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300 t／h炉球磨机马达地脚裂纹焊接修复实践 |
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| 300 t／h炉球磨机马达地脚裂纹焊接修复实践 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 10:30:15  |
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郑双武
湖南省鲤鱼江电厂 湖南资兴市 423401
1 问题的提出
1997年10月，鲤鱼江电厂检修后的2台780 kW马达找中心时，使用大榔头击打马达地脚，油化层剥落，露出地脚本体金属。检查发现一台马达的地脚出现1条45 mm长的裂纹，另一台马达的地脚有1条长度为80 mm的贯穿性裂纹，需进行修复处理。图1为球磨机马达地脚裂纹示意图。
2 马达地脚裂纹的形成机理和地脚材料焊接性分析
2．1 裂纹形成机理
首先，从马达的型式、裂纹的位置和形貌看，球磨机马达地脚的A位置（如图1所示）是一个应力集中部位，找中心的大锤锤击A位置诱发了裂纹的产生，形成裂纹源。其次，从裂纹的解剖形貌看，发现裂纹面呈典型波纹状。可以认为，球磨机马达的地脚裂纹属于应力疲劳型的，即裂纹的扩展是球磨机在旋转过程中周期性地将交变载荷传递到马达造成的。
2．2 磨煤机马达地脚材料焊接性分析
球磨机马达地脚材料为普通灰口铸铁，其含碳量大于2．11％。这种材料焊接难度大，焊接时会遇到许多困难，主要表现为：
a．容易产生白口组织。如使用铸铁成分焊条，则焊缝及熔合区都易产生白口组织（Fe3C）。如果使用非铸铁成分焊条，虽焊缝不产生白口组织，但熔合区仍然很难避免产生白口组织。如果焊接时产生白口组织，将会造成严重后果：一是白口组织既硬又脆，且与基体结合不良，在焊接应力作用下，白口组织所在区域极容易产生裂纹；二是机械加工困难。 b．灰铸铁抗强度低、塑性差，加上地脚裂纹处变截面多，且刚性大，焊缝及熔合区母材极易产生焊接裂纹。
3 地脚裂纹焊接修复技术措施
3．1 修复方案的确定
由于球磨机马达负荷重，使用焊接方法才能满足使用要求。静子线圈不能受热，只能用冷焊，为减小焊接变形，尽量降低修复地脚的平面偏斜，也宜使用冷焊。为避免焊接过程中焊缝与母材开裂甚至剥离，采取在焊接坡口上栽一些补强联系螺栓。为此，决定采用手工电弧冷焊坡口载丝法来修复马达开裂地脚。
3．2 施工技术要点和步骤
3．2．1 焊前准备
a．清理裂纹附近油漆，铲除铁锈，用角向砂轮机磨出裂纹扩展前沿，用砂布擦光。
b．用着色法探伤，寻找裂纹尖端。c．用小钻头在裂纹尖端前沿钻止裂孔，深度适度。
d．加工坡口并栽丝。按图2要求，加工坡口时，应尽量不要磨削地脚接地平面。坡口几何形状为V型带R10圆角；栽丝为M6×35A3钢螺栓，用Φ3．5钻头钻孔，孔深为35 mm（靠地脚螺栓孔处不允许钻穿）。栽丝个数单侧视情况为1～2个，间距为25～30 mm。
坡口加工后，栽丝之前还应进行1次着色法探伤，以确定裂纹是否完全清除掉。 e．用火焰烧去坡口、栽丝口和栽丝（使用普通A3钢制标准件即可）上的油污、水迹。然后立即预埋栽丝，到位后磨去露出螺帽部分直至与坡口齐平。f．准备好铸308焊条和结507焊条，加热至250℃烘干2 h，再减温至150℃保温，随取随用。g．准备直流焊机，使用反极性接法，以减少熔深和飞溅。h．准备尖嘴小榔头，供捶击焊道用。
3．2．2 焊接过程控制要点
a．打底（过渡层）焊道应使用铸308Φ2．5焊条，第2层焊道使用铸308Φ3．2焊条，焊接顺序见图3，所有焊道均由两侧向中间进行。
b．用冷焊法焊完打底焊道。要求每焊一小段立即停下，使用尖嘴小榔头击打红热焊道至出现许多小麻点。冷却至不烫手时，方可进行第2道焊接。焊接时切勿急躁，要使用小线能量，直线运条，勿左右摆动。
c．在线圈和地脚间填充隔热材料，然后使用火焰预热焊接坡口局部至100～120℃，开始焊接过渡层。每单条焊道不宜过长，焊后立即在红热状态下用尖嘴小榔头击打焊道，缓释应力。当捶击焊道出现许多麻点后，马上焊接下一道焊缝，以保持焊件温度。
d．填充焊缝使用结507Φ3．2焊条，取中等线能量。
e．盖面层的焊接，全部使用铸308焊条，仍然由两侧向中间焊接，可以用榔头轻击焊道表面，以缓释部分应力。
f．焊接完毕后，立即使用火焰将焊件局部（接预热宽度）加热至150℃，保温状态下冷至室温。
g．后热处理完毕，将焊缝打磨至圆滑过渡，进行表面探伤。如果发现裂纹，必须先钻止裂孔，然后按打底层的焊接方法进行修补。返修次数不得超过3次。
h．探伤合格后，进行焊接变形测量，必要时进行校正处理。
利用手工电弧焊栽丝方法对2台球磨机马达地脚裂纹进行了彻底的挖补处理，经2次返修后探伤合格。焊后地脚变形小，经适当修磨后达到使用接触标准（与垫铁接触面积大于70％）。
4 结 论
4．1 用本文介绍的焊接方法修复处理可以成功地处理各种类型马达铸铁件地脚的开裂问题。
4．2 马达地脚裂纹修复处理后，自1998年1月至1999年12月止未发现再开裂现象，效果显著。
4．3 为防止其它重要马达出现类似地脚开裂现象，严禁用大锤直接击打马达地脚找中心。
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