實(shí)習(xí)報(bào)告~~~7球磨機(jī)筒體裂紋修復(fù)1

1、20102010 年見習(xí)生專業(yè)對(duì)口年見習(xí)生專業(yè)對(duì)口 實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)習(xí)報(bào)告 姓 名： 周 一 鳴 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 單 位： 大山選礦廠 實(shí) 習(xí) 單 位： 磨浮工段 筒體是一種承受變動(dòng)載荷并處于低速長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的構(gòu)件，而且又是球磨機(jī)的主體。球磨機(jī)運(yùn)行期間一旦出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象而沒有采取補(bǔ)救措施時(shí)，裂紋的傾向會(huì)大大增加，將嚴(yán)重影響生產(chǎn)。 7#球磨機(jī)筒體裂紋修復(fù) 二一一 年 六 月摘 要為保證設(shè)備的安全可靠，而且能長(zhǎng)期連續(xù)使用。本文主要是學(xué)習(xí)總結(jié)大山廠磨浮工段在 2010 年 4 月對(duì) 7#球磨機(jī)筒體裂紋的修復(fù)過程，7#球磨機(jī)（5.5x8.5M）是由美國(guó) FULLER 公司設(shè)計(jì)制造，筒體部分由中信重工承

2、制。筒體是由 60mm 厚鋼板卷曲焊接而成，兩端焊有厚度 100mm 的法蘭，及兩端的端蓋與圓筒把合后，構(gòu)成磨礦空間，它是一種承受變動(dòng)載荷并處于低速長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的構(gòu)件，而且又是球磨機(jī)的主體。球磨機(jī)運(yùn)行期間一旦出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象而沒有采取補(bǔ)救措施時(shí)，裂紋的傾向會(huì)大大增加，將嚴(yán)重影響生產(chǎn)。本文一共分三個(gè)部分：第一部分主要是論述筒體裂紋修復(fù)的過程，具體包括修復(fù)方案的分析和確定，以及方案實(shí)施的步驟；第二部分主要是闡述對(duì)筒體裂紋修復(fù)工作的總結(jié)和自己實(shí)習(xí)期間的體會(huì)；第三部分主要是談?wù)剬懻撐牡臉?gòu)思與過程。關(guān)鍵詞：球磨機(jī)；筒體；裂紋；修復(fù)I序大山選礦廠原設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模 6.0 萬 t/d，分為前三萬和后三萬兩個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，

3、經(jīng)過多年的運(yùn)行和局部改造以及 9#球的投產(chǎn)，實(shí)際生產(chǎn)能力已經(jīng)可以達(dá)到7.1 萬 t/d。其中前三萬 4 臺(tái)球磨機(jī)由 MPSI 公司設(shè)計(jì)制造，后三萬 4 臺(tái)球磨機(jī)由美國(guó) FULLER 公司設(shè)計(jì)制造，9#球由中信重工公司設(shè)計(jì)制造，是國(guó)內(nèi)礦山企業(yè)中特大型的磨礦設(shè)備，具有比較完善的控制和保護(hù)系統(tǒng)。7#球磨機(jī)筒體裂紋的修復(fù)方案是德興銅礦各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、中信重工、相關(guān)工程技術(shù)專家通過多次激烈討論，凝聚了許許多多科技人員的心血。這次的筒體裂紋修復(fù)，是我們今后處理球磨機(jī)筒體裂紋的經(jīng)驗(yàn)。由于設(shè)備的老化，今后我廠將面臨更多新的挑戰(zhàn)，所以學(xué)習(xí)總結(jié)這一次事故，都將為對(duì)今后解決這類問題提供重要的依據(jù)和作用。II大山廠磨浮工段

4、 7#球磨機(jī)筒體裂紋修復(fù)學(xué)習(xí)目目 錄錄摘 要.I序.II一、 7#球磨機(jī)筒體裂紋修復(fù).I二、 學(xué)習(xí)總結(jié).I三、 結(jié)語.IV參考文獻(xiàn).V大山廠磨浮工段實(shí)習(xí)論文 周一鳴01、7#球磨機(jī)筒體裂紋修復(fù)機(jī)械設(shè)備在日常使用和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，因?yàn)橥獠控?fù)荷、內(nèi)部應(yīng)力、磨損、腐蝕和自然侵蝕等因素的影響，使其個(gè)別部位或整體改變尺寸、形狀、機(jī)械性能等，使機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)能力降低，動(dòng)力消耗增高，礦性質(zhì)量下降，甚至造成設(shè)備事故，這是所有設(shè)備都避免不了的技術(shù)性劣化的客觀規(guī)律。 由于大山選礦廠機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)連續(xù)性，而大多數(shù)設(shè)備是在磨損嚴(yán)重、腐蝕性強(qiáng)、壓力大、溫度高或低等極為不利的條件下進(jìn)行生產(chǎn)的。為了使機(jī)械設(shè)備能經(jīng)常發(fā)揮生產(chǎn)效能

5、，延長(zhǎng)設(shè)備的使用周期，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行適度的檢修和日常維護(hù)保養(yǎng)工作，這是提高我們大山廠生產(chǎn)效率的保障，是挖掘我廠生產(chǎn)潛力的一項(xiàng)重要措施。以下談的就是我們大山選礦廠維護(hù)檢修項(xiàng)目中的經(jīng)典一例。 事情發(fā)生于 2010 年 4 月 28 日的早晨，磨浮工段點(diǎn)檢人員還是按往常一樣對(duì)大球進(jìn)行設(shè)備巡檢，可在點(diǎn)檢 7#球（5.5x8.5M）發(fā)現(xiàn)出料端與大齒輪法蘭聯(lián)接的筒體處有一橫向長(zhǎng)條礦漿銹跡。經(jīng)停車檢查發(fā)現(xiàn)筒體有兩道橫向裂紋（長(zhǎng)度方向）分別長(zhǎng) 200mm 和 690mm，之間縱向裂紋（隱藏在大齒輪下端面之下）與兩橫向裂紋貫通長(zhǎng) 1600mm，縱向裂紋在法蘭與筒體焊縫的法蘭一側(cè)，之后向筒體方向延伸并向下（690

6、mm）延伸 50mm。如圖 1.1、1.2所示，這是我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)拍到的圖片： 7# 球 磨 機(jī) 筒 體 裂 紋 修 復(fù)1 圖 1.1 橫向裂紋（690mm） 圖 1.2 筒體裂紋分布 我們知道，7#筒體是由 60mm 厚鋼板卷曲焊接而成，兩端焊有厚度 100mm 的法蘭，及兩端的端蓋與圓筒把合后，構(gòu)成圓筒形薄壁空心殼體的磨礦空間，它承受重載交變的動(dòng)載荷，既要承受自身和襯板、鋼球、礦漿等質(zhì)量，更要承受來自小齒輪傳動(dòng)方面的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，故需有足夠的強(qiáng)度和剛度。由于其處于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，且屬于不可換零件，所以我們必須對(duì)筒體裂紋采取焊接修補(bǔ)。為了減少修補(bǔ)時(shí)間，于是我們?cè)谛迯?fù)裂紋前就用鋼球流槽來放完筒體內(nèi)的鋼

7、球，拆除圓筒篩、襯板，為接下的檢修做好充分的準(zhǔn)備。從焊接工藝來看，筒體一般采用雙面焊接雙面成型，筒體端蓋與筒體連接有對(duì)接焊接和搭接焊接兩種方式，由于此處與中空軸連接承受載荷，形成了應(yīng)力峰值，即很大的彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力，筒體發(fā)生斷裂多在此處，必須保證此處很好的焊接質(zhì)量，通常采用單邊“U”型，這樣既能保證焊接質(zhì)量達(dá)到要求，又保證操作簡(jiǎn)單。在安裝時(shí)，考慮筒體及其法蘭在工作中會(huì)受熱膨脹，大齒圈與筒體法蘭存在溫差，所以球磨機(jī)采用端蓋法蘭外徑與大齒圈法蘭直徑之間留有徑向間隙，以允許筒體法蘭膨脹。為了使大齒圈與筒體的中心線嚴(yán)格一致，在安裝時(shí)用加墊的辦法，嚴(yán)格校正大齒圈外圈的偏擺和徑向跳動(dòng)，達(dá)到要求后用螺栓定

8、位，然后將墊拆除，這樣大大增加了齒圈的壽命。由于這次的筒體縱向裂紋靠近法蘭處，所以方案的分歧在于拆與不拆半個(gè)大齒輪。從筒體安裝工藝來看，我們會(huì)想到拆掉大齒輪，可是由于兩半齒輪聯(lián)接的 12 根螺栓沒有備件，同時(shí)定位螺栓是用液氮冷裝的，其它聯(lián)接螺栓是加溫到 270時(shí)熱裝的，很難保護(hù)性拆卸。也就是說即使能拆開，這些螺栓也不能確保達(dá)到使用要求。而且據(jù)中信重工的確認(rèn)，短期內(nèi)不可能取得有關(guān)半齒輪聯(lián)接螺栓的技術(shù)參數(shù)，雖然在技術(shù)角度來考慮，我們國(guó)內(nèi)是有能力制造半齒輪聯(lián)接的高強(qiáng)度螺栓，但由于缺乏相關(guān)圖紙及技術(shù)要求，不能在短期內(nèi)加工出半齒輪聯(lián)接的高強(qiáng)度螺栓，所以工作量相當(dāng)?shù)拇?，工作難度也相當(dāng)?shù)母?，這樣做會(huì)間接地延

9、長(zhǎng)修復(fù)時(shí)間。經(jīng)過進(jìn)一步的論證和分析，我們確認(rèn)筒體材質(zhì)的焊接性能較好，這對(duì)焊接質(zhì)量的提高是有利的。如果在對(duì)縱向裂紋焊接時(shí)，在筒體外面加 8MM 的銅墊模大山廠磨浮工段實(shí)習(xí)論文 周一鳴2板焊接，更有助于改善焊接的質(zhì)量。而且其工作量也相對(duì)減少，大大的縮短檢修時(shí)間，所以采取不拆除大齒輪為方案，這樣做也能間接地為做好后期更換的準(zhǔn)備工作贏得時(shí)間。下面我重點(diǎn)談?wù)劻鸭y的具體修復(fù)過程：首先，采用著色劑探出缺陷位置，確定修復(fù)長(zhǎng)度，并將修補(bǔ)長(zhǎng)度從裂紋的兩端向無裂紋處各延伸 30mm，在修補(bǔ)的焊縫兩端各用空心銅管鉆頭鉆10 的止裂孔，孔的中心位置處于焊道正中。然后清理裂紋周圍 150mm 的所有塵土、油污，油漆，使母

10、材清潔，在氣刨前先在裂紋周圍 100mm 的區(qū)域均勻預(yù)熱 100，從所鉆的止裂孔開始，用氣刨開 V 型坡口，坡口角度為 60左右，坡口間隙23mm、鈍邊 01mm。最后用角向磨光機(jī)將坡口處及其周圍 50mm 磨光，直至金屬光澤。這次的焊接順序我們分打底焊、填充層焊、蓋面焊三種。為防止構(gòu)件變形，先焊接修補(bǔ)橫向裂紋，再修復(fù)縱向（環(huán)向）裂紋。打底焊我們采用的是單面焊雙面成型手法，首先在坡口右端點(diǎn)的一側(cè)引弧，然后開始向左焊接打底焊，焊槍沿坡口的兩側(cè)做小幅度的斜鋸齒橫向擺動(dòng)，并在坡口兩側(cè)稍微停留，使熔孔直徑比間隙大 0.51mm，焊接時(shí)根據(jù)以間隙和熔孔直徑的變化來調(diào)整橫向擺動(dòng)和焊接速度，盡量做到維持熔孔

11、直徑不變，以獲得寬窄和高低均勻的反面焊縫。依靠電弧在坡口兩側(cè)的停留時(shí)間，保證坡口兩側(cè)熔合良好，使打底焊道兩側(cè)與坡口結(jié)合處稍下凹，焊道表面平整，打底焊道不錘擊。嚴(yán)格控制噴嘴的高度，電弧必須在離坡口底部 23mm 處燃燒，保證打底焊不超過 4mm。其焊槍角度及打底焊參數(shù)，如圖 1.3、1.4 所示： 圖 1.3 焊槍角度 圖 1.4 打底焊道 7# 球 磨 機(jī) 筒 體 裂 紋 修 復(fù)3在填充層焊時(shí)，采用多層多道焊，在坡口右端開始焊填充層，焊槍的橫向擺動(dòng)稍大于打底層，注意熔池兩側(cè)熔合情況，盡量使焊道表面平整并稍下凹，為了防止焊接變形，我們保證焊縫厚度不大于 5mm，寬度不大于 8 mm，而且每次都徹

12、底清除焊道硅化物渣殼，用風(fēng)鏟適度錘擊，以減小應(yīng)力。如圖 1.5 所示，這是現(xiàn)場(chǎng)開坡口焊道的焊接模擬次序： 圖 1.5 現(xiàn)場(chǎng)開坡口焊道的焊接模擬次序在蓋面焊時(shí)，在調(diào)試好焊接參數(shù)后，就開始從右端焊接，保持噴嘴高度，為了防止咬邊，焊接熔池邊緣盡量超過坡口邊 0.51mm，保證焊槍橫向擺動(dòng)幅度比填充層稍大、焊接速度均勻，使焊縫均勻。最后在收弧時(shí)我們做到填滿弧坑，收弧短，主要是避免產(chǎn)生弧坑裂紋。以上就是我們的焊接修補(bǔ)的程序，總之從焊接工作開始，我們都連續(xù)焊接，沒有中斷，保持預(yù)熱溫度，焊后焊縫打磨平滑，采取后熱 100，徹底清除焊道硅化物渣殼，用風(fēng)鏟適度錘擊，以減小應(yīng)力。焊接完畢后，為了檢測(cè)焊接質(zhì)量，我們

13、繼續(xù)用著色探傷檢查。筒體裂紋的修復(fù)如果進(jìn)展順利的話，可以說到這里算是結(jié)束了，但往往事與愿違，在筒體裂紋修復(fù)后的第一次開機(jī)，就檢測(cè)出 7#球小齒輪振動(dòng)比較大，齒面溫差達(dá) 10以上，之后多次停機(jī)摸索檢查才找到問題的根源。所以我將之后的工作列為學(xué)習(xí)總結(jié)中，這也是我論文第二部分的重點(diǎn)。大山廠磨浮工段實(shí)習(xí)論文 周一鳴42、學(xué)習(xí)總結(jié)老子曰：“禍兮，福之所倚；福兮，禍之所伏” ，7#球筒體裂紋修復(fù)工作遇到的挫折，是我們大山廠今后處理筒體裂紋的經(jīng)驗(yàn)和依據(jù)，因?yàn)樗粌H僅是球磨機(jī)的一次筒體裂紋修復(fù)，我們還可以廣泛應(yīng)用于其他設(shè)備的類似問題檢修，比如雙驅(qū)半自磨機(jī)、再磨機(jī)筒體裂紋的修復(fù)，還有圓錐破碎機(jī)動(dòng)錐和上架體之間形

14、成的破碎腔裂紋修復(fù)等等，所以對(duì)此次 7#球筒體裂紋修復(fù)工作的總結(jié)學(xué)習(xí)非常重要，這將避免我廠今后面臨這類的檢修少走更多的彎路。首先，在此次筒體裂紋修復(fù)期間，消除焊接應(yīng)力的效果并不理想，也是修復(fù)工作又一次陷入困境的主要原因。殘余焊接應(yīng)力 是指焊件焊后的熱應(yīng)力超過彈性極限 ，以致冷卻后焊件中留有未能消除的應(yīng)力 。焊接過程由于焊接引起焊件不均勻的溫度分布 ，以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因 ，所以伴隨焊接施工必然會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。 需不需要采取消除焊接應(yīng)力措施的因數(shù)有很多，比如設(shè)備的用途、材料、板厚、焊接工藝等，如果是一般的鋼結(jié)構(gòu)，板厚不是很厚，比如碳鋼，小于 3

15、0mm 就沒必要采取措施（最好的方案是整體焊后的熱處理） 。而 7#球筒體是由 60mm 厚鋼板卷曲焊接而成，兩端焊有厚度 100mm 的法蘭，顯然需要熱處理。焊接件焊后消除焊接應(yīng)力的方法有很多，除了整體高溫回火，還有局部高溫回火（對(duì)焊件焊接應(yīng)力大的部分局部加熱，然后緩慢冷卻，消除一部分焊接應(yīng)力） 、低溫處理消除焊接應(yīng)力（在焊件上進(jìn)行不均勻加熱，造成適當(dāng)?shù)臏囟炔?，使焊縫區(qū)產(chǎn)生拉力變形，從而消除一部分焊接應(yīng)力） 、錘擊等方法消除焊接應(yīng)力?？上г谖覀兦蚰S房的現(xiàn)場(chǎng)，并沒有條件消除焊接應(yīng)力。而且在裂紋修復(fù)結(jié)束后，我們以為焊接變形不會(huì)那么大，只顧用探傷技術(shù)檢查焊接質(zhì)量，并沒有重點(diǎn)檢測(cè)焊后的法蘭處裂縫由

16、于焊件不均勻，加上熱脹冷縮的原因，致使大齒輪處的法蘭產(chǎn)生很大的變形，這也是導(dǎo)致在接下的試機(jī)小齒輪振動(dòng)過大，齒輪嚙合處的進(jìn)、出部分溫差達(dá) 10以上的原因，直到被迫停機(jī)，經(jīng)過打表發(fā)現(xiàn)端面數(shù)據(jù)確實(shí)偏差很大，這才根據(jù)打表的數(shù)據(jù)在出料端的法蘭處加墊片，調(diào)整大齒輪，使球磨機(jī)正常運(yùn)行。其次，在這次裂紋修復(fù)期間，大山廠首次引進(jìn)了探傷技術(shù)。探傷能夠快速、7# 球 磨 機(jī) 筒 體 裂 紋 修 復(fù)5便捷、無損傷地探測(cè)加工件內(nèi)部有無缺陷（裂紋、砂眼、氣孔、白點(diǎn)、夾雜等） ，焊縫是否合格，查找有無暗傷，準(zhǔn)確的定位、評(píng)估和診斷。它既可以用于實(shí)驗(yàn)室，也可以用于工程現(xiàn)場(chǎng)。由于筒體裂紋不容易被發(fā)現(xiàn)，針對(duì)這種情況，大山廠在修復(fù)

17、7#球筒體裂紋期間，針對(duì)性的對(duì)其他大球的筒體、筒體法蘭的焊接部位，以及筒體法蘭的聯(lián)接螺栓等部位的檢查。對(duì)磨機(jī)的相應(yīng)維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程進(jìn)行修改，把這些部位的檢查列入日常點(diǎn)檢及定期檢查的范圍。在球磨機(jī)進(jìn)行其他計(jì)劃?rùn)z修時(shí)，在條件允許的前提下，進(jìn)行必要的探傷檢查，進(jìn)一步的提高了設(shè)備的可能性，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。盡管現(xiàn)代設(shè)備診斷技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展迅速，但是在實(shí)際設(shè)備維修中，利用人的感官進(jìn)行設(shè)備維修診斷仍將發(fā)揮重要作用。在實(shí)習(xí)期間，利用自身的感官來判斷設(shè)備異常是我最大的收獲。以感官判斷設(shè)備的異常情況、異常部位、異常原因仍是我們作為設(shè)備技術(shù)人員應(yīng)熟練掌握的基本技能之一。比如用眼去查看設(shè)備有無油、氣、水的跑、冒、漏現(xiàn)

18、象；設(shè)備零部件的磨損程度，橡膠件的壞損及老化情況；聯(lián)接件、機(jī)座有無移位等。這些單憑設(shè)備診斷儀器是不夠的，關(guān)鍵在于熟悉觀察點(diǎn)，區(qū)別正常與異常的區(qū)別。還有利用耳聽去診斷設(shè)備的振動(dòng)聲，在大球點(diǎn)檢時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)噪音比較大，一般都會(huì)借助螺絲刀等作為中介聽診器。在聽診時(shí)要注意聲響的部位、大小、間隔周期，比如利用耳聽對(duì)大球的小齒輪振動(dòng)情況進(jìn)行判斷。還有利用手摸都可以判斷出設(shè)備的振動(dòng)、松動(dòng)、發(fā)熱等情況，比如將手指頭貼在小齒輪機(jī)座與基礎(chǔ)的接縫處，通過所感覺的振動(dòng)情況可以診斷地腳螺栓的松動(dòng)現(xiàn)象。7#球裂紋的發(fā)現(xiàn)正是設(shè)備點(diǎn)檢員利用自身的感官和經(jīng)驗(yàn)把觀察的各種信息進(jìn)行綜合分析，判斷出裂紋的存在?？傊萌梭w感官檢測(cè)設(shè)備

19、故障的手段很多，我們應(yīng)充分利用眼、手、鼻、耳等人體感官去觀察設(shè)備、去發(fā)現(xiàn)問題。當(dāng)然，不是說知道這些方法就能發(fā)現(xiàn)問題，關(guān)鍵取決于個(gè)人的熟練程度及經(jīng)驗(yàn)，所以作為實(shí)習(xí)的我們，平時(shí)要多觀察、善于觀察，注重經(jīng)驗(yàn)的積累，同時(shí)出現(xiàn)異常現(xiàn)象時(shí)要會(huì)選擇合適的方法，在不能準(zhǔn)確判斷的情況下，再借助相應(yīng)的儀表測(cè)出數(shù)據(jù)，更能有力的判斷出設(shè)備維修方向。在實(shí)習(xí)的前期，我分在磨浮工段的鉗工一班，我認(rèn)識(shí)到作為一名技術(shù)人員，學(xué)習(xí)的不僅僅是設(shè)備檢修技術(shù)，更多的是要懂得如何在每一次檢修項(xiàng)目前做好大山廠磨浮工段實(shí)習(xí)論文 周一鳴6充分的準(zhǔn)備工作（比如項(xiàng)目檢修方案的制定，備品備件，檢修工具的制備等） ，還要懂得如何去合理安排檢修人員及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度，具體是根據(jù)班組每個(gè)員工在設(shè)備檢修實(shí)踐中的特長(zhǎng)，對(duì)參加檢修的人員進(jìn)行了合理性的安排，并將職能人員劃分到各組參與檢修并負(fù)責(zé)安全監(jiān)督，從而保證檢修工作的安全和高效，準(zhǔn)備工作的充分以及檢修方案的合理，能直接為生產(chǎn)贏得更多的時(shí)間。在安全工作上，更重要的是要在檢修現(xiàn)場(chǎng)善于思考和發(fā)現(xiàn)問題，比如在 2011 年的 5 月 4 號(hào)，大山廠 10.37x5.19M 雙驅(qū)半自磨機(jī)第一次更換整套筒體襯板，在檢修期間就發(fā)現(xiàn)一系列的安全隱患和不規(guī)范檢修：在拆卸襯板打螺桿的期間，筒體內(nèi)有工作人員在參觀和學(xué)習(xí)；以及行車多人指揮，導(dǎo)致行車操作人員無法判斷。這些細(xì)節(jié)類的問題往往就是發(fā)生事故的直接因素，這也是檢修計(jì)