黃敏
摘 要:邯寶公司煉鋼廠渣罐是煉鋼工藝的關(guān)鍵輔助備件。渣罐自從投入使用以來,一直在高溫高粉塵的惡劣環(huán)境下工作,由于長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷的使用,鋼包常會(huì)出現(xiàn)承載焊縫開裂、本體熔損、疲勞劣化失效等損壞形式,為保證鋼包的安全使用,滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的要求,必須對(duì)其進(jìn)行修復(fù)更新。
關(guān)鍵詞:煉鋼;渣罐;修復(fù)
中圖書分類號(hào):TF704.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-8937(2012)32-0092-02
1 渣罐使用現(xiàn)場(chǎng)工況分析
邯寶公司煉鋼廠渣罐是煉鋼工藝的關(guān)鍵輔助備件。渣罐自從投入使用以來,一直在高溫高粉塵的惡劣環(huán)境下工作,由于長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷的使用,鋼包常會(huì)出現(xiàn)承載焊縫開裂、本體熔損、疲勞劣化失效等損壞形式,為保證鋼包的安全使用,滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的要求,必須對(duì)其進(jìn)行修復(fù)更新?,F(xiàn)場(chǎng)13 m3渣罐主要用于盛載連鑄澆余渣、倒(吊)運(yùn)作業(yè)率高。其內(nèi)側(cè)無耐火材料,鋼殼將承受高溫;要求渣兌入或倒出時(shí)罐體能夠承受溫度急冷急熱的變化。
2 修復(fù)技術(shù)要求
①渣罐的材質(zhì)為ZG230-450,碳當(dāng)量在0.43%,硫磷在0.04%屬中碳鋼。根據(jù)要求焊接前做整體探傷,確定缺陷位置、形狀、尺寸。
②根據(jù)探傷結(jié)構(gòu)制定詳細(xì)的修復(fù)方案和焊接工藝,主要針對(duì)缺陷刨開范圍。焊前加熱溫度、焊后保溫、消除應(yīng)力的溫度和保溫時(shí)間、使用焊條的牌號(hào)、補(bǔ)焊的形式等。
3 渣罐修復(fù)的難點(diǎn)
①渣罐由于壁厚較厚,預(yù)熱后冷卻速度過快。焊接300 mm長(zhǎng)度時(shí)熱裂紋迅速產(chǎn)生,塑性和韌性下降以及焊接時(shí)層間溫度低于300℃,焊縫中的馬氏體組織出現(xiàn)。易產(chǎn)生焊縫脆斷,熱裂紋冷裂及延遲裂紋的出現(xiàn)。
②焊接區(qū)域及焊接位置不同,坡口的形式不同,未采取多層多道焊的焊法,造成內(nèi)部應(yīng)力集中,產(chǎn)生收縮變形及不規(guī)則的冷裂紋出現(xiàn)。
4 渣罐各部位的焊接工藝
4.1 底部環(huán)焊縫開裂修復(fù)(挖補(bǔ)方式)
4.1.1 修理前檢驗(yàn)
對(duì)渣罐進(jìn)行修理前的檢驗(yàn)非常重要,只有確保檢測(cè)無誤在修理前對(duì)渣罐進(jìn)行全面的無損檢測(cè)(含磁粉、著色、超聲波探傷等)以及化學(xué)相關(guān)分析,進(jìn)而檢查該裂縫在內(nèi)部的擴(kuò)展情況和確定其它部位有無缺陷,及時(shí)處理存在的問題,防止各種隱患的發(fā)生。
4.1.2 修理
①準(zhǔn)備相關(guān)施工工具。進(jìn)行切割的相關(guān)器械;型號(hào)對(duì)應(yīng)的焊接機(jī)械;打磨機(jī);氣刨器械;腳手架以及施工場(chǎng)所相關(guān)器材;以及必要的防火設(shè)備;焊條:E5015或E4315、φ3.2/φ4.0(烘干:350℃、1 h);無損檢測(cè)設(shè)備。
②氣刨。氣刨是在金屬表面進(jìn)行溝槽加工的一種方法,這是底部環(huán)焊縫開裂修復(fù)的重要方法之一。在進(jìn)行氣刨的過程中,把側(cè)壁連接處和底板之間的焊縫通過氣刨的方式刨掉,如圖1所示。
③焊接。首先把挖補(bǔ)板與筒壁焊接起來,采用分段退焊,即如圖2所示焊接大方向?yàn)椋?→2、2→3、3→4、5→6、7→8五段焊縫,在對(duì)每一段焊縫進(jìn)行操作時(shí),焊接方向與上面的大方向相反。
④修復(fù)后檢查(焊后24 h)。檢查外觀基本情況:首先要對(duì)焊縫外觀進(jìn)行全面的宏觀檢查,在檢查的過程中要保證沒有缺陷,不能夠有表面的裂紋,同時(shí)也不能夠有氣孔和裂紋。檢測(cè)無損情況:在無損檢測(cè)的時(shí)候要嚴(yán)格按照,《寶鋼煉鋼廠鋼(鐵)水包綜合檢驗(yàn)方案》中所規(guī)定的無損檢測(cè)要求執(zhí)行。
4.2 底部環(huán)焊縫開裂修復(fù)(氣刨方式)
4.2.1 概況
如第一部分類似,但裂紋未裂穿或深度較淺時(shí),則采用氣刨方法。
4.2.2 工程進(jìn)行的基本步驟
①檢驗(yàn)。在渣罐修理之前,首先要對(duì)該罐的基本情況(包括著色、磁粉以及超聲波損傷等問題進(jìn)行無損檢測(cè),同時(shí)進(jìn)行化學(xué)和金相進(jìn)行分析,檢查該裂縫在內(nèi)部的擴(kuò)展情況和確定其它部位有無缺陷,排除其它一切可能隱患。
②修理。施工工具準(zhǔn)備:氣刨器械;打磨機(jī);切割器械、焊機(jī)、施工場(chǎng)所器材以及腳手架、防火設(shè)備、焊條為E5015或E4315、φ3.2/φ4.0(烘干為350℃、1 h);無損檢測(cè)設(shè)備。
4.3 簡(jiǎn)體開裂修復(fù)
4.3.1 概況
如圖3所示,在筒體材料上發(fā)現(xiàn)一條裂紋(本例為在渣罐沿口下方、A耳軸左上方)。為了防止裂紋缺陷繼續(xù)擴(kuò)展導(dǎo)致破壞性后果,確保渣罐在使用過程中的安全性和延長(zhǎng)渣罐的使用壽命,對(duì)該缺陷部位進(jìn)行修補(bǔ)處理。
4.3.2 施工步驟
①施工工具準(zhǔn)備。焊機(jī);氣刨器械;切割器械;打磨機(jī);防火設(shè)備;施工場(chǎng)所器材以及腳手架;焊條:E5015或E4315(J427)、φ3.2/φ4.0(烘干:350℃、1 h)。
②氣刨。在氣刨修理前對(duì)渣罐缺陷部位進(jìn)行無損檢測(cè),確認(rèn)該裂紋缺陷的位置及在材料內(nèi)部的擴(kuò)展情況。沿著裂紋走向氣刨,確認(rèn)裂紋在深度方向的完全清除,但最大氣刨深度不得超過2/3板厚,若氣刨深度達(dá)到2/3板厚時(shí)裂紋仍存在(或裂紋裂穿部分),則采用正面處理后背面再清根方式。氣刨后用砂輪機(jī)將缺口打磨平整以利焊接。
③焊接。焊接采用直流電源,焊接電流為150 A,每根焊條焊接長(zhǎng)度控制在150~200 mm,層間溫度為120℃左右,多層多道焊,道道清渣,用鋼絲刷刷干凈防止出現(xiàn)新的缺陷。焊接完成后,打磨焊接部位與原筒體材料圓滑過渡,且令打磨痕跡平行于受力方向并均勻分布。
④焊后熱處理。焊接完成后進(jìn)行焊后熱處理。
⑤修復(fù)后檢查(焊后24 h)。進(jìn)行外觀檢查。
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