磨机中空轴R角剪切力最集中位置环向裂纹修复方法技术

本发明专利技术公开了一种磨机中空轴R角剪切力最集中位置环向裂纹修复方法，包括：在环向裂纹的中间段外表面开设90mm深坡口；在环向裂纹的中间段外表面坡口中逐层梯度焊接；检测R角外表面当前开裂部位的变形量，选择变形量最大的位置以及在中间段另一侧与该位置相对称的位置作为下一焊接位置，在该两处位置外表面开设坡口，并同步施焊；重复上一步骤，直至将环向裂纹外表面全部焊接完成；在环形裂纹的中间段内表面开设30mm深坡口；采用前述方法将环向裂纹内表面全部焊接完。本发明专利技术可以消除焊接过程中焊接部位产生的焊接应力，将焊接部位的变形量控制在合理范围内，同时能够保证中空轴轴体与滑履瓦的配合尺寸不影响运行过程中的瓦温、油温变化。

【技术实现步骤摘要】
磨机中空轴R角剪切力最集中位置环向裂纹修复方法
本专利技术涉及中空轴修复领域，尤其涉及一种磨机中空轴R角剪切力最集中位置环向裂纹修复方法。
技术介绍
中空轴作为大型磨机端部进出料传动连接部位，在与端盖连接的R角部位，承受巨大的扭力矩，磨机带料满载运行过程中，满载约450t的负载及16r/min的转速，中空轴下面由滑履座支撑，由负载及自重所产生的剪切力全部作用于中空轴轴体上，由旋转所产生的扭力矩也同样作用于中空轴的R角上。中空轴直径约φ1400mm，R角环向周长约4.3m，在R角部位出现环向裂纹时，断裂部位同时承受巨大剪切力及扭矩力，如果采用常规焊接工艺修复，首先无法保证焊接后受损部位能否承受如此高强度力的冲击，其次无法较好的控制中空轴与端盖链接部位的变形，再次无法保证中空轴轴体修复后能够与滑履瓦达到良好配合。此种情况在国内没有修复成功的案例。为此，我公司根据以往施工经验进行分析汇总，制定了关于剪切力点最集中区域（R角部位）的修复方法，利用该方法修复的中空轴R角部位，通过72小时运行后进行测量磨机瓦温、震动数据均在合理范围内，通过1年来的运行后再次拆机对修复部位进行超声波探伤检测及着色检测，所修复裂纹部位未发现超标缺陷，设备运行稳定，使用效果很好。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种磨机中空轴R角剪切力最集中位置环向裂纹修复方法，该方法可以消除焊接过程中产生的焊接应力，将焊接部位的变形量控制在合理范围内。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种磨机中空轴R角剪切力最集中位置环向裂纹修复方法，包括以下步骤：一、初始测量利用百分表及振动仪测量磨机中空轴修复前的跳动数据及震动数据，检测断裂后R角开裂部位的变形量；二、准备阶段2.1在R角处环向裂纹的两端分别钻止裂孔；2.2利用千斤顶将磨机筒体整体顶起1-2毫米；2.3对中空轴R角处环向裂纹进行超声波探伤检测，根据检测结果和母材材质确定修复方案；2.4通过整圈铺设陶瓷加热带和热保温棉，对中空轴进行整体覆盖升温处理；三、修复阶段3.1在环向裂纹的中间段外表面开设U型90mm深坡口，并做好粗化净化处理；3.2在环向裂纹的中间段外表面坡口中逐层梯度焊接；3.3检测R角外表面当前开裂部位的变形量，选择变形量最大的位置以及在中间段另一侧与该位置相对称的位置作为下一焊接位置，在该两处焊机位置外表面开设坡口，并同步焊接；3.4重复步骤3.3，直至将环向裂纹外表面全部焊接完；3.5在环形裂纹的中间段内表面开设U型30mm深坡口，并做好粗化净化处理；3.6在环形裂纹的中间段内表面坡口中逐层梯度焊接；3.7检测R角内表面当前开裂部位的变形量，选择变形量最大的位置以及在中间段另一侧与该位置相对称的位置作为下一焊接位置，在该两处焊机位置内表面开设坡口，并同步焊接；3.8重复步骤3.7，直至将环向裂纹内表面全部焊接完；3.9对焊缝进行打磨处理；四、检测4.1卸去千斤顶，对修复后的中空轴进行硬度检测、超声波探伤、磁粉探伤以及外形尺寸的修复检测；4.2检测中空轴修复后的跳动数据及震动数据是否符合运行要求。作为本方案的一种优选方案，步骤3.2、步骤3.3、步骤3.6、步骤3.7和步骤3.8所述焊接的方法具体为：将以铬、镍为基体的材料与酸性焊丝一起熔敷形成结合层；将碳化钨、锰、镍、碳、铁、钒、铬组成的合金材料熔敷在所述结合层上形成过渡层；将钴、碳化钨、铬、镍、钼组成的合金材料熔敷在所述过渡层上形成工作层；将铁、碳、硅、铬、镍按材质改性需要的比例组成合金材料熔敷在工作层上形成加工层。作为本方案的一种优选方案，所述结合层整体厚度为5mm。作为本方案的一种优选方案，所述过渡层掺入的所述合金材料厚度与过渡层整体厚度比为2%～3%。作为本方案的一种优选方案，所述工作层掺入的合金材料厚度为0.10～0.15mm，工作层整体厚度为5-10mm。作为本方案的一种优选方案，所述加工层掺入的合金材料厚度0.10～0.15mm。本专利技术的有益效果是：本专利技术修复方法可以消除焊接过程中焊接部位产生的焊接应力，将焊接部位的变形量控制在合理范围内，同时能够保证中空轴轴体与滑履瓦的配合尺寸不影响运行过程中的瓦温、油温变化。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。修复项目：中空轴R角处环向裂纹。项目说明：中空轴直径约φ1400毫米，R角环向周长约4300毫米，本次断裂部位为沿R角部位环向开裂约2500毫米且沿中空轴轴体中间部位延伸约500毫米。修复方法：步骤一、初始测量利用百分表及振动仪测量磨机中空轴修复前的跳动数据及震动数据，检测断裂后R角开裂部位的变形量；步骤二、准备阶段2.1在R角处环向裂纹的两端分别钻止裂孔，防止裂纹进一步延伸；2.2利用500吨千斤顶将磨机筒体整体顶起1-2毫米，防止中空轴因磨机自重造成修复刨除过程中的断裂变形；2.3对中空轴R角处环向裂纹进行进行超声波探伤检测，根据检测结果和母材材质确定修复方案，具体包括焊接方法和焊接材料的选择；2.4通过整圈铺设陶瓷加热带和热保温棉，对中空轴进行整体覆盖升温处理，在于保证熔覆过程中熔覆区域与热影响区有一个最小的温度差，消除部分焊接应力，减少焊接后出现的热变形现象，同时减小母材的淬火硬倾向，减缓焊接结合层的冷却速度，有利于熔覆部位形成塑性组织和益于氢的逸出，防止氢致冷裂纹；步骤三、修复阶段3.1在环向裂纹的中间段外表面开设U型90mm深坡口，并做好粗化净化处理；3.2在环向裂纹的中间段外表面坡口中逐层梯度焊接；3.3检测R角外表面当前开裂部位的变形量，选择变形量最大的位置以及在中间段另一侧与该位置相对称的位置作为下一焊接位置，在该两处焊机位置外表面开设坡口，并同步焊接；3.4重复步骤3.3，直至将环向裂纹外表面全部焊接完；3.5在环形裂纹的中间段内表面开设U型30mm深坡口，并做好粗化净化处理；3.6在环形裂纹的中间段内表面坡口中逐层梯度焊接；3.7检测R角内表面当前开裂部位的变形量，选择变形量最大的位置以及在中间段另一侧与该位置相对称的位置作为下一焊接位置，在该两处焊机位置内表面开设坡口，并同步焊接；3.8重复步骤3.7，直至将环向裂纹内表面全部焊接完；3.9对焊缝进行打磨处理；采用双面坡口焊接方案，可以保证足够冶金结合强度，同时解决焊接过程中产生的纵向受力问题，提高修复部位的冲击韧性。步骤3.2、步骤3.3、步骤3.6、步骤3.7和步骤3.8所述焊接的方法具体为：将以铬、镍为基体的材料与酸性焊丝一起熔敷形成5毫米厚的结合层，能够提高冶金结合力，达到500牛顿的冶金结合力的指标；将碳化钨、锰、镍、碳、铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磨机中空轴R角剪切力最集中位置环向裂纹修复方法，其特征在于，包括以下步骤：/n一、初始测量/n利用百分表及振动仪测量磨机中空轴修复前的跳动数据及震动数据，检测断裂后R角开裂部位的变形量；/n二、准备阶段/n2.1在R角处环向裂纹的两端分别钻止裂孔；/n2.2利用千斤顶将磨机筒体整体顶起1-2毫米；/n2.3对中空轴R角处环向裂纹进行超声波探伤检测，根据检测结果和母材材质确定修复方案；/n2.4通过整圈铺设陶瓷加热带和热保温棉，对中空轴进行整体覆盖升温处理；/n三、修复阶段/n3.1在环向裂纹的中间段外表面开设U型90mm深坡口，并做好粗化净化处理；/n3.2在环向裂纹的中间段外表面坡口中逐层梯度焊接；/n3.3检测R角外表面当前开裂部位的变形量，选择变形量最大的位置以及在中间段另一侧与该位置相对称的位置作为下一焊接位置，在该两处焊机位置外表面开设坡口，并同步焊接；/n3.4重复步骤3.3，直至将环向裂纹外表面全部焊接完；/n3.5在环形裂纹的中间段内表面开设U型30mm深坡口，并做好粗化净化处理；/n3.6在环形裂纹的中间段内表面坡口中逐层梯度焊接；/n3.7检测R角内表面当前开裂部位的变形量，选择变形量最大的位置以及在中间段另一侧与该位置相对称的位置作为下一焊接位置，在该两处焊机位置内表面开设坡口，并同步焊接；/n3.8重复步骤3.7，直至将环向裂纹内表面全部焊接完；/n3.9对焊缝进行打磨处理；/n四、检测/n4.1卸去千斤顶，对修复后的中空轴进行硬度检测、超声波探伤、磁粉探伤以及外形尺寸的修复检测；/n4.2检测中空轴修复后的跳动数据及震动数据是否符合运行要求。/n...

【技术特征摘要】
1.一种磨机中空轴R角剪切力最集中位置环向裂纹修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、初始测量
利用百分表及振动仪测量磨机中空轴修复前的跳动数据及震动数据，检测断裂后R角开裂部位的变形量；
二、准备阶段
2.1在R角处环向裂纹的两端分别钻止裂孔；
2.2利用千斤顶将磨机筒体整体顶起1-2毫米；
2.3对中空轴R角处环向裂纹进行超声波探伤检测，根据检测结果和母材材质确定修复方案；
2.4通过整圈铺设陶瓷加热带和热保温棉，对中空轴进行整体覆盖升温处理；
三、修复阶段
3.1在环向裂纹的中间段外表面开设U型90mm深坡口，并做好粗化净化处理；
3.2在环向裂纹的中间段外表面坡口中逐层梯度焊接；
3.3检测R角外表面当前开裂部位的变形量，选择变形量最大的位置以及在中间段另一侧与该位置相对称的位置作为下一焊接位置，在该两处焊机位置外表面开设坡口，并同步焊接；
3.4重复步骤3.3，直至将环向裂纹外表面全部焊接完；
3.5在环形裂纹的中间段内表面开设U型30mm深坡口，并做好粗化净化处理；
3.6在环形裂纹的中间段内表面坡口中逐层梯度焊接；
3.7检测R角内表面当前开裂部位的变形量，选择变形量最大的位置以及在中间段另一侧与该位置相对称的位置作为下一焊接位置，在该两处焊机位置内表面开设坡口，并同步焊接；
3.8重复步骤3.7，直至将环向裂纹内表面全部焊接完；
3.9对焊缝进行打磨处理；
四、检测
4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张开明，姚建新，王宏，刘志群，周丛滨，刘勇，陈佳，
申请(专利权)人：湖北开明高新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42