磨煤機端蓋裂紋處理技術探討

摘 要：火力發電廠的磨煤機是保證鍋爐滿負荷運行的關鍵設備，磨煤機端蓋在長周期運行過程中承受巨大的載荷并伴隨著低頻振動，鑄件的應力集中部位會出現開裂的現象。更換端蓋由于設備制造周期長，更換難度大，將對鍋爐長周期滿負荷運行造成一定影響。本文通過介紹對該裂紋的成功補焊，減少了磨煤機的停運時間，為鍋爐的安穩長滿優提供了設備保證。

關鍵詞：磨煤機;裂紋;冷焊

1 設備概況及問題概述

巴陵石化公司熱電部（城區）#2機爐于1992年9月投入使用，其制粉設備是由西安電力機械廠生產的DTM290/470磨煤機，每臺機組配置2臺磨煤機。機組運行至2015年2月份，共運行接近120000小時。

巡檢中發現甲側磨煤機端蓋有一處裂紋，為貫穿性裂紋，長度達到2300mm以上，端蓋板厚度為40mm。由于無該端蓋備品備件，臨時生產周期在三個月以上，且費用較高，無法滿足電廠實際運行需要，決定對該處裂紋進行打磨消除后補焊處理。

2 焊接修復工藝

2.1? 材料的焊接性能

端蓋輪轂材質為ZG35CrMo，強度和切削性良好，可用于制造載荷較高的耐磨零件，如輥子、缸體、制動輪、大齒輪等，其化學成分和力學性能如下：

碳鋼的焊接性主要取決于碳當量，隨著碳當量的增加，焊接性逐漸變差。根據國際焊接學會碳當量公司計算Ce=0.708%，焊接熱影響區淬硬傾向嚴重，冷裂紋敏感性強，焊接區易出現冷裂紋和堆焊層金屬剝離。

2.2焊接工藝參數的選擇

2.2.1焊接材料的選擇

因焊后不再進行調質處理，選擇焊接材料時沒有必要考慮成分和熱處理工藝必須與母材相匹配的問題，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，減少了近縫區所承受的應力，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擴散。

2.2.2工藝參數

為避免過熱區奧氏體晶粒粗化，減輕高溫回火區的軟化，獲得對冷裂紋敏感性低的組織，應使焊縫在高溫停留時間短而冷卻速度慢。為此，應用小的焊接熱輸入，預熱溫度取低值，焊后立即后熱。

2.2? 裂紋修復方案

2.2.1先將有裂紋區域附近全部打磨平滑光亮后，用滲透探傷確定裂紋的長度，并做好記號，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，再用砂輪機和合金磨頭將打磨區域進行修整，打磨掉5mm左右氧化淬硬層，將該區域修磨成U型坡口形狀。最后用滲透探傷檢查確認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-乙炔火把將補焊部位周圍50-100mm范圍內均勻預熱到150℃左右，用測溫槍控制溫度。施焊時要求進行間斷和對稱焊接，每根焊條以2-3次焊完為宜，焊接過程中應對每個焊道進行錘擊以消除焊接應力，焊接時用測溫槍跟蹤焊道邊緣母材溫度，不能有較大升高，如超過300℃應停止焊接，等冷卻后再繼續施焊。

2.2.3 端蓋板外部裂紋消除后，進磨煤機筒體，將內部端襯板拆除，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生延遲裂紋，焊后對焊縫立即進行200-250℃消氫熱處理，方法仍然采用氧氣-乙炔火把加熱方式，并用測溫槍控制溫度，持續時間至少在30分鐘以上。

2.2.4對焊縫進行表面打磨，將余高打磨平整并且整條焊縫周邊圓滑過渡。用滲透探傷檢查焊縫表面及熱影響區附近區域，無超標缺陷后整個焊接工作完成，如圖1、圖2。

3 實施效果

該磨煤機補焊后投入正常運行，對該補焊區域進行跟蹤檢查，最初為每周檢查一次，一個月后改為每月檢查一次，至今該磨煤機已經運行3年，超過15000小時，未出現開裂情況，現已視為永久修復。

4 結論

從該部位后續運行的情況看，該處理方案處理后設備運行情況良好，為同類設備裂紋修復提供了經驗。

作者簡介：

李金秋（1968.10--）男，助理工程師，從事設備技術管理工作。