鋼鐵廠中厚板軋機電機轉子中空軸缺陷研究

劉志彬

（唐山中厚板材有限公司，河北 唐山 063000）

1 現場存在問題

中厚板廠在檢修期間，技術人員在點檢過程中發現中空軸非驅動端軸法蘭內側發現兩條裂紋，經進一步UT+PT探傷確認，缺陷情況如下圖所示。

圖1 探傷結果

圖2 裂紋

2 裂紋修復研究

2.1 修復前準備

修復前首先將電機冷卻器相連的管路拆開，將大罩、冷卻器吊開，具體根據現場情況進行調整。

2.2 定子與轉子間防護

技術人員用塑料布從定子與轉子的氣隙處穿入，將下部大半圓整體進行遮擋，合縫處使用膠帶粘合固定；在塑料布上面、線圈兩端分別再放置一層紅鋼紙(1m×3m)， 對端部進行加強防護。

2.3 轉軸內部的防護

（1）使用0.5×100×1500 鋼板蓋在通風孔上(要求將同一母線通風孔全部蓋住)， 使用布基膠帶將鋼板與轉軸內圓進行粘接固定，粘接面必須封閉無缺口。

（2）從缺陷處布置阻燃布(或防火氈)進行遮擋，布置面盡量寬一些，然后將0.3×1000×1000 的鋼板卷成圓形送入轉子內部，放置在即將處理的缺陷位置附近。從轉軸進入的窗口使用阻燃布卷圓組成抽風通道進行抽風。

2.4 修復時注意事項

修復時抽風機開啟，內部放上明亮的吸頂燈便于操作，具體修復參見修復方案執行。

2.5 修復后清理

先將 0.3×1000×1000 的鋼板卷圓封閉后小心地送出轉子，再將阻燃布(或防火氈)送出轉子；使用風管對轉子內部進行吹掃清理，如發現轉軸上存在的焊豆使用扁鏟將其鏟掉，然后掃攏在一起清理出轉子，然后慢慢旋轉轉子，查看是 否還有較大的渣滓掉出并清理；然后使用半濕面團對轉子內部表面進行粘貼清理； 清理完成后撕掉通風孔固定膠布并取下防護鋼板，再次使用風管進行吹掃清理。最后操作人員從轉子內部出來，依次取下定轉子間的紅鋼紙與塑料布。

表1 大罩冷卻器回裝所需材料、設備

2.6 絕緣電阻檢查

使用 500V 搖表檢查轉子絕緣電阻，使用 2500V 搖表檢查定子絕緣電阻。

3 裂紋修復注意事項

3.1 焊接環境要求

當焊接環境出現以下任一情況時，如無有效防護措施，應停止施焊：

（1）手工電弧焊：風速大于10m/s時。

（2）氣體保護焊焊：風速大于2m/s時。

（3）相對濕度大于90%。

（4）雨、雪等惡劣環境。

3.2 缺陷確認

（1）清除缺陷區域及鄰近100mm范圍漆膜，表面滿足探傷要求。

（2）前述區域按ASME標準進行UT+MT探傷，確認裂紋的起始位置。

（3）發現裂紋的部位，采用UT探傷方式，確認缺陷深度。

3.3 缺陷清理

（1）鉆止裂孔。在裂紋之外距離裂紋尖端 10mm 位置標記并鉆 φ10 止裂孔。

（2）采用火焰加熱方式對待處理的裂紋部位進行預熱，預熱溫度≥60℃。

（3）采用碳弧氣刨清除缺陷（缺陷深度小于 10mm 時，優先使用旋轉銼）。從裂紋尖端起進行碳弧氣刨，清理深度比裂紋深度大 5mm，氣刨后打磨去除滲碳層，見金屬光澤。清理后坡口制備如圖3。

（4）裂紋清理區域按 ASME標準進行 MT或PT探傷，確認缺陷完全清除。

圖3 坡口制備

3.4 焊接清理

3.4.1 焊前清理

將待焊區域及附近 50mm 范圍內的油污、水分等雜質和異物清理干凈。

3.4.2 焊接過程中的清理

在焊接覆蓋前一道熔敷金屬以前，應清除所有焊渣，同時焊縫及鄰近的母材亦應采用磨、刷或用其他合適的方法清理干凈。

3.5 加熱

施焊前預熱，用火焰加熱方式預熱待焊區域及鄰近區域，加熱應均勻，使待焊區域及其附近 75mm 范圍內≥100℃。溫度測量宜采用遠紅外測溫儀進行檢測，測量采用非接觸方式，遠紅外測溫儀測點距離坡口邊緣約 70mm。

3.6 緩冷處理

焊接修復軸法蘭缺陷后，采用阻燃布覆蓋緩冷。

4 總結

通過對軋機轉子軸及輪轂位置出現開裂的問題修復后，能夠完全滿足電機正常使用要求，減少了電機返廠造成的損失，大大增加了企業的經濟效益。