C型转子式翻车机端环的事故修复与结构分析研究
仪器信息网 · 2009-08-02 21:40 · 37665 次点击
张家口发电厂一期工程4×300MW燃煤发电机组配套的主要燃煤卸车设备,是1989年全套自美国DRAVO-WELLMAN公司引进的C型转子式双车翻车机。该设备采用C型转子、三梁两支撑(两端环),液压压车、靠车机构,拨车机调车方式,PLC控制,全自动操作,最大翻卸能力200t,作业循环周期133s/次,每小时卸车54节,处于80年代世界先进水平,当时国内仅秦皇岛港二期煤码头安装使用,在火电企业为第一次安装使用。该翻车机全长29m,转子直径9.2m,全重约280t,端环为C型,采用工字梁焊接结构,材料全部选用A3钢,中部开槽嵌入前梁,端环单重约30t。
全套设备自1994年底投入运行后,即开始出现端环腹板开裂、内缘板焊缝开裂、前梁开口连接板变形等现象。1996年翻车机发生自行倾翻事故,1997年发生拨车机与端环后梁相撞事故,造成端环严重变形,经1个月抢修后恢复运行。
1事故后翻车机损坏情况
1997年12月15日,拨车机在拨车臂未放至水平位置时开始加速前进,与翻车机后梁相撞,并带动两端环沿前进方向错位,造成端环轴向与径向两个方向的永久变形,形成变形位移量:进车端(A侧)水平方向243mm,垂直方向-111mm;出车端(B侧)水平方向279mm,垂直方向-90mm。
1.1利用经纬仪对端环轴向变形进行检查
从变形曲线可以看出,两端环均于第18点、第10~11点处发生两次弯折,该两处恰为端环上部的两个薄弱区。因端环与后梁相连接,变形时受后梁牵制,1~11点间变形方向与整体方向相反。
1.2径向变形
利用圆弧样板对端环外缘板进行圆度检查,发现亦于上述两薄弱区发生圆弧曲线变化,但主要变化集中于第18点附近。
2对端环变形的修复
2.1修复方案
分析端环变形情况,可以看出每侧端环变形主要集中在两点,所以将发生折弯变形部位进行修复、校正,可使端环恢复使用。
由于端环与翻车机三大梁相互连接,任一单独端环校正后都可能导致梁与端环不能正常连接,所以应对端环即对翻车机整体进行复位校正。提出以下两个方案对端环进行校正修复:
方案一:将端环在折弯部位割开,将两分离部分重新对位后再焊接组装。这一方案需制作重型支承及移位工装,且由于两端环内应力不一致,端环切割后很可能发生相对错位,使两分离部位不能再对位重合,因而放弃这一方案。
方案二:在保持翻车机整体结构不变动的情况下,在与变形相反的方向加力,迫使端环形状恢复。这一方案能保证翻车机整体结构的统一,因而予以采用。
2.2修复方法
考虑修复方案和过程,首先对轴向变形予以修复,再对径向变形修复。
2.2.1轴向变形修复方法
(1)用水平仪检测并将翻车机平台调至水平。将经纬仪置于翻车机侧适当位置,以翻车机平台中心线为基准,使之视面与其垂直,然后以端环上基准刻线检测端环各部位变形量,为火焰校正提供数据。
(2)限制翻车机旋转自由度,即在两端环底部左、右两侧用20号槽钢作支撑架,限制端环不得转动。
(3)限制翻车机轴向窜动。即在平台两侧与翻车机基坑间加斜铁,楔满其间隙。
(4)在两端环开口处用25号工字钢予以支撑,工字钢底与开口下端面焊固,顶部焊20mm厚钢板,其上沿轴向各放置2根D30圆钢,并保证与开口上端面接触。此措施主要用于防止端环在顶部加热过程中后梁端因自重而发生的向下变形,而导致端环径向变形再次增大。
(5)将拨车机移动至出车端,并固定。将拨车机臂放下一定角度,并在侧面适当位置焊装轴向位置千斤顶支架,在后梁出车端与拨车机臂间放置两个30t螺旋千斤顶,轮流操作两千斤顶向后梁加力,使后梁带动端环上部向进车端位移,直至复位。此工作需在端环上部变形部分火焰加热后方可进行。
(6)用火焰对端环上部折弯部位加热。拆除端环上部变形区的电缆、管道等(保留轨道),然后每侧端环分别由4个操作者各执一把烤炬同时对端环折弯主变形区对称加热。加热温度控制在500~550℃。加热时对端环上、下缘板加温要高,对腹板加温要低,尽量减少端环的径向变形。
(7)应以第18点处作为第一校正点进行加热校正,其次进行第11点处校正。
(8)注意修复过程中对端环轴向变形进行测量。
(9)向后梁加力时注意速度要快,单次行程要长,估算好反弹量,以尽量减少加热校正的次数。
从修复后实测曲线可看出,A侧端环轴向偏差21mm,B侧轴向偏差31mm,但变化发生于加热点第18点以外,说明主要变形点发生塑性变形后产生硬化