回轉窯筒體開裂質量事故分析與修復

魏建永 杜曉紅

（中材建設，北京 100176）

回轉窯筒體開裂質量事故分析與修復

魏建永 杜曉紅

（中材建設，北京 100176）

我公司在非洲承建的一條4000t/d水泥熟料生產線，該項目回轉窯在安裝過程中發生了筒體開裂的質量事故；其規格為Φ4.6 × 68m，斜度3.5%，轉速0.45～4.47rpm ，三擋支撐。 回轉窯筒體采用了兩種材質，一種材質為Q235-B，長度為40.8m；另一種材質為12CrMoV,長度為26.7m；

一、事故經過：

在1月31日，在質檢查人員對回轉窯筒體焊接情況例行的查時，發現靠近2#輪帶出料端一側特殊材質（12Cr1MoVg）的一段筒體從搭接板焊縫處沿窯軸向出現了一條縱向的裂紋，長度約為2000mm，基本裂到了下一條環焊縫，裂縫寬度最大處約2mm,深度為30mm左右（此段節筒體厚度為40mm）；詳見附圖照片所示。

二、質量事故分分析：

筒體出現軸向裂紋后，立即對事故的經過和原因進行了解和分析；通過現場檢測和分析制作工藝過程，筆者認為出現此事事故的主要原因是現場施工時施工單位沒有嚴格按照工藝評定施工工序進行施工。具體原因是：

制造問題

該段節筒體鋼板比較厚（40mm），材質為12CrMoV，屬于珠光體耐熱鋼，由于含碳量及合金元素較多，因此材質的材料比較脆，在筒體卷制過程中通常需要在卷板機上調整縱向焊縫部位的圓度，因此需要往復卷制幾次，可能造成此部位的鋼板彎曲應力過于集中。

施工問題

1、排口的方法不正確：

在回轉窯窯筒體組對排口過程中，沒注意將相鄰兩節筒體的周長進行適當的等分后，再進行排口，而是隨意的從一個位置開始進行了組對排口，造成最后排口位置處筒體的錯邊最太大，不滿足圖紙的偏差要求：錯邊量小于2mm；但為了使錯邊量盡量的小，只好用絲桿強力的頂筒體，而造成筒體局部應力集中；

兩節筒體組對用的搭接板不符合設計要求：正確的搭接板應用應力釋放孔（圓弧狀），而施工單位丟失設備廠家自帶的搭接板后，自己加工了一塊進行了替代，但沒有開釋放孔，詳見附圖照片；這樣結果造成焊接時焊接應力無法釋放，筒體內部應力集中，給筒體開裂埋下了隱患；2、搭接板的焊接質量不合格：

? 起焊點太靠近筒體邊緣，使焊接的應力有了釋放的薄弱點；

? 焊接咬肉嚴重，給筒體內部造成了應力集中；詳見下圖照片。

搭接板焊接情況

3、搭接板焊接過程中沒有按工藝評定的施工工序進行：

雖然焊接過程中按要求進行了預熱，但焊后的保溫程序卻沒有做，而且焊接后天氣又不太好，兩天休息日天氣又總是下雨，這樣使搭接板焊接處產生了很大的應力；在星期一又是晴天，被太陽一曬后，回轉窯筒的內外應力交變作用下，應力就在薄弱點（起焊點）進行了釋放，造成了筒體開裂的質量事故。

三、修復工作：

發現筒體開裂的情況后，為了防止裂紋的進一步的延伸，立即安排施工人員用磨光機對裂縫進行打磨止裂處理，進而減少裂紋尾端的應力集中，詳見附圖照片；接著對開裂的裂紋尾部和與其相關的環向焊縫和搭接板焊接處進行了著色滲透檢查和超聲波檢查，均未再發現任何的微裂紋和缺陷。

修復工作

第一步：對筒體的弧度進行修復。

在環向焊縫處焊接三塊環向搭接板加固開裂處，以保證裂紋處筒體的強度和回轉窯整體的剛度，然后對筒體的弧度進行修改，修復的工作與回轉窯筒體組對的方式類似，在這就不做重點說明了；

第二步：重新焊接

重新焊接的方法及注意事項：

? 先將開裂的裂紋內部用碳棒開坡口，坡口角度為60度；坡口及兩側缺陷打磨光滑，清理坡口兩側20mm及焊絲表面的油污氧化皮；

? 按照工藝評定進行焊接；

● 焊材（焊劑、焊條等）要在350℃的烘干箱里烘2小時；

● 母材內外表面預熱200℃，層間溫度≥150℃～300℃。預熱區域必須大于所焊板厚的4倍， 至少不少于150mm；

● 焊接過程中預熱要基本保持一致（用表面溫度計在焊縫區域間距50mm范圍每半小時測量并做好記錄）；

● 焊接方法：手工焊條R317打底（不允許使用氣保焊打底），埋弧焊焊接，焊絲+焊劑： H08CrMoVA+小天鵝SJ101；焊接電壓29～31V，焊接電流600～650A；

● 焊縫焊完后注意測量焊縫處的溫度，待溫度降到300℃時，進行后加熱處理，保持焊縫溫度200-300℃之間3小時后，再自然冷卻；

? 焊縫焊接順序：首先將普通材質的焊縫焊接完成后，再對此焊縫進行修復，先焊裂紋縫，再焊止裂終縫，詳見下圖。

? 先焊內部焊縫，再焊外部焊縫；

? 整體工作完畢24小時后，100%超聲波探傷。

四、結束語：

本次事故的主要原因是施工人員沒有按施工方案和工藝評定方案施工，對新材料的性能的認識程度不到位造成的；這次事故的教訓告訴我們，不管在什么情況下，都要加強質量管理，嚴格執行作業手冊和施工規范等管理文件進行施工和管理，提高管理和作業水平保證施工質量是所有施工企業的根本。

TQ172

B

1007-6344（2015）12-0002-01