快速闸门油缸吊头螺纹修复及安装工艺

王　友，张金华，刘时来

（湖南五凌电力工程有限公司，湖南 长沙 410004）

快速闸门油缸吊头螺纹修复及安装工艺

王友，张金华，刘时来

（湖南五凌电力工程有限公司，湖南 长沙 410004）

摘要：基于五强溪电厂5号机组A修进水口快速闸门检修中，油缸吊头退出后，发现吊头内螺纹和油缸活塞杆上外螺纹存在不同程度损伤。在重新加工一只新吊头，并对内、外螺纹进行修复后，采用对新吊头加温热装工艺，完成油缸吊头的装复。

关键词：油缸吊头；吊头内螺纹；活塞杆外螺纹；螺纹修复；吊头加温

1　概述

五强溪水电厂从2010年开始到2014年，相继完成了5台混流式机组的A级检修工作，其中进水口快速闸门及其液压系统检修是整个施工过程极为重要的一项工作，需要将油缸和快速闸门吊出进行检修。2014年是最后一台机组A修，即5号机组A修。在进行5号机组油缸检修前，必须将油缸吊头退出活塞杆，吊头与活塞杆之间，采用M250×4螺纹联接。吊头上为内螺纹，活塞杆上为外螺纹。吊头使用常规方法退出80mm长度时，遇阻，改用5 t链条葫芦强行旋转吊头，吊头退出后，检查内、外螺纹都存在不同程度损坏，其中吊头上内螺纹损坏严重，不能再使用。电厂委托原厂家按照原图纸生产一只新吊头进行装复。在新吊头安装过程中，新旧内外螺纹旋合困难，两次安装受阻，通过对内外螺纹修复、吊头整体加温和采用正确安装工艺，最后成功的将新吊头与活塞杆旋合。本文就是讲述新吊头安装过程遇到的困难和采取的工艺、方法及安装步骤。

2　油缸吊头退出过程及内外螺纹损坏情况及原因分析

2.1油缸吊头退出过程

油缸吊头上内螺纹为M250×4，螺纹总长390mm，活塞杆上外螺纹总长390mm。电厂前4台机组A修，吊头退出和装复，都非常轻松，使用坝顶门机吊梁吊起吊头，3个人手推旋转吊头就可以完成。但是在进行5号机组油缸吊头退出工作中，当吊头螺纹退出80mm长度时候，遇到很大阻力，手推已无法推动旋转吊头，就改用5 t链条葫芦拉来旋转吊头，历时4天时间才将吊头退出。

2.2油缸吊头内螺纹和活塞杆外螺纹损坏情况

吊头退出后，检查活塞杆上端部外螺纹损坏有40mm长度，吊头上内螺纹外侧严重损坏的螺纹长度为130mm，内侧损坏的螺纹长度为40mm。现场判定内螺纹无法修复，吊头不能再使用。电厂根据吊头原始图纸，委托原厂家再加工一只新吊头。

2.3吊头及活塞杆内外螺纹损坏原因分析

分析可能的原因一：这次吊头退出采用的施工工艺，沿用前4台机组同样的方法，吊头退出后，外螺纹只在外端部损坏40mm长度，其余部分完好，说明退出工艺没有问题。根据吊头上内螺纹和活塞杆上部分外螺纹损坏尺寸部位，即内螺纹在两头螺纹受损，外螺纹只在外端部受损。我们分析原因，认为可能是当初油缸与吊头设备第一次旋合安装时，吊装工艺存在不当，吊点可能受力不均，旋合过程中吊头水平可能没有调整好，内外螺纹刚开始旋合对接，旋合对接位置可能稍微不正，虽然当初还是旋合安装进去了，但内外螺纹之间的部分旋合存在一定的憋劲。再说螺纹是细牙的，安装时候，如果对螺纹清洗不干净，螺纹槽内稍微有点杂质，都会造成内外螺纹之间旋合憋劲。这次退出吊头到80mm距离过程中，憋劲部分就显现暴露出来，从而造成内螺纹的大部分损坏。

分析可能的原因二：5号机组进水口快速闸门已经运行近20年，吊头处螺纹一直承受下方快速闸门及内部淤泥等近150 t重量，内外螺纹啮合部分都存在微量的变形，吊头旋转退出过程中，容易产生金属之间的咬合，从而导致退出困难。

3　油缸活塞杆头部外螺纹修复及检测

3.1油缸活塞杆上外螺纹修复

首先将外螺纹清洗干净，使用宽20mm的扁铁做成的钢圈围住完好的螺纹部分，将损坏的螺纹与好螺纹隔离开，使用角磨机将外螺纹损坏部分打磨掉，再用通规检查，确认通规可以穿过打磨掉的外螺纹区域，并顺利通过外螺纹完好的部分。打磨损坏外螺纹过程中，重点要修复好螺纹旋合的入口处，保证此处内螺纹可以顺利的进入。

3.2油缸活塞杆上外螺纹检测

外螺纹修复好后，再使用刀口尺仔细检查外螺纹表面。检查发现有个别螺纹相对于其它螺纹有凸出高点，刀口尺在螺纹外表面移动时明显有阻挡，就使用油石轻轻修磨掉高点。再使用通规，检测外螺纹，遇到有阻力的地方，就使用电动角磨机对其进行修磨，直到通规可以顺利通过所有的螺纹为止。

4　新吊头内螺纹检测及修复

4.1新吊头内螺纹检测及试装

新吊头内螺纹加工较为粗糙，螺纹槽局部深度不足。对新吊头进行了2次试装，进去17个螺纹丝扣后，吊头就无法再旋合进去，只得把吊头退出，检查内、外螺纹前面8个丝扣有一定挤压和轻微受损，通规也无法顺利通过。

4.2受损内、外螺纹修复及检测

使用特制的电动角磨机对受损的内外螺纹丝扣进行修复，每修复一点，就使用螺纹通规套一下，通规螺纹上涂有红丹粉，每试一次，就通过留在内外螺纹上的红丹粉，查找确认受阻点，套不进去，通规动不了，就使用铜棒轻轻敲击，就再退出，然后根据内、外螺纹上留有的红丹粉痕迹，再修复。直到通规可以全部顺利通过内、外螺纹。

5　新吊头内螺纹及油缸活塞杆外螺纹联接困难原因分析

（1）活塞杆上外螺纹，由于5号机组运行近20年，进水口快速闸门及其附件，总重有150 t，活塞杆上外螺纹长期承重，螺纹之间金属挤压使螺纹存在微量变形，因此新吊头上内螺纹难以套上外螺纹，与外螺纹存在微量变形有一定关联。

（2）新吊头内螺纹加工比较粗糙，螺纹槽局部存在深度较浅，又是细牙螺纹，增加装配困难。

（3）吊头与油缸活塞杆螺纹旋合安装，采用水平吊装，吊头重达1.7 t，旋合对接过程中，如果吊装用的链条葫芦受力没有掌控好并对吊头的水平没有调整好，存在轻微的憋劲，都会导致无法进一步旋合安装进去。

（4）由于螺纹是M250×4的，现场只有通规，没有这么大的止通规。这次对内、外螺纹进行修复后，使用通规都可以通过，由此可以判定，新吊头内螺纹加工的尺寸基本满足联接的尺寸要求。现场技术人员通过讨论合议，认为在安装前对吊头进行整体加热到60℃，使内螺纹槽稍微扩大点，新吊头应该可以安装进去的。

6　新吊头装复步骤及施工工艺

（1）修复新吊头内螺纹，确保通规可以通过；修复油缸活塞杆上外螺纹，确保通规可以通过；

（2）使用清洗剂，对内、外螺纹进行彻底的卫生清扫，确保无一点杂质。由于螺纹是细牙的，稍微一点杂质留在螺纹槽内，都会有很大阻力，从而导致装不进。

（3）使用电路加热板，铺在吊头外表面，对新吊头整体进行加温，加温时，吊头外表面使用石棉布包裹保温，使用红外线测温仪监测内螺纹温度，温度到60℃就停止加温，测量吊头螺纹内径增大0.3mm，立马开始旋合对接安装，安装过程中，吊头整体温度逐渐慢慢降低，但不影响安装，过程无须再加温。

（4）在新吊头尾部焊接一根钢管，从坝顶门机吊梁上下挂一只链条葫芦，再用钢丝绳吊住钢管，作为一个吊点，链条葫芦作用是用来调节吊头的水平，见图1。

吊装过程中，要经常使用框式水平仪检测此吊点处的的吊头水平，一旦发现此处不水平，立马调整吊点上方的链条葫芦，直到确认水平，才进一步安装。

（5）在新吊头有螺纹的一侧外端部，焊接一环形槽，从坝顶门机吊梁上下挂另外一根钢丝绳，钢丝绳圈在环形槽内，钢丝绳可以在环形槽内转圈，形成另外一个吊点，见图1。

图1　油缸新吊头吊装示意图

（6）使用框式水平仪，调整吊头水平，在吊头安装过程中，吊头每旋转3到4圈，就要在吊头尾部测量一次水平，如果测量发现水平不够，就使用上方链条葫芦调节。

（7）再在吊头穿销孔与螺纹一侧之间，焊接一环形工装，可以穿钢丝绳，利用电动葫芦，实现吊头匀速按照要求旋转转圈。

（8）吊头安装之前在活塞杆螺纹上涂少量二硫化钼润滑剂。

（9）刚开始内外螺纹旋合对接时，对准活塞杆外螺纹，轻轻转动吊头，确认内、外螺纹丝扣已经互相旋合，再使用长木头，插在吊头穿销孔内，旋转吊头。速度不可太快，遇到较大阻力时候，不可强行使劲，而是将吊头回转一部分，再旋转吊头。在此过程中，要用框式水平仪不断测量吊头的水平。吊头内螺纹进入8个左右丝扣后，由于是细牙的，随着内外螺纹之间丝扣越来越多的旋合，摩擦阻力也越来越大，使用长木头就难以旋转动吊头，这个时候就要改用电动葫芦来旋转吊头。内外螺纹之间已经有8个丝扣的旋合后，基本上内外螺纹旋合没有问题，只要使用电动葫芦旋转吊头，直到最后顺利的将新吊头旋合上油缸活塞杆。

7　油缸吊头安装过程中注意事项

（1）在螺纹处理和吊装过程中，要对油缸吊头和活塞杆外螺纹进行保护，防止由于工器具等使用不当而使螺纹受到损伤。

（2）吊装前，要对起重用的链条葫芦、吊带、钢丝绳、卸扣等进行仔细检查，确认完好，防止在起重作业过程中发生意外。

（3）吊头内螺纹与活塞杆外螺纹旋合过程中，外力使用要小心翼翼，不得使蛮力，防止野蛮安装导致螺纹配合憋劲，为以后的拆装留下隐患。

8　结束语

五强溪电厂5号机组进水口快速闸门吊头螺纹损坏缺陷处理，其难点就是内外螺纹修复、吊头与活塞杆之间螺纹旋合安装。本次螺纹修复方法、采用的安装步骤和工艺，尤其是对吊头整体加温后再安装，为以后水电厂遇到同类技术难题有一定的借鉴作用。从这次5号机组快速闸门检修中发现的油缸吊头螺纹损坏、修复及安装过程看，我们认为，快速闸门整体重量，都通过此处M250×4的螺纹来联接承重，已经使用近20年，存在一定的安全隐患，需要着手考虑逐年更换油缸吊头和活塞杆。

参考文献：

[1]濮良贵.机械设计[M].5版.北京：高等教育出版社.

[2]邓文英.金属工艺学[M].3版.北京：高等教育出版社.

[3]崔政斌,武凤银.起重安全技术[M].2版.北京：化学工业出版社.2009.

中图分类号：TH137.52

文献标识码：B

文章编号：1672-5387（2015）08-0068-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.08.020

收稿日期：2015-05-04

作者简介：王友（1975-），男，工程师，从事水电站检修技术管理工作。