時間:2018-06-22 09:30:11 來源: 瀏覽次數:130
石灰回轉窯輪帶斷裂是水泥廠重大設備事故。由于回轉窯輪帶部件龐大,不僅制造難度大,運輸、安裝費用也十分高昂。為此,修復輪帶裂紋,延長其使用壽命,具有很大的實際意義。回轉窯輪帶斷裂可分為兩種情形:
1.輪帶表面產生網狀裂紋及大塊剝落缺陷,致使輪帶早期非正常接觸疲勞開裂。
我們知道,在回轉窯運轉過程中,輪帶表面實際承受一周期變化的動載荷。在輪帶表層內3-4mm及5-7mm位置,分別存在交變載荷和脈動載荷。在該應力作用下所產生的微裂紋與接觸應力平行或成45°夾角。隨著裂紋擴展及其他外彎矩的作用,裂紋向表面及縱深方向進一步發展,甚至貫通、脆裂,造成表層剝落破壞。
造成回轉窯輪帶表面早期接觸疲勞開裂的主要原因是:輪帶投入運行后,高硬度成分偏析區表面磨損量小于正常區域磨損量,致使該區域表面凸起,從而造成應力集中。在此應力作用下,輪帶表層中存在非金屬雜物處及有鑄造砂眼等缺陷處,首先形成微裂紋,然后因該區域材料硬度高、塑性低、韌性低而得到快速發展,導致輪帶開裂。外界條件如腐蝕介質(冷卻水)滲入,窯的竄動,輪帶溫差等都會加速輪帶開裂。
2.輪帶低溫脆性斷裂。一般輪帶材料在0℃以下,沖擊值很低,幾乎無任何塑性變形能力。因此在低溫條件下,較小的應力就足以使輪帶發生脆性斷裂。
輪帶屬于大型鑄鋼件,不可避免地要存在鑄造缺陷如砂眼、夾渣、夾物等。據調査,輪帶內側裂紋起源位置大多有砂眼和夾渣。正常情況下停窯檢修,窯體溫度從150-300℃降至大氣溫度,整個窯體將有所縮短,使輪帶產生不均勻的內應力,輪帶與托輪的作用點發生變化。冷窯的突然啟動,使得正處于低溫脆性狀態的輪帶發生脆性斷裂。輪帶低溫脆性斷裂,多發生在冬春季氣溫偏低或嚴寒地區。
2.處理方法:
(1)輪帶表面網狀裂紋的焊接修復
①輪帶焊接修復宜選用Ni基高強度焊條作過渡層材料,用自硬化型不銹鋼焊條作為焊補缺陷區的主體材料。
②焊接前,要進行缺陷清理和坡□修磨。
A.缺陷清理:采用手動砂輪磨削裂紋,用著色探傷確保坡□區內裂紋夾渣等缺陷全部清理干凈。
B.坡□修磨:坡□角度應大于45°,深度大于10mm。
③采用冷焊工藝焊接斷裂輪帶。
A.用Ni基焊條打底焊,每次施焊長度不大于30mm,局部溫升不大于80℃,焊后立即用小錘錘擊焊道表面。
B.用不銹鋼焊條進行填充焊接,每焊一層就錘擊焊道一遍,消除內應力。
④焊接完成后,采用砂輪對焊道進行打磨至焊道表面高出正常表面1-2mm,然后對焊道表面進行二次錘擊硬化處理,最后用樣板修磨至標準尺寸為止。
⑤對修復區域進行超聲波探傷和表面著色探傷,確保焊接修復區無超標缺陷。
(2)輪帶低溫斷裂事故的預防
在寒冷地區或北方冬春季節,應做到以下兩點,才能有效地預防輪帶低溫脆裂:
①加強設備日常維護保養工作,使各支點受力均勻。對于輪帶飛邊,不能隨割去,如需割去,需注意消除應力集中。
②設備大修、中修,應盡可能避開氣溫在0°℃以下的季節月份。即便在冬季檢修,也要禁止在低溫下未經預熱突然轉動窯體。當必須轉動窯體時,應在輪帶處采取加溫措施,使輪帶溫度不低于0℃,方可轉窯。
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