溧阳市恒鼎机电设备有限公司

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小小螺栓带来的震撼

   萨扬-舒申斯克水电站建在西伯利亚的叶尼塞河上,是俄罗斯最大的水电站。2009年8月17日当地时间早上8时13分,这座拥有10台64万千瓦机组的巨型水电站内,一道水柱冲天而起,随后的67分钟里,发生了世界水电站历史上最大的惨案。伴随着电站进水口闸门紧急落下,昔日充满欢声笑语的电厂,变得死一般寂静。正在担负电网440万千瓦负荷的大电厂的电站出力瞬间变为零……

    世界各路媒体纷纷猜测事发原因,水电行业的工程师们用当今的知识和技术手段,力图“复原”惨案的演变过程。人们从互联网上出现的现场照片,一致认定了电厂内的2号机组是事发的严重受害者,又是衍生惨案的“元凶”。节能环保成工程机械发展方向人们惊奇地发现,躺在2号机坑内的油混水中的“一串”机件,除了通常可理解的水轮机大轴、转轮、发电机转子等转动部件外,竟还有机组的承重部件顶盖和支持在顶盖上的发电机推力支架等固定部件。像这“一串”部件中的顶盖,本应在水下静默工作,却从原来位置与浇灌在混凝土内的部件――座环脱开了,窜升10米左右倒在发电机层楼板上!

    64万千瓦水轮机的顶盖,用49个螺栓紧固在水轮机座环上。综观近200年水轮机的发展史,还没有发生过大水电机组的顶盖,能够脱离座环的束缚,独自凌空飞起的离奇事故。就是这个“离奇”,竟使人们不能相信这是事实!

    然而,“事实胜于雄辩”,现场拍摄的图片证实了这一点,俄罗斯当局发布的技术原因报告也肯定了这是事实。那么,将顶盖和座环紧固在一起的49个螺栓螺母,为什么“不作为”呢?

   更为可怕的是,事故发生后的调查、取证、试验、检验,确认了49个螺栓确是没有起到“联结紧固”的作用,并且正由于此,衍生成为重大惨案的关键之一。

    49个螺栓螺母的设计没有问题,使用的材料合乎标准。否则很难解释为什么只有2号机的顶盖“飞出”,其余9台机组的还“坚守岗位”原地不动。

    螺栓的制造质量有问题吗?“技术原因报告”说,没有认定是废品。

    那么,是安装(或拆卸检修后回装)的质量不合格吗?对49个螺栓螺母的目测发现,有6个螺栓上并无螺帽断裂的痕迹,这表明事故发生时这6个螺栓是没有螺帽紧固的。通俗一点说,这些螺栓根本就没有套上螺母!

    是运行有问题吗?是的。经肉眼检查2号机组49个顶盖紧固螺栓,其断口可分为2个区域:疲劳断口区和彻底破坏区。通俗地说,其断口分为“旧伤”和“新伤”两部分。

    “旧伤”就是“疲劳破坏”。螺栓破坏的主要原因是经过20多年运行后疲劳裂缝的发展,这些疲劳裂缝起自螺槽内表面。无损检查发现,螺槽表面有很多疲劳裂缝状的缺陷,这些裂缝状缺陷均是不能容许的,因为它们是螺栓破坏发展的起源,会降低这些零件的强度和承载能力,以及降低可拆的连接结构的整体承载能力。

    对49个螺栓的断口逐个检验后发现,有41个螺栓螺纹断裂的疲劳断口面积平均达64.9%。断口面积占螺栓面积70%以上的螺栓有14个,甚至有8个螺栓断口断裂面积超过90%!也就是说,螺栓已完全失去承载能力。用探伤方法检验,还发现螺母上有裂缝状的较长不连续,螺圈上还有不容许的缺陷。

    “新伤”就是2号机在进入不推荐的机组运行工作区域时,振动摆度激增,水轮机顶盖锚定螺栓被拉断。在水压力作用下机组转子带着水轮机顶盖以及上机架开始向上弹射,由于密封被破坏,涌水淹没水轮机室和其他机组部位。就因为这样,由于2号机组的49个螺栓的“不作为”,就夺去了75条活生生的生命!

    业内专家普遍认为,49个螺栓不同程度失去了承载能力,不能起到将两个部件“紧固”作用,是惨案发生的直接原因。


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