在用造紙鑄鐵烘缸定期檢驗(yàn)方案范文

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《江蘇造紙》2017年第3期

摘要：造紙鑄鐵烘缸作為一種壓力容器，在使用過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行定期檢驗(yàn)。分析造紙鑄鐵烘缸的材料特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)形狀、應(yīng)力分布和使用工況，選取有效的無(wú)損檢測(cè)方法和檢測(cè)部位。利用凸緣部位進(jìn)行鑄鐵超聲波聲速的校準(zhǔn)，準(zhǔn)確檢測(cè)鑄鐵有效厚度；結(jié)合材料強(qiáng)度和硬度的關(guān)系，通過(guò)硬度檢測(cè)判斷鑄鐵力學(xué)性能的變化；分析由于冷凝水的存在，得出檢查虹吸管的必要性；分析烘缸本體和螺栓的受力情況，得出易產(chǎn)生的缺陷部位和磁粉檢測(cè)的必要性。

0前言

烘缸屬于回轉(zhuǎn)式的壓力容器,是造紙行業(yè)最主要的設(shè)備之一，作用是烘干濕紙漿，由于內(nèi)部存在高溫高壓蒸汽，一旦發(fā)生事故，將對(duì)生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大危害。根據(jù)《特種設(shè)備安全法》TSG21—2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，壓力容器應(yīng)進(jìn)行定期檢驗(yàn)。由于灰鑄鐵熱容大、保溫性能好、耐磨性好，因此造紙烘缸普遍采用灰鑄鐵材料。灰鑄鐵在鑄造過(guò)程中易產(chǎn)生鑄造缺陷，內(nèi)部鑄造組織疏松，晶粒較粗，又有大量的片狀石墨，屬于脆性材料，給檢驗(yàn)工作帶來(lái)很多困難。目前鑄鐵烘缸的檢測(cè)主要以宏觀檢測(cè)為主，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，開始逐漸結(jié)合超聲波測(cè)厚、磁粉檢測(cè)、硬度檢測(cè)等手段，分析選取鑄鐵烘缸薄弱位置進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果判定其安全性能。

1烘缸基本工況與應(yīng)力分析

烘缸工作時(shí)內(nèi)部通入水蒸汽進(jìn)行加熱，工作溫度165℃左右，工作壓力0.3～0.6MPa，由于缸壁較厚，烘缸的自重較大。烘缸工作時(shí)高速旋轉(zhuǎn)，從缸體的受載分析可知，缸壁應(yīng)力主要由4部分組成：①內(nèi)壓產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力；②缸體轉(zhuǎn)動(dòng)缸壁離心力引起的薄膜應(yīng)力；③缸體轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩引起的應(yīng)力；④自重的扭矩應(yīng)力。

2鑄鐵烘缸檢測(cè)方法

2.1壁厚測(cè)量

由于缸體主要承受內(nèi)部蒸汽壓力，所以厚度的測(cè)量尤為重要。常用的壁厚測(cè)定方法為超聲波測(cè)厚，但由于鑄鐵材料的特殊性，不同鑄鐵的聲速變化較大，為更準(zhǔn)確地輸入超聲在鑄鐵中的傳播聲速，利用缸體與缸蓋結(jié)合部位的凸緣進(jìn)行聲速的校準(zhǔn)，用游標(biāo)卡尺測(cè)量凸緣的實(shí)際厚度后，輸入超聲波聲速進(jìn)行校準(zhǔn)。需要注意的是，由于缸體凸緣的圓滑過(guò)渡部位厚度變化較大（圖1），此處并不是缸體有效厚度，故實(shí)際檢測(cè)中應(yīng)避開凸緣變化部位。測(cè)量后得到厚度，可以根據(jù)QBT2556《造紙機(jī)械用鑄鐵烘缸設(shè)計(jì)規(guī)定》缸體的最小壁厚公式，計(jì)算得出測(cè)得的壁厚是否滿足最小許用壁厚的要求。

2.2缸體扭矩分析與磁粉檢測(cè)位置的選取

烘缸不不僅承受內(nèi)部壓力，而且由于缸壁較厚，重量較大，缸體自重產(chǎn)生的力矩不可忽視，且該力矩在各個(gè)截面的大小不同。（1）作用在烘缸中心O-O截面（圖2）對(duì)缸面A中或B中的扭矩M合=M左+M右=0。（2）作用在缸蓋附近M-M截面（圖3）對(duì)缸面的扭矩M≈G×L×2-1。式中，G為烘缸重量，L為烘缸長(zhǎng)度。計(jì)算結(jié)果表明，自重產(chǎn)生的扭矩及剪切力在缸蓋附近最大。

2.3缸體內(nèi)部虹吸管檢查

缸體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，缸壁離心力引起的薄膜應(yīng)力σ=pv2×10-6，式中σ是缸壁離心力引起的薄膜應(yīng)力，p是計(jì)算壓力，v是缸體轉(zhuǎn)動(dòng)線速度。由于缸底積聚大量的冷凝水，若不能連續(xù)有效地排出，將影響烘缸的安全使用。

2.4硬度測(cè)定

鑄鐵材料的塑性和韌性較低，硬度是重要指標(biāo)，硬度表征材料抗塑性變形的能力，硬度越高，強(qiáng)度越強(qiáng)。測(cè)定硬度可以反應(yīng)出鑄鐵在使用過(guò)程中是否存在老化現(xiàn)象，QB2551—2008《造紙機(jī)械用鑄鐵烘缸技術(shù)條件》中規(guī)定要求缸體表面硬度≥170HB。

2.5螺釘檢測(cè)

烘缸工作時(shí)，螺釘不僅需要提供缸體內(nèi)部蒸汽壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力，同時(shí)烘缸操作側(cè)傳動(dòng)的力矩需要缸蓋與缸體連接面的摩擦力傳遞，該摩擦力必須有足夠的螺釘壓緊力產(chǎn)生，所以螺釘外表面磁粉檢測(cè)非常有必要，考慮到螺紋上的缺陷一般是與螺釘軸線垂直的橫向裂紋，所以可以利用通電線圈產(chǎn)生的縱向磁場(chǎng)來(lái)對(duì)其磁化。磁粉檢測(cè)對(duì)螺釘外表面清潔度要求較高，在完全清洗螺釘外表面污漬后，一般可以采用剩磁法或連續(xù)法進(jìn)行磁粉探傷，但連續(xù)法使得假磁痕較多地堆積在凹槽和螺紋處，容易掩蓋真正細(xì)小裂紋的顯示，而采用剩磁法非相關(guān)顯示較少、裂紋顯示較為明顯，將磁痕擦掉后再澆筑熒光磁懸液，磁痕再次顯示即可判定為缺陷顯示。

3結(jié)論

通過(guò)分析造紙鑄鐵烘缸的材料特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)形狀、應(yīng)力分布和使用工況，明確薄弱部位，結(jié)合缺陷特點(diǎn)，采用針對(duì)性較強(qiáng)的檢測(cè)手段?？梢岳猛咕壊课贿M(jìn)行鑄鐵超聲波聲速的校準(zhǔn)，應(yīng)避免凸緣的厚度假象，準(zhǔn)確檢測(cè)鑄鐵有效厚度；結(jié)合材料強(qiáng)度和硬度的關(guān)系，通過(guò)硬度檢測(cè)判斷鑄鐵力學(xué)性能的變化；分析由于冷凝水的存在，檢查虹吸管的必要性；分析烘缸本體和螺栓的受力情況，得出磁粉檢測(cè)的薄弱部位。通過(guò)定期檢驗(yàn)，可以在不損傷鑄鐵烘缸的前提下進(jìn)行安全性能評(píng)定。

參考文獻(xiàn)

［1］TSG21—2016.固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程［S］.

［2］QBT2556—2008.造紙機(jī)械用鑄鐵烘缸設(shè)計(jì)規(guī)定［S］.

［3］胡建飛.在用造紙烘缸檢驗(yàn)中的問題探討［J］.特種設(shè)備技術(shù)與管理，2011，10（2）：16-18.

［4］羅佩.造紙機(jī)烘缸的強(qiáng)度計(jì)算［J］.壓力容器，2000，17（1）：51-53.

［5］QB2551—2008.造紙機(jī)械用鑄鐵烘缸技術(shù)條件［S］.［6］GB/T9439—2010.灰鑄鐵件［S］.

［7］韓樹新.在用鑄鐵烘缸的檢測(cè)及評(píng)定［J］.壓力容器，2008，25（9）：38-43.

作者：夏尚1;付彬1;富春龍2 單位：1.衢州市特種設(shè)備檢驗(yàn)中心壓力容器檢驗(yàn)室，；2.浙江志高機(jī)械股份有限公司