磨煤機中空軸裂紋淺層焊接修復方案探索

摘要：火力發電機組高負荷運行期間，中空軸出現裂紋時，若繼續運行將導致潤滑油損失，若停機更換則需要較長工期，不利于搶發、保發電量；結合以上兩點，提出中空軸裂紋淺表層焊接修復方法，旨在短期內恢復磨煤機運行，且消除漏油現象，提高火力發電廠經濟效益。

關鍵詞：中空軸；裂紋；淺表層；焊接修復

某火力發電廠為熱電聯產企業，機組單機容量為650MW，制粉系統為正壓直吹式，鍋爐配備BBD4062型雙進雙出筒式鋼球磨煤機，在供熱期內機組運行過程中，一臺磨煤機油站油位下降明顯，補油后約一個月時間油位又下降至之前位置，后經檢查發現驅動端中空軸有3條橫向裂紋，長度分別約420mm、80mm、200mm，非驅動端中空軸無裂紋，查閱相關圖紙，中空軸與球面瓦結合處直徑為1740mm，厚度為95mm。

為盡快消除裂紋，恢復磨煤機運行，專業技術人員經過討論分析，決定采用淺表層焊接修復方法進行暫時處理，供熱期結束后徹底更換；與中空軸材質ZG20MnMo匹配的焊材選定為J557Mo（Ф3.2，由于咨詢廠家未生產Ф2.5規格的）或J507（Ф3.2）焊條，兩者進行試焊，擇優作為填充材料。

1 試焊

現場布置完畢、焊材烘干后，在最長的裂紋（約420mm）表面打磨出約100mm長、3mm深的坡口，用兩個氧氣乙炔烤把同時加熱，預熱溫度約180℃時用J557Mo（Ф3.2）和J507（Ф3.2）焊條各焊接50mm長，將焊縫區域加熱至約300℃、周邊約280℃后用兩層保溫棉覆蓋保溫，待溫度降至室溫后，著色檢驗，均未發現裂紋。由于查閱相關資料得知J557Mo焊條成分與中空軸材質更接近，先選用J557Mo焊條進行正式焊接。

2 正式焊接

正式施工時預熱和熱處理溫度都按試焊工藝執行，焊接方法為分段跳焊、多層多道焊，焊接過程中，隨時用紅外測溫儀檢測焊縫附近區域溫度，保證層間溫度不超過預熱溫度，進而保證焊接質量。

2.1 長焊縫（長度約420mm）處理

2.1.1坡口打磨

將長度約420mm（分7段跳焊焊接）的裂紋打磨約25mm深，裂紋左端延伸至臺上，在末端斜向打一止裂孔，裂紋右端也打一止裂孔，后將坡口按焊接規程要求打磨合格。

2.1.2意外

達到預熱溫度后，用J557Mo（Ф3.2）進行打底焊接，熱處理、保溫、冷至室溫后發現焊縫開裂。

2.1.3更換焊材打底焊接

將坡口裂紋全部打磨完畢后，再次預熱，更換為J507（Ф3.2）打底焊接，熱處理、保溫、冷至室溫后經檢測未見異常。

2.1.4填充蓋面、檢查

預熱、填充3層后，熱處理、保溫、冷至室溫后經檢測未見異常。

重復預熱、填充3層，直至坡口填平過程中，焊縫熱處理、保溫、冷至室溫后檢測，均未見異常。

蓋面完畢后，熱處理、保溫、冷至室溫后經檢測，未見異常。

2.1.5打磨、拋光

先用砂輪片粗磨，打磨蓋面層至高出母材約0.5mm；用彈性磨片細磨，將蓋面層打磨至高出母材約0.1mm；用細牙平板銼進行圓弧修正和180#的砂紙進行精磨，將蓋面層打磨至高出母材約0.03mm；再用金相砂紙進行逐層拋光處理，最后將焊層與母材表面磨至齊平。細磨拋光期間，用加工的模具仔細檢查表面圓弧底和高度，確保打磨層表面不高于母材表面。

2.1.6清理、轉動中空軸

先用干凈破布清理中空軸表面磨屑、灰塵，再用吸塵器逐層清理防護層表面焊渣等雜物，至最后兩層時，再用面團清理表面磨屑和鐵屑。后取下最后防護層，轉動磨煤機盤車，將第二條裂紋轉至合適位置后停止盤車運行，做好防護措施。

2.2 長度約為80mm的裂紋處理

將長度約為80mm（分2段焊接）的裂紋打磨約18mm深，裂紋兩端各打一止裂孔，后將坡口按焊規要求打磨合格。

按照第一條裂紋的處理方法對第二條焊縫進行分層焊接、熱處理、檢查，焊縫均未見異常。

最后進行打磨、清理、轉動中空軸。

2.3 長度約為200mm的裂紋處理

長度約為200mm（分4段跳焊焊接）的裂紋打磨約18mm深，其余處理方法與長度約為80mm的裂紋處理方法一致，焊縫經檢測均未見異常。打磨、清理。

2.4 架表檢查

在軸承室內部架3塊百分表，分別記錄中空軸修復區域和無裂紋區域的圓周數據，后經數據對比分析，認定滿足運轉條件。

2.5 試轉

啟動盤車，慢盤4小時，檢查中空軸試轉情況，無異常。

2.6 運轉

正式運轉后，監視、記錄磨煤機運轉時振動值和軸承溫度，振動值正常，溫度最高為40.24℃。

3 結論

至4月底停機更換中空軸約兩個月時間內，磨煤機運轉正常，油站油位未見下降；且在中空軸拆下后，檢查修復區域未見異常，此次修復方案成功。

參考文獻：

[1]國家能源局.火力發電廠焊接熱處理技術規程DL/T8192010.

[2]國家能源局.火力發電廠焊接技術規程DLT8692012.

[3]中華人民共和國國家發展和改革委員會.重型機械通用技術條件第7部分：鑄鋼件補焊JB/T5000.72007.

[4]國家能源局.電力鋼結構焊接通用技術條件DL/T 6782013.

作者簡介：陳少飛（1986），男，漢族，河南周口人，研究方向：電力工程技術。