大型水泥回转窑轮带表面网状裂纹成因分析与焊接修复

2014-04-02侯钦玲周永安

河南建材 2014年1期

关键词：托轮水泥厂网状

侯钦玲周永安

1 徐州巨龙机电工程有限公司（221168） 2 中国联合水泥淮海运行区（221018）

大型水泥回转窑轮带表面网状裂纹成因分析与焊接修复

侯钦玲1周永安2

1 徐州巨龙机电工程有限公司（221168） 2 中国联合水泥淮海运行区（221018）

轮带是水泥回转窑的关键部件，轮带能否正常运行直接影响整个水泥厂的生产。一般轮带的体积巨大，重量在几十吨到几百吨，其制造成本大，安装费用高，对轮带进行有效保养不仅能促进轮带正常运转，还能延长轮带的使用寿命，节省大量的资金，提高水泥厂的经济效益。

大型水泥回转窑；轮带；网状裂纹；焊接修复

大型水泥回转窑的轮带在安装使用后，可能由于轮带前期制作的质量问题、使用不当等原因,在表面出现网状裂纹，严重时可能出现大块剥落。轮带是回转窑的关键支撑部件，而回转窑是水泥厂的核心部分，轮带出现故障，甚至不能运转，会导致水泥厂的生产链断裂，造成重大经济损失。购买轮带的成本高，众多水泥厂没有后备轮带，且轮带更换难度大，技术要求高，费用昂贵，当轮带出现裂纹时水泥厂往往选择焊接来进行修复。对大型回转窑轮带的焊接修复对焊接工艺的要求很高,焊接方法、焊接的质量也影响着轮带的使用寿命，不恰当的焊接可能会造成轮带的损坏。

1 轮带表面网状裂纹产生的原因

1.1 铸造缺陷

不同型号的轮带使用的材料往往不同，有些钢材的铸造性较差，裂纹敏感度高，在铸造的过程中容易产生气孔、砂眼、内裂等问题，或者轮带各部分材料的硬度不一致，部分存在非金属杂质。这些问题都会造成轮带在使用过程中出现裂纹、剥落,长久的不修护会造成轮带使用寿命的缩短。轮带铸造的质量是影响轮带使用的最根本因素，但轮带本身体积大，重量大，铸造难度大，只有不断提高轮带铸造工艺和技术，才能为轮带的安全、正常运行奠定基础。

1.2 受力不均

水泥厂根据轮带的型号采用三档、四档等不同支撑，轮带在运转过程中，各档轮表面承受着不同的动载荷，各档轮的疲劳寿命也不同。轮带表面的硬度不均、性能不均，在运行时，表面的承受应力的能力不同，抗疲劳强度不同，高硬度区域表面承受的磨损高于其他区域，且容易产生裂纹。

1.3 运行环境恶劣

轮带在运行时承受着窑体回转产生的极不稳定的动载荷和交变荷载，轮带的抗疲劳能力在交变应力下变得十分薄弱，远低于在静应力下的抗疲劳能力，当轮带的某个部位承受的应力超过其抗疲劳能力时，则该部位容易产生裂纹。窑内热工工况的不断变化，窑体的不停回转，轮带处筒体和轮带的温度相差太大，轮带与托轮的接触面的大小等都会导致轮带各部分应力不同，出现不同程度的裂纹。

1.4 托轮调整不当

窑体的上行与下行的调整主要靠托轮，在调整过程中需要保证轮带的各档轮下筒体中性线都在一条直线上，否则轮带和托轮的接触不平行，接触面减小，轮带承载的平均负荷变大，当超过轮带的抗压强度时会造成细微裂纹。

1.5 冷却水渗入

为降低回转窑托轮的温度，往往采用水进行冷却，托轮与轮带接触时表面的水和空气容易进入轮带的细微裂纹,在窑体回转产生巨大荷载环境中，托轮与轮带极易变形。将轮带细微裂缝里的水和空气封闭，高温环境促使水和空气迅速膨胀，产生强大压力,促使细微裂纹在反复的碾压下不断扩展，裂纹的深度不断增加，如果不及时修复裂纹，金属材料就会剥落。

2 轮带焊接修复

2.1 焊接前准备

回转窑多是在露天场所，没有遮拦，风沙、灰尘较大，不利于焊接工作。焊接前，需要先设置帐篷，以保证无尘的焊接环境。此外，要将轮带的裂纹部分转到上方，便于焊接工作。

2.2 焊条选择

综合考虑轮带的材质，选择最适合的焊条。针对不同深度的裂纹，选择厚度不同的焊条，过渡层应选择高强度材料，对剥脱部分的焊补可选用自硬化型不锈钢材料。

2.3 焊接过程

首先，焊接时需要清理焊区,对裂纹进行磨削，将裂纹里的夹渣全部清理干净，使用氧乙炔焰进行烘烤，以便清除裂缝周围的污渍，用钢丝刷、抛光机等进行多次清理和抛光，对坡口的角度和深度进行加工，降低焊补热的负面影响。其次，采用冷焊工艺进行焊接，先进行打底焊接，再进行填充焊接。每次的焊接长度严格控制在3 cm以内,焊接完一处后立即锤击焊道表面。焊接工具的电流也应控制在100～130 A，控制焊接局部温度。最后，焊接完毕后需要对焊接表面进行打磨，当焊道表面比正常部位高出1～2 mm时要对表面再次进行锤击，促使表面硬化，使用样板将焊区修磨到标准要求范围。

2.4 焊后检验

焊接修复完毕后需要对焊接质量进行严格检验，采用超声波或表面着色的方式进行探伤，确保焊接没有裂纹、没有气孔等缺陷，对焊接区的硬度进行检验,确保焊接区的硬度与其他正常部位一致。