磨煤機(jī)端蓋裂紋處理技術(shù)探討

摘 要：火力發(fā)電廠的磨煤機(jī)是保證鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，磨煤機(jī)端蓋在長(zhǎng)周期運(yùn)行過(guò)程中承受巨大的載荷并伴隨著低頻振動(dòng)，鑄件的應(yīng)力集中部位會(huì)出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。更換端蓋由于設(shè)備制造周期長(zhǎng)，更換難度大，將對(duì)鍋爐長(zhǎng)周期滿負(fù)荷運(yùn)行造成一定影響。本文通過(guò)介紹對(duì)該裂紋的成功補(bǔ)焊，減少了磨煤機(jī)的停運(yùn)時(shí)間，為鍋爐的安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)提供了設(shè)備保證。

關(guān)鍵詞：磨煤機(jī);裂紋;冷焊

1 設(shè)備概況及問(wèn)題概述

巴陵石化公司熱電部（城區(qū)）#2機(jī)爐于1992年9月投入使用，其制粉設(shè)備是由西安電力機(jī)械廠生產(chǎn)的DTM290/470磨煤機(jī)，每臺(tái)機(jī)組配置2臺(tái)磨煤機(jī)。機(jī)組運(yùn)行至2015年2月份，共運(yùn)行接近120000小時(shí)。

巡檢中發(fā)現(xiàn)甲側(cè)磨煤機(jī)端蓋有一處裂紋，為貫穿性裂紋，長(zhǎng)度達(dá)到2300mm以上，端蓋板厚度為40mm。由于無(wú)該端蓋備品備件，臨時(shí)生產(chǎn)周期在三個(gè)月以上，且費(fèi)用較高，無(wú)法滿足電廠實(shí)際運(yùn)行需要，決定對(duì)該處裂紋進(jìn)行打磨消除后補(bǔ)焊處理。

2 焊接修復(fù)工藝

2.1? 材料的焊接性能

端蓋輪轂材質(zhì)為ZG35CrMo，強(qiáng)度和切削性良好，可用于制造載荷較高的耐磨零件，如輥?zhàn)印⒏左w、制動(dòng)輪、大齒輪等，其化學(xué)成分和力學(xué)性能如下：

碳鋼的焊接性主要取決于碳當(dāng)量，隨著碳當(dāng)量的增加，焊接性逐漸變差。根據(jù)國(guó)際焊接學(xué)會(huì)碳當(dāng)量公司計(jì)算Ce=0.708%，焊接熱影響區(qū)淬硬傾向嚴(yán)重，冷裂紋敏感性強(qiáng)，焊接區(qū)易出現(xiàn)冷裂紋和堆焊層金屬剝離。

2.2焊接工藝參數(shù)的選擇

2.2.1焊接材料的選擇

因焊后不再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，選擇焊接材料時(shí)沒(méi)有必要考慮成分和熱處理工藝必須與母材相匹配的問(wèn)題，主要是防止冷裂紋。故本次焊接材料選用塑性和韌性好的純奧氏體鉻鎳鋼焊條A407，能使焊接變形集中在焊縫金屬上，減少了近縫區(qū)所承受的應(yīng)力，焊縫為純奧氏體，可溶解更多的氫，避免了焊縫中的氫向熔合區(qū)擴(kuò)散。

2.2.2工藝參數(shù)

為避免過(guò)熱區(qū)奧氏體晶粒粗化，減輕高溫回火區(qū)的軟化，獲得對(duì)冷裂紋敏感性低的組織，應(yīng)使焊縫在高溫停留時(shí)間短而冷卻速度慢。為此，應(yīng)用小的焊接熱輸入，預(yù)熱溫度取低值，焊后立即后熱。

2.2? 裂紋修復(fù)方案

2.2.1先將有裂紋區(qū)域附近全部打磨平滑光亮后，用滲透探傷確定裂紋的長(zhǎng)度，并做好記號(hào)，在裂紋兩端用φ10mm鉆頭鉆一止裂孔。先用碳弧氣刨將裂紋刨去20mm，再用砂輪機(jī)和合金磨頭將打磨區(qū)域進(jìn)行修整，打磨掉5mm左右氧化淬硬層，將該區(qū)域修磨成U型坡口形狀。最后用滲透探傷檢查確認(rèn)除底部裂紋外其余裂紋是否完全消除，如未完全消除則繼續(xù)打磨、探傷，直至裂紋徹底消除。

2.2.2焊前用氧氣-乙炔火把將補(bǔ)焊部位周圍50-100mm范圍內(nèi)均勻預(yù)熱到150℃左右，用測(cè)溫槍控制溫度。施焊時(shí)要求進(jìn)行間斷和對(duì)稱焊接，每根焊條以2-3次焊完為宜，焊接過(guò)程中應(yīng)對(duì)每個(gè)焊道進(jìn)行錘擊以消除焊接應(yīng)力，焊接時(shí)用測(cè)溫槍跟蹤焊道邊緣母材溫度，不能有較大升高，如超過(guò)300℃應(yīng)停止焊接，等冷卻后再繼續(xù)施焊。

2.2.3 端蓋板外部裂紋消除后，進(jìn)磨煤機(jī)筒體，將內(nèi)部端襯板拆除，用前述方法將剩余裂紋消除。

2.2.3考慮到該材料焊后可能產(chǎn)生延遲裂紋，焊后對(duì)焊縫立即進(jìn)行200-250℃消氫熱處理，方法仍然采用氧氣-乙炔火把加熱方式，并用測(cè)溫槍控制溫度，持續(xù)時(shí)間至少在30分鐘以上。

2.2.4對(duì)焊縫進(jìn)行表面打磨，將余高打磨平整并且整條焊縫周邊圓滑過(guò)渡。用滲透探傷檢查焊縫表面及熱影響區(qū)附近區(qū)域，無(wú)超標(biāo)缺陷后整個(gè)焊接工作完成，如圖1、圖2。

3 實(shí)施效果

該磨煤機(jī)補(bǔ)焊后投入正常運(yùn)行，對(duì)該補(bǔ)焊區(qū)域進(jìn)行跟蹤檢查，最初為每周檢查一次，一個(gè)月后改為每月檢查一次，至今該磨煤機(jī)已經(jīng)運(yùn)行3年，超過(guò)15000小時(shí)，未出現(xiàn)開裂情況，現(xiàn)已視為永久修復(fù)。

4 結(jié)論

從該部位后續(xù)運(yùn)行的情況看，該處理方案處理后設(shè)備運(yùn)行情況良好，為同類設(shè)備裂紋修復(fù)提供了經(jīng)驗(yàn)。

作者簡(jiǎn)介：

李金秋（1968.10--）男，助理工程師，從事設(shè)備技術(shù)管理工作。