彭以超 ， 楼玉民 ， 叶笃毅 ， 许好好

（1.浙江浙能技术研究院有限公司 材料技术所，杭州 310003；2.浙江省火力发电高效节能与污染物控制技术研究重点实验室，杭州 310003；3.浙江大学 化工机械研究所，杭州 310027）

0 引言

Alloy783合金，名义成分为Ni-34Co-25Fe-5.4Al-3Nb-3Cr，是一种低膨胀沉淀强化型高温合金[1-2]。近年来随着超超临界机组的快速发展，上海汽轮机厂（以下简称上汽）引进德国西门子技术将该合金应用于汽轮机中压主汽门（简称中主门）和中压调节门（简称中调门）阀盖的紧固螺栓上[3]。然而，近年来全国范围内发生了大量Alloy 783螺栓断裂的案例，断裂数量几乎与断裂时间呈正相关增长。一旦出现由于螺栓断裂导致中压汽门泄漏或者爆炸将严重威胁人身及设备安全。

中压汽门螺栓作为高温紧固件，一般而言发生断裂与螺栓在不同服役工况下所经受的应力环境息息相关。因此以主汽门和调门螺栓系统为研究对象，开展典型工况（预紧、启动、稳定工况）下螺栓整体与局部（螺纹牙等部位）三维有限元应力分析，以探索研究螺栓服役过程中的应力对于断裂的影响，并为后期制定反措提供有益的参考。

1 有限元建模

1.1 3D有限元模型

采用UG软件对上汽超超临界机组中压主汽门和中压调节门分别进行3D整体建模并划分网格（见图1），这里称其为母模型。在母模型中，暂时用光杆代替螺栓，而忽略螺纹等细节。为了在有限元应力分析时，能够真实考虑螺栓中螺纹牙局部细节等因素，对螺栓进一步进行精细3D有限元建模（见图2），这里称其为子模型。……