磨煤机中空轴裂纹浅层焊接修复方案探索

摘要：火力发电机组高负荷运行期间，中空轴出现裂纹时，若继续运行将导致润滑油损失，若停机更换则需要较长工期，不利于抢发、保发电量；结合以上两点，提出中空轴裂纹浅表层焊接修复方法，旨在短期内恢复磨煤机运行，且消除漏油现象，提高火力发电厂经济效益。

关键词：中空轴；裂纹；浅表层；焊接修复

某火力发电厂为热电联产企业，机组单机容量为650MW，制粉系统为正压直吹式，锅炉配备BBD4062型双进双出筒式钢球磨煤机，在供热期内机组运行过程中，一台磨煤机油站油位下降明显，补油后约一个月时间油位又下降至之前位置，后經检查发现驱动端中空轴有3条横向裂纹，长度分别约420mm、80mm、200mm，非驱动端中空轴无裂纹，查阅相关图纸，中空轴与球面瓦结合处直径为1740mm，厚度为95mm。

为尽快消除裂纹，恢复磨煤机运行，专业技术人员经过讨论分析，决定采用浅表层焊接修复方法进行暂时处理，供热期结束后彻底更换；与中空轴材质ZG20MnMo匹配的焊材选定为J557Mo（Ф3.2，由于咨询厂家未生产Ф2.5规格的）或J507（Ф3.2）焊条，两者进行试焊，择优作为填充材料。

1 试焊

现场布置完毕、焊材烘干后，在最长的裂纹（约420mm）表面打磨出约100mm长、3mm深的坡口，用两个氧气乙炔烤把同时加热，预热温度约180℃时用J557Mo（Ф3.2）和J507（Ф3.2）焊条各焊接50mm长，将焊缝区域加热至约300℃、周边约280℃后用两层保温棉覆盖保温，待温度降至室温后，着色检验，均未发现裂纹。由于查阅相关资料得知J557Mo焊条成分与中空轴材质更接近，先选用J557Mo焊条进行正式焊接。

2 正式焊接

正式施工时预热和热处理温度都按试焊工艺执行，焊接方法为分段跳焊、多层多道焊，焊接过程中，随时用红外测温仪检测焊缝附近区域温度，保证层间温度不超过预热温度，进而保证焊接质量。

2.1 长焊缝（长度约420mm）处理

2.1.1坡口打磨

将长度约420mm（分7段跳焊焊接）的裂纹打磨约25mm深，裂纹左端延伸至台上，在末端斜向打一止裂孔，裂纹右端也打一止裂孔，后将坡口按焊接规程要求打磨合格。

2.1.2意外

达到预热温度后，用J557Mo（Ф3.2）进行打底焊接，热处理、保温、冷至室温后发现焊缝开裂。

2.1.3更换焊材打底焊接

将坡口裂纹全部打磨完毕后，再次预热，更换为J507（Ф3.2）打底焊接，热处理、保温、冷至室温后经检测未见异常。

2.1.4填充盖面、检查

预热、填充3层后，热处理、保温、冷至室温后经检测未见异常。

重复预热、填充3层，直至坡口填平过程中，焊缝热处理、保温、冷至室温后检测，均未见异常。

盖面完毕后，热处理、保温、冷至室温后经检测，未见异常。

2.1.5打磨、抛光

先用砂轮片粗磨，打磨盖面层至高出母材约0.5mm；用弹性磨片细磨，将盖面层打磨至高出母材约0.1mm；用细牙平板锉进行圆弧修正和180#的砂纸进行精磨，将盖面层打磨至高出母材约0.03mm；再用金相砂纸进行逐层抛光处理，最后将焊层与母材表面磨至齐平。细磨抛光期间，用加工的模具仔细检查表面圆弧底和高度，确保打磨层表面不高于母材表面。

2.1.6清理、转动中空轴

先用干净破布清理中空轴表面磨屑、灰尘，再用吸尘器逐层清理防护层表面焊渣等杂物，至最后两层时，再用面团清理表面磨屑和铁屑。后取下最后防护层，转动磨煤机盘车，将第二条裂纹转至合适位置后停止盘车运行，做好防护措施。

2.2 长度约为80mm的裂纹处理

将长度约为80mm（分2段焊接）的裂纹打磨约18mm深，裂纹两端各打一止裂孔，后将坡口按焊规要求打磨合格。

按照第一条裂纹的处理方法对第二条焊缝进行分层焊接、热处理、检查，焊缝均未见异常。

最后进行打磨、清理、转动中空轴。

2.3 长度约为200mm的裂纹处理

长度约为200mm（分4段跳焊焊接）的裂纹打磨约18mm深，其余处理方法与长度约为80mm的裂纹处理方法一致，焊缝经检测均未见异常。打磨、清理。

2.4 架表检查

在轴承室内部架3块百分表，分别记录中空轴修复区域和无裂纹区域的圆周数据，后经数据对比分析，认定满足运转条件。

2.5 试转

启动盘车，慢盘4小时，检查中空轴试转情况，无异常。

2.6 运转

正式运转后，监视、记录磨煤机运转时振动值和轴承温度，振动值正常，温度最高为40.24℃。

3 结论

至4月底停机更换中空轴约两个月时间内，磨煤机运转正常，油站油位未见下降；且在中空轴拆下后，检查修复区域未见异常，此次修复方案成功。

参考文献：

[1]国家能源局.火力发电厂焊接热处理技术规程DL/T8192010.

[2]国家能源局.火力发电厂焊接技术规程DLT8692012.

[3]中华人民共和国国家发展和改革委员会.重型机械通用技术条件第7部分：铸钢件补焊JB/T5000.72007.

[4]国家能源局.电力钢结构焊接通用技术条件DL/T 6782013.

作者简介：陈少飞（1986），男，汉族，河南周口人，研究方向：电力工程技术。