钢球磨煤机大罐裂纹补焊及焊后裂纹的避免.doc

提高钢球磨大罐裂纹补焊质量缩短补焊工期北方联合电力海勃湾发电厂检修部锅炉检修专业焊工班QC小组二五年十二月一、小组概况锅炉检修专业焊工班承担我厂装机126MW（2100MW、2200MW、2330MW）容量的焊接任务。除了完成常规的检修焊接任务外，我QC小组在作业的过程中应用先进的管理工具，针对一些影响设备安全稳定生产的问题，积极开展全面质量管理活动。1、小组简介小组名称焊工班QC小组小组类型现场型成立时间1998年元月小组人数8课题注册时间2005年元月活动次数11次/年受教育情况72h/年注册编号炉检LG-2005-05课题名称提高钢球磨大罐裂纹补焊质量缩短补焊工期2、小组成员姓名性别年龄职务、职称文化程度组内职务高 华男35班 长，技师中专组 长潘有为男43副班长，技师中专副组长李其月男36技术员，技师中专核算员张玉祥男34高压焊工大专宣传员陈 靖男34高压焊工本科技术员郭胜利男34高压焊工中专工艺员郑长川男34高压焊工大专统计员张 莉女38库工中专材料员制表：张莉二、选题理由我厂锅炉是燃煤炉，其中2100MW机组锅炉为中储式制粉系统，每台炉配备2台沈阳电力机械总厂生产的DTM320/570型低速钢球磨煤机。制粉系统是保证锅炉“口粮”的一套系统，而磨煤机就是该系统的“牙齿”，众所周知，如果牙齿出现了问题，锅炉是不能“吃饱饭”的。裂纹是造成设备损坏的严重缺陷，尤其在设备运行过程中往往导致设备停运。通过我们调查，我厂2100MW机组1、2炉的两台磨煤机先后出现过大罐罐体裂纹的缺陷。产生裂纹的部位常发生在距离大齿轮附近，裂纹的方向大体上为周向裂纹。一旦罐体产生裂纹，磨煤机将被迫停用检修，机组便限负荷。过去罐体裂纹后，我厂外委科研单位进行补焊。并且不论是外委还是我厂自行补焊重复裂纹时有发生。为了准确把握磨煤机大罐裂纹及重复裂纹对锅炉出力的影响收集了20032004年钢球磨煤机大罐发生裂纹的相关依据，见下表：时间设备编号设备缺陷处理方法工期造价2003年8月20日12磨大罐在大齿轮附近周向裂纹长3.5m外委补焊168h10万元2004年10月16日21磨大罐在大齿轮附近周向裂纹长1.8m本厂焊工班自行补焊120h1.2万元2003年10月3日12磨焊道边缘有重复裂纹0.36m本厂焊工班自行补焊56h0.26万元2004年12月23日21磨焊道两端有重复裂纹0.55m本厂焊工班自行补焊80h0.52万元鉴于我厂钢球磨煤机大罐裂纹发生的重复性及工期长等问题我小组针对这一问题开展一次有针对性的全面质量活动。四、现状调查我们收集了2200MW机组锅炉自投产以来发生的磨煤机缺陷，并且统计了在处理缺陷的过程中导致机组限负荷的时间。各种情况的数据如下：序号因 素时间（h）累 计时间（h）累计百分比（%）1罐体裂纹14414469.5%2重复裂纹3618087.00%3人孔门裂纹1619694.70%4大罐螺丝掉620297.60%5机壳漏粉严重420699.50%6其他1207100统计、制表：郑长川根据以上统计表绘制排列图：制图：高华从排列图可以看出由于磨煤机缺陷影响锅炉出力限负荷的主要问题是： 罐体裂纹，工期比较长 罐体补焊后重复发生裂纹五、目标确定实现磨煤机罐体裂纹焊接，制定出切实可行的焊接工艺，并达到补焊后一年内不发生重复裂纹，并尽可能缩短工期为原来的60左右。六、要因分析针对罐体裂纹补焊修复时间长、修复后重复裂纹的问题，从人机料法环五个方面进行分析：l 因果分析图：人 机罐体裂纹、重复裂纹技术力量薄弱 设备老化思想不够重视 超负荷运行 铸造缺陷 应力集中无法消除 环境温度高 焊接工艺差 料 法 环调查：潘有为、李其月 制图：陈靖七、要因确认序号因素分析、确认结论1技术力量薄弱思想不够重视由于全厂焊接检修任务重，焊工得不到及时的培训是次因2设备老化超负荷运行磨煤机长期超负荷运行，检修维护时间不足是次因3铸造缺陷罐体在生产过程中存在局部铸造缺陷是正常的是次因4应力集中无法消除焊接实施的过程中，焊接未采取有效的消除应力的措施是要因5焊接工艺差针对母材选取的焊条、焊接参数不符合磨煤机的工作工况，焊后产生缺陷，重复裂纹是要因6环境温度高热风、冲击热导致环境温度高是次因制表：张玉祥八、制定对策针对分析出的主要原因，制定如下对策：序号要因对策目标措施负责人完成时间1应力集中无法消除分析应力的来源将产生的应力消除在焊接过程中消除焊接热应力A、预热B、钻止裂孔C、合理安排焊接顺序D、锤击消除应力E、焊后热处理李其月高 华2005年3月2焊接工艺差采用新焊接工艺A、焊后不裂纹B、缩短焊接时间A、选择合适焊条B、调整焊接规范、参数李其月潘有为陈 靖2005年3月制表：张玉祥l 对策可行性分析：费用：厂部支持，从技改费用出技术可行：用适合的焊接材料与 配套的焊接工艺保证方案可行焊工：具备类焊接资质九、对策实施2005年4月21日，我厂11磨煤大罐原焊缝发生同类裂纹，裂纹长度为3.0m。在这次补焊的过程中，我们执行既定的对策：l 磨煤机罐体裂纹位置、形状示意图：罐体 裂纹 大齿轮制图：张莉我们QC小组制定的焊接工艺：1、裂纹处坡口制作机械开坡口，坡口角度60，钝边3mm，坡口两侧20mm范围内打磨出金属光泽，去掉油污、铁锈。l 坡口制作示意图：120 3 20 4制图：潘有为2、防止应力集中措施l 钻止裂孔将裂纹两端打磨成圆弧形，并在圆弧周围钻4无序孔若干。再在裂纹两侧钻4孔若干。通过止裂孔消除焊接过程种应力集中。示意图如下： 罐体 裂纹 大齿轮 制图：张莉l 焊前预热在焊接区域火焰加热至150恒温。l 选择合理的焊接顺序并锤击消除应力焊接的顺序采取分段退焊的方法，每焊接一段的一层后，立即进行人工锤击，清除焊渣后继续堆焊，继续锤击、堆焊，直到焊接完成。分段退焊示意图：将欲焊接的裂纹按照从右向左（或从左向右）分成若干段（图中为4段）。然后按照图示中的顺序完成每一段的焊接，焊接方向为从左向右。每段的起弧点为左侧。 4 3 2 1起弧点4 起弧点3 起弧点2 起弧点1制图：张莉l 焊后处理焊接完成后，在焊接区域内用保温材料包好，缓慢冷却。3、采用新焊接工艺l 选择合适焊条考虑到磨煤机大罐母材为：16Mn 卷制，厚度20mm ，选用韧性、抗裂性能、强度较好的J507碱性焊条施焊。焊条规格选取4mm。l 焊条烘干在焊条烘干箱中350恒温1h，焊接过程中用保温筒携带至焊接现场施焊。l 调整焊接规范、参数遵循采用小规范多层多道焊接的原则，焊接电流控制在130150A范围内，施焊的同时进行人工锤击以消除焊接产生的应力。十、效果检验1、裂纹补焊成功以后，磨煤机投入运行至2005年底未发生裂纹重复开裂的现象。寿命大大超过过去频繁重复裂纹的周期（2个月）。2、过去补焊需要的最长工期为168h，现需要96小时。l 效果对比图：制图：张莉十一、经济效益原外委补焊总承包价格为10万元。现需要焊接材料成本价为10kG120元1200元。投入人工为3人100元/天4天1200元。提前3天完工多发电的利润：3240.10元10,000040（按降4