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不銹鋼帶鋼光亮退火馬弗爐缺陷分析及修復(fù)

日期：2025-04-26 07:20

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摘要： 不銹鋼帶鋼光亮退火馬弗爐缺陷分析及修復(fù) 爐中馬弗管尺寸大(<1820mm×28500mm)、質(zhì)量大(20000kg)，馬弗管正常使用溫度為1000℃以上，*高工作溫度可以達到1200℃。由于馬弗管用材料為高溫鎳基耐熱合金，該材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能，尤其是優(yōu)良的高溫持久強度及抗氧化性，國內(nèi)無法生產(chǎn)，還完全依賴進口。高溫自重條件的長時間作用使得不銹鋼光亮退火生產(chǎn)線運行過程中產(chǎn)生多種缺陷而影響生產(chǎn)。實際生產(chǎn)中，為確保BAL可靠運行，縮短更換馬弗的時間，準(zhǔn)備了兩支馬弗(分別表示為A1和A2)，兩支馬弗(一用一備)在實際運行過程中相繼出現(xiàn)缺陷而無法正常使用，新制造一支馬弗需要大約1年的時間且價值昂貴。因而分析各種缺陷的原因并對馬弗進行修復(fù)將有助于確保正常生產(chǎn)，具有重要的工程應(yīng)用價值。 馬弗管在長時間高溫、自重(20000kg)及燒嘴燃燒不均導(dǎo)致的溫度不均勻等因素作用下，會在使用過程中出現(xiàn)縮頸、壁厚減薄、焊縫開裂、截面變形、香蕉狀彎曲、鼓包等缺陷。 對于由于高溫蠕變引起的伸長、縮頸、厚度減薄、截面變形、彎曲、鼓包等缺陷，可以通過切除失效部位的措施進行修復(fù)。為此，在修復(fù)前首先對馬弗管進行**測量以確定修復(fù)工藝和修復(fù)后的驗收標(biāo)準(zhǔn)。其次，對缺陷部位切除后進行焊接。 A1管缺陷主要表現(xiàn)為：道環(huán)形焊縫開裂，二次吊裝法蘭設(shè)計缺陷及產(chǎn)生處局部鼓包，香蕉狀彎曲，A段的嚴(yán)重縮頸、壁厚減薄、大面積龜裂和截面變形。因而充分考慮上述缺陷特點，采用的修復(fù)方案為:①首先用手工切割機截去道焊縫兩側(cè)各100mm左右的筒體，重新焊接(具體切除長度應(yīng)按著色檢查裂紋情況后再定);②用手工切割機切二次吊裝法蘭，并截去鼓包段約400mm，人工校正筒體端面平整度，然后雙面倒角后對接;③采用厚度15mm的替代材料制成筒體焊接在馬弗管尾部至馬弗管總長度達28522mm;④二次吊裝法蘭結(jié)構(gòu)及安裝部位進行了重新設(shè)計，將整段法蘭焊接結(jié)構(gòu)改為分段法蘭焊接結(jié)構(gòu)方式。 A2管缺陷主要表現(xiàn)為：二次吊裝法蘭處燒穿，多處鼓包缺陷，香蕉狀彎曲，A段的嚴(yán)重縮頸、壁厚減薄、大面積龜裂和截面變形。因而充分考慮上述缺陷特點，采用的修復(fù)方案具體如下：①從二次吊裝法蘭處用等離子切割機切割開馬弗管;②采用著色滲透檢查方法檢查馬弗管穿孔處裂紋確定切割的尺寸，采用手動砂輪片切割機對馬弗管進行切割;③對表面切口按照焊接坡口要求打磨，由于馬弗管切口斷面已成橢圓形(長軸約1900mm，短軸約1700mm)，對接時必須按橢圓形還原對接，然后進行手工焊接;④采用著色滲透檢查方法檢查焊縫質(zhì)量;⑤在馬弗管底部焊接一定長度的替代鋼板(<1820mm×900mm，厚度15mm)使馬弗爐總長度達到設(shè)計要求(約28500mm);⑥二次吊裝法蘭處理與A1馬弗管相同;⑦A2馬弗爐已出現(xiàn)7處鼓包，由于沒有合適的材料，因而只對*為嚴(yán)重的鼓包采用與燒穿相同的方法進行了整段切除、對焊，其余部位的鼓包只能進行定期跟蹤滲透探傷檢查。 對于A1馬弗管已使用3年，根據(jù)相應(yīng)的缺陷形式，通過對其材質(zhì)強度、焊接的評定，根據(jù)制定的修復(fù)方案進行了馬弗管的修復(fù)，使其達到使用的標(biāo)準(zhǔn)。 對于A2馬弗管使用了近2年，根據(jù)材質(zhì)強度評定和制定的修復(fù)方案，完成了馬弗管的修復(fù)。該修復(fù)的馬弗管連續(xù)運行了17個月，使用狀態(tài)一直良好。下機后對所有焊縫進行X光探傷，未發(fā)現(xiàn)有新的裂紋出現(xiàn)，還可以繼續(xù)使用?，F(xiàn)場應(yīng)用情況表明按照上述修復(fù)工藝方案進行修復(fù)取得了成功，同時也驗證了所選鎳基高溫合金與替代材料焊接的焊接性能在高溫作用下完全可滿足使用。

爐中馬弗管尺寸大(<1820mm×28500mm)、質(zhì)量大(20000kg)，馬弗管正常使用溫度為1000℃以上，*高工作溫度可以達到1200℃。由于馬弗管用材料為高溫鎳基耐熱合金，該材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能，尤其是優(yōu)良的高溫持久強度及抗氧化性，國內(nèi)無法生產(chǎn)，還完全依賴進口。高溫自重條件的長時間作用使得不銹鋼光亮退火生產(chǎn)線運行過程中產(chǎn)生多種缺陷而影響生產(chǎn)。實際生產(chǎn)中，為確保BAL可靠運行，縮短更換馬弗的時間，準(zhǔn)備了兩支馬弗(分別表示為A1和A2)，兩支馬弗(一用一備)在實際運行過程中相繼出現(xiàn)缺陷而無法正常使用，新制造一支馬弗需要大約1年的時間且價值昂貴。因而分析各種缺陷的原因并對馬弗進行修復(fù)將有助于確保正常生產(chǎn)，具有重要的工程應(yīng)用價值。

馬弗管在長時間高溫、自重(20000kg)及燒嘴燃燒不均導(dǎo)致的溫度不均勻等因素作用下，會在使用過程中出現(xiàn)縮頸、壁厚減薄、焊縫開裂、截面變形、香蕉狀彎曲、鼓包等缺陷。

對于由于高溫蠕變引起的伸長、縮頸、厚度減薄、截面變形、彎曲、鼓包等缺陷，可以通過切除失效部位的措施進行修復(fù)。為此，在修復(fù)前首先對馬弗管進行**測量以確定修復(fù)工藝和修復(fù)后的驗收標(biāo)準(zhǔn)。其次，對缺陷部位切除后進行焊接。

A1管缺陷主要表現(xiàn)為：道環(huán)形焊縫開裂，二次吊裝法蘭設(shè)計缺陷及產(chǎn)生處局部鼓包，香蕉狀彎曲，A段的嚴(yán)重縮頸、壁厚減薄、大面積龜裂和截面變形。因而充分考慮上述缺陷特點，采用的修復(fù)方案為:①首先用手工切割機截去道焊縫兩側(cè)各100mm左右的筒體，重新焊接(具體切除長度應(yīng)按著色檢查裂紋情況后再定);②用手工切割機切二次吊裝法蘭，并截去鼓包段約400mm，人工校正筒體端面平整度，然后雙面倒角后對接;③采用厚度15mm的替代材料制成筒體焊接在馬弗管尾部至馬弗管總長度達28522mm;④二次吊裝法蘭結(jié)構(gòu)及安裝部位進行了重新設(shè)計，將整段法蘭焊接結(jié)構(gòu)改為分段法蘭焊接結(jié)構(gòu)方式。

A2管缺陷主要表現(xiàn)為：二次吊裝法蘭處燒穿，多處鼓包缺陷，香蕉狀彎曲，A段的嚴(yán)重縮頸、壁厚減薄、大面積龜裂和截面變形。因而充分考慮上述缺陷特點，采用的修復(fù)方案具體如下：①從二次吊裝法蘭處用等離子切割機切割開馬弗管;②采用著色滲透檢查方法檢查馬弗管穿孔處裂紋確定切割的尺寸，采用手動砂輪片切割機對馬弗管進行切割;③對表面切口按照焊接坡口要求打磨，由于馬弗管切口斷面已成橢圓形(長軸約1900mm，短軸約1700mm)，對接時必須按橢圓形還原對接，然后進行手工焊接;④采用著色滲透檢查方法檢查焊縫質(zhì)量;⑤在馬弗管底部焊接一定長度的替代鋼板(<1820mm×900mm，厚度15mm)使馬弗爐總長度達到設(shè)計要求(約28500mm);⑥二次吊裝法蘭處理與A1馬弗管相同;⑦A2馬弗爐已出現(xiàn)7處鼓包，由于沒有合適的材料，因而只對*為嚴(yán)重的鼓包采用與燒穿相同的方法進行了整段切除、對焊，其余部位的鼓包只能進行定期跟蹤滲透探傷檢查。

對于A1馬弗管已使用3年，根據(jù)相應(yīng)的缺陷形式，通過對其材質(zhì)強度、焊接的評定，根據(jù)制定的修復(fù)方案進行了馬弗管的修復(fù)，使其達到使用的標(biāo)準(zhǔn)。

對于A2馬弗管使用了近2年，根據(jù)材質(zhì)強度評定和制定的修復(fù)方案，完成了馬弗管的修復(fù)。該修復(fù)的馬弗管連續(xù)運行了17個月，使用狀態(tài)一直良好。下機后對所有焊縫進行X光探傷，未發(fā)現(xiàn)有新的裂紋出現(xiàn)，還可以繼續(xù)使用。現(xiàn)場應(yīng)用情況表明按照上述修復(fù)工藝方案進行修復(fù)取得了成功，同時也驗證了所選鎳基高溫合金與替代材料焊接的焊接性能在高溫作用下完全可滿足使用。

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