間的咬合，從而導(dǎo)致退出困難。

3　油缸活塞桿頭部外螺紋修復(fù)及檢測

3.1油缸活塞桿上外螺紋修復(fù)

首先將外螺紋清洗干凈，使用寬20mm的扁鐵做成的鋼圈圍住完好的螺紋部分，將損壞的螺紋與好螺紋隔離開，使用角磨機(jī)將外螺紋損壞部分打磨掉，再用通規(guī)檢查，確認(rèn)通規(guī)可以穿過打磨掉的外螺紋區(qū)域，并順利通過外螺紋完好的部分。打磨損壞外螺紋過程中，重點(diǎn)要修復(fù)好螺紋旋合的入口處，保證此處內(nèi)螺紋可以順利的進(jìn)入。

3.2油缸活塞桿上外螺紋檢測

外螺紋修復(fù)好后，再使用刀口尺仔細(xì)檢查外螺紋表面。檢查發(fā)現(xiàn)有個別螺紋相對于其它螺紋有凸出高點(diǎn)，刀口尺在螺紋外表面移動時明顯有阻擋，就使用油石輕輕修磨掉高點(diǎn)。再使用通規(guī)，檢測外螺紋，遇到有阻力的地方，就使用電動角磨機(jī)對其進(jìn)行修磨，直到通規(guī)可以順利通過所有的螺紋為止。

4　新吊頭內(nèi)螺紋檢測及修復(fù)

4.1新吊頭內(nèi)螺紋檢測及試裝

新吊頭內(nèi)螺紋加工較為粗糙，螺紋槽局部深度不足。對新吊頭進(jìn)行了2次試裝，進(jìn)去17個螺紋絲扣后，吊頭就無法再旋合進(jìn)去，只得把吊頭退出，檢查內(nèi)、外螺紋前面8個絲扣有一定擠壓和輕微受損，通規(guī)也無法順利通過。

4.2受損內(nèi)、外螺紋修復(fù)及檢測

使用特制的電動角磨機(jī)對受損的內(nèi)外螺紋絲扣進(jìn)行修復(fù)，每修復(fù)一點(diǎn)，就使用螺紋通規(guī)套一下，通規(guī)螺紋上涂有紅丹粉，每試一次，就通過留在內(nèi)外螺紋上的紅丹粉，查找確認(rèn)受阻點(diǎn)，套不進(jìn)去，通規(guī)動不了，就使用銅棒輕輕敲擊，就再退出，然后根據(jù)內(nèi)、外螺紋上留有的紅丹粉痕跡，再修復(fù)。直到通規(guī)可以全部順利通過內(nèi)、外螺紋。

5　新吊頭內(nèi)螺紋及油缸活塞桿外螺紋聯(lián)接困難原因分析

（1）活塞桿上外螺紋，由于5號機(jī)組運(yùn)行近20年，進(jìn)水口快速閘門及其附件，總重有150 t，活塞桿上外螺紋長期承重，螺紋之間金屬擠壓使螺紋存在微量變形，因此新吊頭上內(nèi)螺紋難以套上外螺紋，與外螺紋存在微量變形有一定關(guān)聯(lián)。

（2）新吊頭內(nèi)螺紋加工比較粗糙，螺紋槽局部存在深度較淺，又是細(xì)牙螺紋，增加裝配困難。

（3）吊頭與油缸活塞桿螺紋旋合安裝，采用水平吊裝，吊頭重達(dá)1.7 t，旋合對接過程中，如果吊裝用的鏈條葫蘆受力沒有掌控好并對吊頭的水平?jīng)]有調(diào)整好，存在輕微的憋勁，都會導(dǎo)致無法進(jìn)一步旋合安裝進(jìn)去。

（4）由于螺紋是M250×4的，現(xiàn)場只有通規(guī)，沒有這么大的止通規(guī)。這次對內(nèi)、外螺紋進(jìn)行修復(fù)后，使用通規(guī)都可以通過，由此可以判定，新吊頭內(nèi)螺紋加工的尺寸基本滿足聯(lián)接的尺寸要求?，F(xiàn)場技術(shù)人員通過討論合議，認(rèn)為在安裝前對吊頭進(jìn)行整體加熱到60℃，使內(nèi)螺紋槽稍微擴(kuò)大點(diǎn)，新吊頭應(yīng)該可以安裝進(jìn)去的。

6　新吊頭裝復(fù)步驟及施工工藝

（1）修復(fù)新吊頭內(nèi)螺紋，確保通規(guī)可以通過；修復(fù)油缸活塞桿上外螺紋，確保通規(guī)可以通過；

（2）使用清洗劑，對內(nèi)、外螺紋進(jìn)行徹底的衛(wèi)生清掃，確保無一點(diǎn)雜質(zhì)。由于螺紋是細(xì)牙的，稍微一點(diǎn)雜質(zhì)留在螺紋槽內(nèi)，都會有很大阻力，從而導(dǎo)致裝不進(jìn)。

（3）使用電路加熱板，鋪在吊頭外表面，對新吊頭整體進(jìn)行加溫，加溫時，吊頭外表面使用石棉布包裹保溫，使用紅外線測溫儀監(jiān)測內(nèi)螺紋溫度，溫度到60℃就停止加溫，測量吊頭螺紋內(nèi)徑增大0.3mm，立馬開始旋合對接安裝，安裝過程中，吊頭整體溫度逐漸慢慢降低，但不影響安裝，過程無須再加溫。

（4）在新吊頭尾部焊接一根鋼管，從壩頂門機(jī)吊梁上下掛一只鏈條葫蘆，再用鋼絲繩吊住鋼管，作為一個吊點(diǎn)，鏈條葫蘆作用是用來調(diào)節(jié)吊頭的水平，見圖1。

吊裝過程中，要經(jīng)常使用框式水平儀檢測此吊點(diǎn)處的的吊頭水平，一旦發(fā)現(xiàn)此處不水平，立馬調(diào)整吊點(diǎn)上方的鏈條葫蘆，直到確認(rèn)水平，才進(jìn)一步安裝。

（5）在新吊頭有螺紋的一側(cè)外端部，焊接一環(huán)形槽，從壩頂門機(jī)吊梁上下掛另外一根鋼絲繩，鋼絲繩圈在環(huán)形槽內(nèi)，鋼絲繩可以在環(huán)形槽內(nèi)轉(zhuǎn)圈，形成另外一個吊點(diǎn)，見圖1。

圖1　油缸新吊頭吊裝示意圖

（6）使用框式水平儀，調(diào)整吊頭水平，在吊頭安裝過程中，吊頭每旋轉(zhuǎn)3到4圈，就要在吊頭尾部測量一次水平，如果測量發(fā)現(xiàn)水平不夠，就使用上方鏈條葫蘆調(diào)節(jié)。

（7）再在吊頭穿銷孔與螺紋一側(cè)之間，焊接一環(huán)形工裝，可以穿鋼絲繩，利用電動葫蘆，實現(xiàn)吊頭勻速按照要求旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)圈。

（8）吊頭安裝之前在活塞桿螺紋上涂少量二硫化鉬潤滑劑。

（9）剛開始內(nèi)外螺紋旋合對接時，對準(zhǔn)活塞桿外螺紋，輕輕轉(zhuǎn)動吊頭，確認(rèn)內(nèi)、外螺紋絲扣已經(jīng)互相旋合，再使用長木頭，插在吊頭穿銷孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)吊頭。速度不可太快，遇到較大阻力時候，不可強(qiáng)行使勁，而是將吊頭回轉(zhuǎn)一部分，再旋轉(zhuǎn)吊頭。在此過程中，要用框式水平儀不斷測量吊頭的水平。吊頭內(nèi)螺紋進(jìn)入8個左右絲扣后，由于是細(xì)牙的，隨著內(nèi)外螺紋之間絲扣越來越多的旋合，摩擦阻力也越來越大，使用長木頭就難以旋轉(zhuǎn)動吊頭，這個時候就要改用電動葫蘆來旋轉(zhuǎn)吊頭。內(nèi)外螺紋之間已經(jīng)有8個絲扣的旋合后，基本上內(nèi)外螺紋旋合沒有問題，只要使用電動葫蘆旋轉(zhuǎn)吊頭，直到最后順利的將新吊頭旋合上油缸活塞桿。

7　油缸吊頭安裝過程中注意事項

（1）在螺紋處理和吊裝過程中，要對油缸吊頭和活塞桿外螺紋進(jìn)行保護(hù)，防止由于工器具等使用不當(dāng)而使螺紋受到損傷。

（2）吊裝前，要對起重用的鏈條葫蘆、吊帶、鋼絲繩、卸扣等進(jìn)行仔細(xì)檢查，確認(rèn)完好，防止在起重作業(yè)過程中發(fā)生意外。

（3）吊頭內(nèi)螺紋與活塞桿外螺紋旋合過程中，外力使用要小心翼翼，不得使蠻力，防止野蠻安裝導(dǎo)致螺紋配合憋勁，為以后的拆裝留下隱患。

8　結(jié)束語

五強(qiáng)溪電廠5號機(jī)組進(jìn)水口快速閘門吊頭螺紋損壞缺陷處理，其難點(diǎn)就是內(nèi)外螺紋修復(fù)、吊頭與活塞桿之間螺紋旋合安裝。本次螺紋修復(fù)方法、采用的安裝步驟和工藝，尤其是對吊頭整體加溫后再安裝，為以后水電廠遇到同類技術(shù)難題有一定的借鑒作用。從這次5號機(jī)組快速閘門檢修中發(fā)現(xiàn)的油缸吊頭螺紋損壞、修復(fù)及安裝過程看，我們認(rèn)為，快速閘門整體重量，都通過此處M250×4的螺紋來聯(lián)接承重，已經(jīng)使用近20年，存在一定的安全隱患，需要著手考慮逐年更換油缸吊頭和活塞桿。

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中圖分類號：TH137.52

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）08-0068-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.08.020

收稿日期：2015-05-04

作者簡介：王友（1975-），男，工程師，從事水電站檢修技術(shù)管理工作。