РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ СВАРКОЙ

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЦИЛИНДРОВ С ЛИТЕЙНЫМИ ДЕФЕКТАМИ

Цилиндры горизонтального пресса усилием 12 000 т. В этом прессе усилие создается главным цилиндром диаметром 2250 мм и двумя боковыми диаметром по 1560 мм каждый. Рабочее дав­ление 300 кГ/см2. Пресс был изготовлен в годы войны, и произ­вести гидравлическое испытание цилиндров на заводе-изготевн- теле тогда не представлялось возможным. После сборки прес­са и гидравлической опрессовки выявилось, что верхний и ниж­ний цилиндры имеют литейные дефекты, расположенные около питательных отверстий в месте перехода купольной части к ци­линдру. При гидравлической опрессовке был обнаружен выход жидкости в виде отдельных капель на значительной части по­верхности цилиндра, свищей и даже нескольких струй диамет­ром 2—4 мм.

Просвечиванием у-лучами установлено, что в первом цилинд­ре дефекты занимают площадь 520X320 мм. Во втором цилинд­ре обнаружены два дефектных участка размерами 450X220 и 680X280 мм. Цилиндры изготовлены из литой стали, содержа­щей 0,33—0,35% С, 0,75—0,76% Мп, 0,45—0,47% Si, 0,035% S,

0. 028—0,032% Р - Структура металла характерна для стального литья, термически не обработанного. Площадь дефектных участ­ков была большая. Много дефектов в виде крупных раковин бы­ло расположено ближе к внутренней поверхности. Единствен­ным способом исправления являлось полное удаление этих участков и вварка на их место новых стальных вставок. Были
заготовлены поковки из стали с пределом прочности 45 кГ/мм2, имеющей следующий химический состав (в %): 0,37 С; 0,66 Мп; 0,25 Si; 0,029 S; 0,42 Ni; 0,87 Сг. Дефектные участки удалялись газовым резаком. Резка производилась после общего подогрева цилиндра до 300° С. Цилиндр с удаленным дефект­ным участком показан на рис. 15.

Рис. 15. Боковой цилиндр пресса уси­лием 12 000 г с удаленным дефектным участком (после газовой резки)

Для сварки была изготовлена специальная электрическая печь со спиралями сопротивления мощностью 300 ква. Макси­мальная температура нагре­ва 900 °С, скорость нагрева 10—20 град/ч, напряжение 380 в. Вес свариваемых де­талей до 50 т. Конструкция печи —■ секционная разбор­ная, состоящая из пода (днища), двух боковых сте­нок, двух торцовых стенок и двух секций крышки. Это позволило установить ци­линдр на под печи в нуж­ном положении, удобном для сварки. Краном были установлены вертикальные стенки печи, затем их соеди­нили болтовыми стяжками и изолировали стыки меж­ду секциями. Печь была накрыта крышками, одна из которых — постоянная на все время работ, а вторая, расположенная над

местом сварки, — съемная (рис. 16).

После нагрева цилиндра до заданной температуры съемная крышка удалялась краном и на ее место устанавливался щит, изготовленный так, чтобы он полностью перекрывал верхнее отверстие печи и изолировал цилиндр от наружной атмосферы. В щите было сделано отверстие, расположенное над местом свар­ки и позволявшее сварщикам производить работу на нагретом цилиндре, не извлекая его из печи.

Восстановление двух цилиндров было произведено путем удаления дефектных участков металла и вварки новых кованых вставок. Вставки устанавливались на подкладных планках, за­ранее прихваченных к нижней полости цилиндра. Сварка вы­полнялась одновременно двумя сварщиками. Поскольку дефект­ный участок выходил на питательное отверстие, направление сварки выбиралось таким, чтобы сварка заканчивалась на кра­ях отверстия. Сварка выполнялась электродами УОНИ-13/55 способом «горкой», с послойной проковкой шва. В процессе сварки были проведены два промежуточных высокотемператур­ных отпуска с нагревом до 650—670° С. Все сварочные работы

выполнялись за один тепловой цикл. После заварки первого цилиндра печь разбирали и цилиндр после охлаждения подвер­гали механической обработке. В печь устанавливали следую­щий цилиндр и заваривали его по технологии, описанной выше После одного года эксплуатации пресса с двумя заваренны­ми боковыми цилиндрами в главном цилиндре на его купольной части стали появляться капельки рабочей жидкости, просачива­ющиеся через стенку толщиной 400 мм. С течением времени

SHAPE * MERGEFORMAT

Рис. 16 Общий вид установки цилиндра в печи перед сваркой:

/ — разборная печь, 2 — клеммная доска вклю­чения спиралей, 3 — клеммная доска включе­ния термопар, 4— цилиндр, установленный в печи для сварки и термообработки, 5 — дефект­ное место, подлежащее заварке, 6 — съемная крышка

Рис. 17. Схема определения дефектов на внутренней поло­сти цилиндра способом наруж­ной опрессовки:

/ — стальная полусфера, приварен­ная и а месте выхода жидкости из стенки цилиндра, 2 — канал для подачи жидкости и создания гид­равлического давления 300 кГ/см2, 3 — предполагаемые внутренние де­фекты. 4 — внутренняя поверхность цилиндра с местами, где обнару­жен выход жидкости при наруж­ной опрессовке

количество выходящей жидкости увеличивалось, и через не­сколько месяцев появились струйки, число которых стало резко возрастать. Дальнейшая эксплуатация пресса стала невозмож­ной. В этом случае имели дело уже с мелкими литейными дефек­тами (газовыми порами и ходами, а также шлаковыми включе­ниями), которые под действием нагрузки постепенно соединя­лись между собой и затем выходили на поверхность. Под дей­ствием давления 300 кГ/см2 жидкость начинала как бы «размы­вать» ходы в стали и их размеры быстро увеличивались. Для определения размеров литейных дефектов и положення их на внутренней поверхности цилиндра над одним из наиболее круп­ных дефектов с наружной стороны к цилиндру была приварена полая стальная сфера с приспособлением для присоединения гидравлического пресса (рис. 17). В эту полость была подана вода под давлением 300 кГ/см2. На внутренней поверхности бы­ло видно, где выходила вода. Таким способом выявили дефекты,
расположенные вокруг питательного отверстия на расстоянии от него по радиусу до 250 мм.

Просвечивание у-лучами подтвердило, что вся купольная часть поражена литейными дефектами. Для восстановления ци­линдра дефектную купольную часть удалили полностью меха­ническим путем. Из поковки (сталь 30) изготовили новую ку­польную часть, которую установили на место удаленной. Общий

вид разделки показан на рис. 18. Приварка осуществлялась

Рис. 18. Купольная часть главного цилиндра пресса усилием 12 000 т с раздел - кон стенок газовой резкой и установленной ноной гор­ловиной

ручной дуговой сваркой, одновременно двумя дугами, электро­дами УОНИ-13/55. Сварка выполня­лась с общим нагревом цилиндра до 350—400 °С. В процессе сварки про­изводились три промежуточных от­пуска при 620—650 °С.

Для выполнения сварки в удобном положении требовалось установить цилиндр в вертикальном положении. Поскольку вес цилиндра 62 т и высо­та более 4 м, сооружение вертикаль­ной печи вызвало бы большие затруд­нения, так как, кроме печи, в верхней части нужно было создать еще рабо­чую площадку и обеспечить нормаль­ные условия работы сварщикам. Для устройства электрической печи мощ­ностью 600 кет (напряжение 380 в, трехфазный переменный ток) была использована имевшаяся на заводе технологическая яма нужного диаметра глубиной 5 м. Стенки ямы были выложены огнеупорным кирпичом, в кладке которого оставлены пазы для закладки нагревательных спира­лей. Б печь в вертикальном положении был помещен цилиндр, внутри которого также был установлен нагревательный эле­мент (рис. 19). Верхняя крышка печн съемная, что позволяло производить сварочные работы на нагретом цилиндре.

Удаление дефектной части купола было выполнено газовой резкой с помощью установки УРР-600. Для резки было изготов­лено циркульное приспособление, на котором был укреплен ре­зак РР-600 низкого давления для резки стали больших толщин. Рез начинался с отверстия диаметром 25 мм, специально про­сверленного'для этой цели. Толщина стенки в месте сверления 420 мм. Перед началом реза цилиндр нагрели до 350° С, что обеспечило полное отсутствие закалочных структур на поверх­ности реза и резко уменьшало опасность возникновения терми­ческих трещин. Кроме того, такой нагрев улучшил качество реза и значительно ускорил процесс. Вырезанную купольную часть исследовали с целью определения количества литейных дефек­тов; исследовали также поверхность реза по цилиндру (после
ее зачистки наждачным камнем). Проверка показала, что все литейные дефекты находились в удаленной части купола Эго дало возможность гарантировать дальнейшую нормальную дли­тельную работу восстановленного цилиндра при условии каче­ственного выполнения сварочных работ. Механическая обработ­ка купольной части была произведена после удаления дефект­

Рис. 19. Цилиндр пресса усилием 12 ООО т, установленный в печь для сварки

и термообработки:

/ — свариваемый цилиндр. 2 — новая купольная часть, 3 — съемная крышка печи, 4 — сварное соединение, 5 — остающееся опорное кольцо, 6 — наружные обогреватели, 7 —

внутренние обогреватели

ного участка и замеров полученного отверстия, что позволило получить размеры разделки, дающие минимальный объем на­плавленного металла.

Сварка л установка новой купольной части производились па остающемся подкладном кольце размером 50x10 мм, изго­товленном из полосовой стали марки Ст. 3. Кольцо было прива­рено по всей окружности к нижней кромке разделки цилиндра двумя швами. Такое кольцо позволило прочно установить ку­польную часть и обеспечило наличие постоянного зазора в ниж­ней части, равного 10—12 мм.

Сварка выполнялась одновременно двумя дугами электрода­ми УОНИ-13/55, собранными в пучки по 3 и 4 шт. Сварочный ток для трех электродов был равен 400 а, а для четырех — 500— 540 а.

Спъчп

Рис. 20. График изменения температуры нагрева цилиндра при сварке

Заполнение швов выполнялось способом «горки». В начале сварки наплавкой было создано возвышение около 100 мм, на которое постепенно с двух сторон и производилось наложение швов под углом в 45°. После заполнения V4, V2 и 3Л толщины свариваемого сечения были произведены промежуточные отпуски при 650° С с выдержкой при этой температуре в течение 2 ч. Затем температуру снижали до 450° С и сварочные работы возоб­новляли.

Графики изменения температур приведены на рис. 20. Та­кая технология сварки позволила выполнить все работы при общем нагреве цилиндра в пределах 350—650° С. Процесс про­ковки швов пневматическими молотками показан на рис. 21.

Восстановление было выполнено удачно, что позволило от­казаться от изготовления нового цилиндра и сократило воз­можный простой уникального пресса с двух лет до двух меся­цев.

Главный цилиндр вертикального пресса усилием 5000 т. Ци­линдр изготовлен по совмещенной схеме, он является одновре­менно главным цилиндром и верхней траверсой пресса. Нижняя часть цилиндра усилена поясом, у которого имеются четыре при­лива с отверстиями для установки колонн пресса. Цилиндр-тра­верса работает в условиях сложных нагрузок, создаваемых гид­равлическим давлением в цилиндре, равным 300 кГ/см2, и меха­ническими усилиями 5и00 т; эти нагрузки передаются через ко­лонны к нижней траверсе.

Рис. 21. Послойная проковка сварных швов пневматическими молотками после наложения каждого слоя; интенсивность проковки — 5—7 ударов по одному месту до удаления ри­сунка шва

Цилиндр изготовлен из литой стали следующего химического состава: 0,28% С; 0,75% Мп; 0,30% Si; 0,045% S; 0,05% Р. Вес цилиндра 28 500 кГ Прее используется для штамповки и ков­ки деталей.

После нормальной эксплуатации пресса в течение более 12 лет в его цилиндре образовалась трещина длиной около 200 мм, через которую выходила водяная эмульсия. При осмотре внут­ренней поверхности цилиндра были обнаружены литейные де­фекты и трещины, сдвинутые по отношению к наружной трещине на 300—350 мм. Пресс был демонтирован и цилиндр установлен на расточный станок для разделки дефекта под сварку. Во вре­мя сверления первого отверстия по трещине снаружи, после того как сверло прошло примерно 3U толщины стенки, из просверлен­ного отверстия начала выходить эмульсия (около 40 л).

Следовательно, во внутренней полости металла можно было ожидать наличия значительных пустот литейного происхожде­ния. При сквозном вскрытии стенки цилиндра выявилось рас­слоение металла, расположенное на расстоянии 200—250 мм от наружной поверхности и на 120—80 мм от внутренней (рис. 22).

Расстояние между внутренними поверхностями составляло 30— 50 мм. Глубину дефекта полностью установить было невозмож­но. Местами проволочный щуп погружался на 400 мм. Такой крупный литейный дефект крайне осложнял ремонтные свароч­ные работы.

Для получения надежных результатов восстановления, с по­мощью газовой резки было произведено максимально возмож­ное удаление дефектного участка путем вырезки отверстия раз-

Рис. 22. Цилиндр пресса усилием 5000 т после вскрытия боко­вой поверхности:

Ї — расслоение металла в стенках цилиндра. 2 — нагревательный элемент Ео внутренней полости цилиндра, 3 — часть кирпичной кладки печи с на - * ревательным эл еме нтом

мером 950X1200 мм. Однако все же не удалось полностью уда­лить дефекты литья. Тогда решили литейный дефект заварить без дальнейшего нарушения целостности стенок цилиндра. Для этого литейный дефект с торца реза разделывался резаком типа РВП-49. Разделка велась до наиболее полного удаления дефек­та на глубину от 80 до 450 мм. В двух местах на длине 100— 150 мм удалить полностью литейный дефект не удалось даже и на этой глубине. Учитывая незначительную протяженность оста­вшихся дефектов и невозможность их вскрытия, решили эти дефекты заварить.

Для выполнения сварочных работ была построена электриче­ская печь мощностью 400 ква. Конструкция печи предусматри­вала возможность снятия части боковых стенок и крышки для свободного доступа к месту сварки. Та часть цилиндра, на ко­торой выполнялась сварка, изолировалась от остального объема печи.

Работы велись в следующей последовательности: высокотем­пературный отпуск при 650° С; заварка литейных дефектов в торцовых частях разделки (выполнялась одновременно двумя сварщиками при температуре цилиндра 400°С); второй отпуск при 650° С и охлаждение цилиндра с печью до температуры цеха; установка кованой вставки из стали 40 на остающемся под­кладном кольце: нагрев цилиндра с печью до 450° С и заварка вставки с двух сторон в полувертикальном положении способом «горкой» под углом в 45°. После заполнения этих швов был дан третий отпуск при 650° С и затем охлаждение с печью до тем­пературы цеха. После этого цилиндр был извлечен из печи и установлен в ней вновь в ином положении, удобном для сварки последней стороны разделки. Ввиду большой жесткости этого узла и расположения шва около прилива для колонн заварку данного участка производили при общем нагреве цилиндра до 160—490° С. Была также усилена степень проковки швов.

Указанная выше технология позволила получить надежное сварное соединение. В процессе сварки не было обнаружено ка­ких-либо надрывов в сварных швах, а также трещин в кратерах. На все сварочные работы было израсходовано около 1500 кг электродов. Сварка выполнялась от сварочного преобразователя ПСМ-1000. Каждая дуга питалась от группы из трех балластных реостатов, включенных параллельно. Для увеличения производи­тельности наплавки применялись пучки из двух-трех электро­дов диаметром по 5 мм. Восстановленные цилиндры работают безотказно в течение 8 лет.

РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ СВАРКОЙ

АВТОМАТИЧЕСКАЯ И ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ НАПЛАВКА

Применение автоматических и полуавтоматических способов в наплавочных работах позволяет резко повысить производи - тельность работы, освободить сварщика-наплавщика от тяже­лого и однообразного труда, обеспечить равномерность состава наплавки и заданные размеры наплавляемого …

РУЧНАЯ ДУГОВАЯ НАПЛАВКА

Ручная дуговая наплавка является универсальным спосо­бом и находит шґірокое применение в ремонтных работах. Этот способ обладает большой маневренностью: можно выполнять наплавку в любом пространственном положении, быстро изме­нять направление и место …

НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ

Наплавка широко применяется в ремонтных работах, когда требуется восстановить изношенные рабочие поверхности дета­лей, а также при изготовлении новых изделий, для создания рабочих поверхностей, отличающихся по составу и механиче­ским свойствам металла …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.