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铸铁烘缸端盖裂纹产生的原因分析及检验方法

2012年03月31日

在对江门市某造纸厂的铸铁烘缸进行全面检验时,发现缸体一侧端盖与轴头连接圆弧过渡部位出现裂纹,裂纹围绕转轴近270°,深度达15mm。该烘缸为异地移装,手续齐全,上次检验报告未发现缺陷。设计压力:0.3MPa;最高工作压力:0.3MPa;最高工作温度:143℃;介质:水蒸汽。
一、裂纹产生的原因分析
1、由于铸铁烘缸两端轴头不仅承受着缸体的自重和缸内冷凝水重量,还要承受着使烘缸转动的扭矩。烘缸在均速转动下产生较大的离心惯性力。在端盖与轴头连接处承受着相当大的动应力,容易使该位置出现裂纹。
2、灰铸铁件的特性是:①综合机械性能低,抗压强度大,消震能力比钢大l0倍;②壁厚变化对机械性能影响大;③冷却速度的敏感性很大,因此,薄截面容易形成白口和裂纹,而厚截面又容易形成疏松。铸件壁厚的变化,对金属的机械性能均有影响。故灰铸铁件当壁厚超过其临界值时,随着壁厚的增加其机械性能反而显著降低。灰铸铁件的独有特性,使端盖与轴头连接部位的机械性能降低,并容易出现裂纹。
3、从受检烘缸端盖裂纹的表面观察,裂纹沟内有脏物,不见断面金属光泽,可分析为铸造后收缩出现裂纹。
二、裂纹的检验方法
1、端盖外表面不需机械加工,其表面并不光滑,如果是在使用中产生的裂纹,应是细小的窄隙,窄小的缝隙镶满油污,给外观检验带来困难。虽然这次受检的烘缸裂纹宽度有1.5mm,但相信由于两侧端盖积满油污,而未能在上次检验时检出。检验中如果发现疑似裂纹,应将受检表面清洗干净,再用放大镜检查,或采用磁粉检测。
2、发现表面裂纹,如何判别裂纹的深度,是容器定级的重要依据。磁粉探伤并不能检测出裂纹的深度,而铸铁件粗大的晶粒又不能使用超声波探伤,烘缸不允许补焊。在这种情况下,采用小直径钻头钻探裂纹的部位,再加渗透探伤,确定裂纹的深度,从而定出设备的安全级别。我们采用Φ8钻头钻深15mm,裂纹仍清晰可见。加上裂纹围绕转轴近270°,总长约500mm.因此,判该烘缸为5级,停止运行,使用单位作了更换端盖办法处理。
3、如果裂纹不深,则采用打磨方法消除;如果裂纹范围小,也可采用钻孔办法消除,然后塞孔铆补。

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