王鐵，卿浩平，董虎林，張旭輝，蘭廣林，王金德，楊增福

1 前言

由天津水泥工業(yè)設計研究院有限公司設計的老撾水泥工業(yè)有限公司2500t/d水泥生產(chǎn)線（以下簡稱老撾水泥廠），于2007年1月點火投料，2007年6月完成PAC臨時驗收證書頒發(fā)，2009年9月完成FAC最終驗收證書頒發(fā)。截至2011年末已連續(xù)安全運行5年，累計生產(chǎn)水泥210萬噸。

2008年5月工廠發(fā)現(xiàn)?4m×60m回轉(zhuǎn)窯II擋輪帶側(cè)面有一處徑向裂紋，經(jīng)停窯焊接處理后繼續(xù)使用。為安全起見，工廠與制造商聯(lián)系II擋輪帶備件，并于2009年運抵老撾水泥廠。2010年再次發(fā)現(xiàn)該處裂紋加深并延長，隨后進行第二次焊接加固。2011年6月工廠計劃停窯進行大修，決定更換?4m×60m回轉(zhuǎn)窯II擋輪帶。

2011年5月老撾水泥廠與天津仕名機電備件有限公司簽署《老撾水泥廠?4m×60m回轉(zhuǎn)窯II擋輪帶更換維修合同》，確定2011年9月對回轉(zhuǎn)窯II擋輪帶進行更換，合同周期25d（不含運行考核時間10d）。2011年8月27日施工隊伍入廠，于9月20日完成冷態(tài)驗收，10月10日熱態(tài)驗收結(jié)束。

老撾地理位置屬亞熱帶季風氣候，每年從4月至8月為雨季，且多為連續(xù)大雨，空氣濕度較大；晴天陽光直曬強烈，因此給回轉(zhuǎn)窯的切割、吊裝、焊接帶來特殊的困難。為確保工程施工質(zhì)量，我們選擇氣候條件較好的9月份進行施工作業(yè)。

在老撾水泥廠回轉(zhuǎn)窯輪帶更換施工過程中，我們總結(jié)了有關(guān)在東南亞高溫、高濕地區(qū)進行回轉(zhuǎn)窯輪帶更換的一些經(jīng)驗，供讀者參考。

2 回轉(zhuǎn)窯輪帶拆裝前的準備工作

2.1 編制切實可行的施工安裝方案

施工方案編制應根據(jù)回轉(zhuǎn)窯設備圖、汽車起重機性能表以及其他現(xiàn)場實地測量數(shù)據(jù)等編制。

回轉(zhuǎn)窯輪帶的拆除及新輪帶的安裝、筒體切割、焊接組對等在整個施工中，吊裝是最重要的一環(huán),它要求在有限的場地內(nèi)順利完成大體積、大重量的輪帶更換、筒體的切割組對、吊裝，組對工作就必須做好場地規(guī)劃、吊裝計算。為確保窯輪帶的拆裝安全，以及以后的正常運轉(zhuǎn)及生產(chǎn)，根據(jù)其他現(xiàn)場輪帶更換經(jīng)驗，通過現(xiàn)場的測量與計算，決定采用兩臺50t汽車起重機進行輪帶的拆裝及筒體的吊裝組對。施工安裝方案見圖1。

2.2 軸向基準線分布及切斷線確定原則

2.2.1 軸向基準線分布

為完成回轉(zhuǎn)窯輪帶拆裝，制定筒體切割施工方案,設置4條軸向基準線（見圖2），最外側(cè)二條軸向基準線（軸1和軸2）是切割回轉(zhuǎn)窯筒體測量安裝基準線，分別距離II擋輪帶3350mm（軸1）和4650mm（軸2）。在回轉(zhuǎn)窯切割前后分別進行測量，以保證筒體切割前后安裝精度及質(zhì)量。測量方法是以回轉(zhuǎn)窯基準點圓心八等分圓周法測量筒體徑向值，圖中數(shù)據(jù)是筒體切割前測量值（見圖2）。

2.2.2 切斷線確定原則

回轉(zhuǎn)窯筒體切斷線確定原則是，一方面基于所要更換輪帶的最大寬度，新輪帶測量寬度為730mm,同時要考慮到輪帶通過窯筒體縫隙時安裝間隙每側(cè)200mm的要求；另一方面，還要考慮到切割筒體時距原來焊縫的距離，以及支架位置等綜合因素。根據(jù)計算和以往施工經(jīng)驗，確定本次更換輪帶切割筒體寬度為1200mm,切斷線位于軸向基準線（軸1和軸2）之間，分別距離軸向基準線（軸1和軸2）50mm（見圖2）。

2.3 施工機具及施工臨時用料準備

由于是在國外施工，施工機具及用料準備尤為重要。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，施工機具及施工臨時用料采購可分為國內(nèi)和國外現(xiàn)場兩種方式。

在國內(nèi)采購的施工機具及施工臨時用料，一般有激光測量儀、氣動扁鏟、焊條、千斤頂?shù)葯C具?？紤]到汽車運輸載重量、裝載體積及吊車起重量，每件貨物應分類包裝，重量控制在1～3t（max＜20t），體積控制在L×W×H=14m×3.5m×3m以內(nèi)，做好貨物嘜頭、裝箱單及形式發(fā)票等工作，并確保國內(nèi)運輸按時到達指定海關(guān)進行檢疫檢驗和清關(guān)工作。

圖1 施工安裝方案

圖2 回轉(zhuǎn)窯切斷線確定原則

施工機具及施工臨時用料國外運輸時間，應按照施工計劃采取海運或者陸運及時安全運抵現(xiàn)場。

在國外現(xiàn)場采購及制作的施工機具及施工臨時用料一般包括施工材料、電焊機、碳弧氣刨、烘箱、乙炔氣、氧氣等工器具，需要現(xiàn)場制作的要根據(jù)施工圖紙采購制作完畢，并運抵施工現(xiàn)場倉庫或者專門堆存區(qū)交專人保管，同時做好防雨、防盜等工作。

2.4 施工人員計劃及培訓

施工人員數(shù)量一般根據(jù)工程量大小確定，本次施工人員14人，分別有鉚工、焊工、起重工等。由于施工現(xiàn)場在國外，出國前要對出國施工人員進行安全、法律法規(guī)及當?shù)仫L土人情培訓。培訓分理論培訓和崗前培訓兩種，本次施工人員較為成熟，僅進行崗前培訓，也就是結(jié)合所做的工程對施工人員直接做上崗前技術(shù)及安全注意事項、法律法規(guī)及當?shù)仫L土人情培訓，經(jīng)檢查培訓合格后上崗作業(yè)。

2.5 施工安全措施

吊裝前應向所有相關(guān)人員做詳細的技術(shù)交底，除需檢查各吊裝設備的機械性能，確保各機械處于良好的工作狀態(tài)外，還要仔細檢查鋼絲繩等索具、吊車站位及支架區(qū)的地基情況，并采取針對性措施，必要時需在正式吊裝前進行試吊裝以確定應變對策。

2.6 新輪帶出庫保養(yǎng)、探傷及測量復核

老撾水泥廠新輪帶于2009年運抵現(xiàn)場，重約29t，由于體積較大露天存放近2年，雖然出廠時做過簡單防雨包裝，但受老撾雨季潮濕氣候影響，包裝打開后發(fā)現(xiàn)新輪帶銹蝕嚴重，現(xiàn)場組織人員進行除銹并刷防銹油避免安裝生銹。

圖3 新舊輪帶測量結(jié)果

新輪帶在制造出廠時已作過超聲波探傷，并出具探傷合格報告。本次僅作備檢復核，經(jīng)超聲波探傷儀現(xiàn)場檢測質(zhì)量完好合格，與工廠出具的探傷報告數(shù)據(jù)基本一致，可以作為回轉(zhuǎn)窯輪帶更換用備件。

由于新輪帶加工、運輸及儲存過程中，伴隨應力產(chǎn)生與緩釋，輪帶直徑及橢圓度會有微小變化，為確保施工安裝質(zhì)量，有必要對新輪帶重新進行直徑及橢圓度測量。新舊輪帶測量結(jié)果見圖3。

從上述測量結(jié)果可以看出，X軸偏差為2mm，外側(cè)周長偏差為1mm，數(shù)值均在允許偏差范圍內(nèi)，可以施工使用。

2.7 制定回轉(zhuǎn)窯輪帶拆裝施工計劃

根據(jù)回轉(zhuǎn)窯輪帶拆裝施工方案、工作內(nèi)容及施工周期，結(jié)合施工人員、施工工具及施工用臨時材料進廠時間、安全措施、臨時用電及起重用裝備如汽車吊等準備情況，制定切實可行的施工計劃。

如果遇到雷雨、采購貨物及吊車不能按時到達現(xiàn)場等情況，可以將工期適當延長并進行調(diào)整。

3 回轉(zhuǎn)窯輪帶拆裝施工步驟

（1）停窯后拆除窯內(nèi)筒體切割區(qū)域耐火材料，拆除范圍：距回轉(zhuǎn)窯切割縫（見圖4）處前后1.5m，即耐火材料拆除長度約為4m。同時拆除窯中II擋輪帶冷卻風機風管，II擋托輪冷卻水管。

（2）用碳弧氣刨刨除二擋輪帶靠窯頭側(cè)的全部輪帶擋塊，并逐一編號以備安裝使用。

（3）將輪帶墊板從窯頭側(cè)拆除。（可只拆略多余的上半部，但余下的要臨時固定，以防脫落），并編號、做好方向識別，測量墊板間隙，以備安裝使用。

（4）在窯筒體內(nèi)切割線左右處，各焊一套筒體組對安裝工具，兩套米字支撐，并在該處外部劃好基準線及切割線，在母線上畫出標志線（見圖1）。筒體切割前應對切割下筒體和原筒體進行方向標識和等分編號，以備安裝組對用。測量回轉(zhuǎn)窯原始中心線，作為切割筒體安裝組對找正依據(jù)。

（5）分別在II擋輪帶窯頭、窯尾方向各設一外部支架，窯頭支架落在枕木上，采用一臺320t千斤頂支撐；窯尾支架放在II擋托輪底座上，采用兩臺320t千斤頂支撐（見圖1）。

（6）用一臺320t千斤頂使窯頭側(cè)筒體受力，準備對其進行切割，采用回轉(zhuǎn)方式切割下一扇面窯筒體時，兩側(cè)支撐的受力點應該松開。

（7）在被切割筒體的上部焊接兩只吊裝吊耳（吊耳板厚20mm），并用汽車吊的吊鉤將其掛好進行焊縫的切割，待切割完焊縫后將筒體吊到地面適當位置。

（8）用兩臺320t千斤頂將窯筒體頂起,使其與輪帶有10mm間隙為宜，再用兩臺50t汽車吊合作將舊輪帶慢慢移出并放到地面安全位置（其間可用10t手拉葫蘆等配合作業(yè)）。

（9）用兩臺50t汽車吊合作將新輪帶吊裝到位，并將墊板、擋塊按圖紙編號、方向要求恢復原樣。

（10）拆除窯尾側(cè)兩臺320t的液壓千斤頂，繼續(xù)保留窯頭側(cè)一臺320t的液壓千斤頂。

（11）按要求在筒體切割縫處對其進行坡口加工，坡口型式為X型，坡口應光滑。

（12）用吊車和組對工具將被切割筒體按原位恢復，測量回轉(zhuǎn)窯中心線，然后按要求現(xiàn)場搭接腳手架和防雨棚對筒體進行焊接。

（13）去除筒體內(nèi)外加固支架，安裝工具，同時將內(nèi)處表面的所有焊疤和焊縫高處進行打磨。

圖4 停窯后窯內(nèi)筒體切割區(qū)域耐火材料拆除范圍

（14）采用超聲波探傷儀對回轉(zhuǎn)窯筒體焊縫進行探傷，要求按中國GB11345-89標準中水泥工業(yè)回轉(zhuǎn)窯焊縫B-II級無缺陷探傷標準執(zhí)行。

（15）使用輔助傳動進行冷態(tài)試車，并測量輪帶墊板間隙。

（16）回轉(zhuǎn)窯砌磚、烘窯、投料試運轉(zhuǎn)，測量回轉(zhuǎn)窯輪帶溫度、滑移量，記錄回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速、電流及窯產(chǎn)量。

4 窯筒體組對方法及吊裝用鋼絲繩、卸扣選擇

4.1 筒體組對方法

按照回轉(zhuǎn)窯制造圖紙Y4060.1要求進行筒體對接，并檢查筒體方向及各分段扇區(qū)切割前的位置編號是否正確。采用拉緊螺栓聯(lián)接兩段筒體，并用調(diào)整螺釘找正筒體的同軸度。

4.2 吊裝用鋼絲繩、卸扣選擇

（1）切割筒體重量為2.2t，設兩個吊點，單個吊點重量按2t考慮，用鋼絲繩雙拼。

（2）輪帶重量約為29t，用鋼絲繩四拼。

5 回轉(zhuǎn)窯切割段筒體的焊接

5.1 切割段筒體焊接方案

根據(jù)工程進度計劃，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，?4m×60m回轉(zhuǎn)窯切割筒體焊接采用兩臺逆變直流弧焊機手工弧焊接，電流控制在175A左右。該方案既符合水泥機械施工安裝規(guī)范，又適合現(xiàn)場的實際工作環(huán)境。

5.2 筒體焊接前準備工作

（1）搭設焊接平臺，設置局部隔熱防雨棚，以保持工作溫度穩(wěn)定及防止雨淋，同時也有效地防止了灰塵的進入，起到一定的清潔衛(wèi)生作用。

（2）根據(jù)現(xiàn)場切割窯筒體有兩道焊縫，決定采用兩臺直流弧焊機連續(xù)焊接，結(jié)合現(xiàn)場工作環(huán)境溫度及空氣濕度，將窯筒體焊接工作盡可能定在無雨、無太陽直曬的時間進行。

（3）準備好現(xiàn)場焊接用主要輔助機具（見表1）。

（4）焊條的準備

回轉(zhuǎn)窯是工廠煅燒的重要設備，母材是Q235C鎮(zhèn)靜鋼，一般選用具有較高抗拉強度和沖擊韌性的低氫型堿性碳鋼焊條。本次采用J422型焊條，依據(jù)中華人民共和國碳鋼焊條標準GB/T5117-1995要求執(zhí)行。

焊條在使用前必須烘干，溫度在250±10℃持續(xù)1h，然后降至150±10℃恒溫保存，隨用隨取，取出的焊條應放入保溫桶內(nèi)。

5.3 筒體焊接前檢查

（1）窯筒體同軸度的找正檢查

根據(jù)窯筒體找正后合格的徑向跳動數(shù)據(jù)，調(diào)整組裝焊接工藝，找出每道焊口的起始焊接點，控制焊接變形，保證筒體縱向中心線的精度。

（2）焊接坡口檢查

焊接前對坡口進行涂煤油檢查，坡口處不得有分層、裂紋、夾渣等缺陷。坡口角度一般為60°，偏差±5°；如果坡口處內(nèi)外表面有明顯的加工刀紋，需用砂輪順其紋理方向磨光以保證其焊接質(zhì)量。

（3）焊口清潔檢查

焊接前應將焊口兩側(cè)30～50mm范圍內(nèi)除銹，同時將此范圍內(nèi)油漆、水、油污等臟物相應清除干凈。

5.4 筒體焊接

一般地說，回轉(zhuǎn)窯筒體焊接分外口焊接、內(nèi)部清根和內(nèi)口焊接等三個階段。

5.4.1 外口焊接

根據(jù)找出的起始點位置，將其轉(zhuǎn)到頂部，利用窯筒體的自重和焊接變形，減少徑向跳動誤差。

根據(jù)母材厚度窯外側(cè)焊接3層。第一層打底時，選用?4.0mm焊條，短弧焊接，焊條不擺動，保證一定的熔深。以后焊層可采用同樣的焊條進行焊接，焊接時可做某種形式的擺動，保證焊縫兩邊熔合好。

每焊接完一層用氣動扁鏟振打焊道及兩側(cè)，以消除因焊接造成的內(nèi)應力，并用鋼絲刷清除藥皮、焊渣、焊瘤等，然后用砂輪清除坡口兩側(cè)夾縫，保證光滑無夾渣，最后用鋼絲刷清除縫內(nèi)雜物后，再實施第二次焊接，依此類推完成其他層焊接，外口焊接3層。

5.4.2 內(nèi)部清根

外口焊接完畢后，割去拉緊螺栓和調(diào)整塊，清除接口板等組對夾具，進行內(nèi)部清根工作。清根采用碳弧氣刨，清根時可以清楚地看到缺陷，將缺陷完全清除。

內(nèi)部清根時要注意以下兩點：

（1）確定合適的清根深度,清根時要求清至第一層焊肉，發(fā)現(xiàn)缺陷要繼續(xù)清除，直至將缺陷清凈為止。

表1 現(xiàn)場焊接用主要輔助工具

（2）坡口的修正。由于清根時采用8mm、10mm碳棒，所以清根后坡口呈現(xiàn)深而窄的U型，焊接時容易產(chǎn)生夾渣、未熔合等缺陷。因此要求采用扁形的碳棒對坡口兩側(cè)進行修正，使之成V形，保證焊接質(zhì)量。

5.4.3 內(nèi)口焊接

內(nèi)口焊接的起點應是外口焊接的對稱點。內(nèi)口焊接與外口焊接方法相同，內(nèi)口焊接兩層。

5.4.4 回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)動

回轉(zhuǎn)窯焊接時的轉(zhuǎn)動可采用輔助電機進行，每次轉(zhuǎn)動量為500～1000mm，焊完后再行轉(zhuǎn)動。為防止回轉(zhuǎn)窯焊接時出現(xiàn)安全事故，應有安全制動措施，如人工值班或者臨時將輔助電機斷電等。

6 回轉(zhuǎn)窯焊縫質(zhì)量檢查

回轉(zhuǎn)窯筒體焊接質(zhì)量檢查分焊縫外觀檢查、焊縫高度檢查和焊縫內(nèi)部超聲波探傷檢查等三個步驟。

6.1 焊縫外觀檢查

（1）檢查前應將焊縫兩側(cè)20mm內(nèi)的焊渣、飛濺等清除干凈，焊縫表面應平滑，寬度均勻、整齊。焊縫成型后嚴禁焊成饅頭形狀，應焊成漫圓形，以避免應力過于集中造成生產(chǎn)故障。

（2）焊縫表面不得有弧坑、夾渣、氣孔等缺陷。

（3）焊縫咬邊深度不得大于0.5mm，咬邊連續(xù)長度不得大于100mm，焊縫咬邊總長度不得大于焊縫長度的10%。

6.2 焊縫高度檢查

筒體外部不得大于3mm，筒體內(nèi)部燒成帶不得大于0.5mm,其他段不得大于1.5mm，焊縫的最低點不得低于筒體表面，并應飽滿。焊縫邊緣不能有高于母材2mm的凸臺，如有應用磨光機磨成平滑過渡。

6.3 焊縫內(nèi)部超聲波探傷檢查

采用超聲波探傷時，每條焊縫均應檢查，探傷長度為該焊縫長度的25%。質(zhì)量評定達GB11345-89中的B-Ⅱ級為合格。

6.3.1 焊縫探傷前準備

（1）機油：作為耦合劑，用于隔離空氣和潤滑探頭；

（2）在探傷焊縫兩側(cè)100～150mm寬探頭移動區(qū)域內(nèi)，應清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他外部雜質(zhì)。探傷表面應平整光滑，便于探頭自由掃瞄探傷部位，必要時應進行打磨。

6.3.2 焊縫探傷儀器

采用A型顯示脈沖反射式儀器探傷，本次回轉(zhuǎn)窯焊縫探傷使用HS610e型數(shù)字式超聲波探傷儀。

6.3.3 焊縫探傷執(zhí)行標準

（1）依據(jù)中華人民共和國建材行業(yè)標準GB11345-89中水泥工業(yè)回轉(zhuǎn)窯的焊縫B-II級探傷標準執(zhí)行。

（2）標準GB11345-89中規(guī)定鋼板厚≤25mm的探傷儀探頭、試塊及曲線靈敏度要求：

?斜探頭：可以用K值為2.5（2.5P13×13K2.5）或者K值為2（2.5P13×13K2）的兩種斜探頭進行探傷

?試塊：CSK-I，RB-III

?距離波幅曲線的靈敏度

?評定線：DAC-16dB

?定量線：DAC-10dB

?判廢線：DAC-4dB

6.3.4 焊縫探傷步驟

（1）根據(jù)GB11345-89標準規(guī)定，鋼板厚≤25mm的焊縫探傷可以單面雙側(cè)進行掃描。

（2）用板刷對回轉(zhuǎn)窯焊縫兩側(cè)100～150mm探傷區(qū)域均勻涂抹機油。

（3）將斜探頭垂直于回轉(zhuǎn)窯焊縫中心線放置，在探傷面上做鋸齒形掃描，確保斜探頭前后移動掃描到全部焊縫截面及熱影響區(qū)。

在保持探頭垂直焊縫前后移動的同時，應做10°～15°左右移動。掃描速度不應大于150mm/s,相鄰兩次探頭移動間隔保證至少有探頭寬度10%的重疊。

（4）探測焊縫及熱影響區(qū)的橫向缺陷應進行平行和斜平行兩個方向掃描，可在焊縫兩側(cè)邊緣使探頭與焊縫中心線成10°～20°做斜平行方向掃描。

6.3.5 焊縫返修及不合格處理程序

對使用超聲波探傷檢查焊縫時發(fā)現(xiàn)的疑點，必須用X射線探傷復檢檢查確定。

（1）若采用X射線探傷時，每條焊縫均應檢查，探傷長度為該焊縫長度的15%，其中焊縫交叉處必須重點檢查。質(zhì)量評級達GB3323中的Ⅲ級標準為合格。

（2）焊縫不合格時，應對該焊縫加倍長度檢查，若仍不合格則對其焊縫做100%檢查。

7 回轉(zhuǎn)窯輪帶拆裝、筒體焊接及試車記錄

回轉(zhuǎn)窯輪帶拆裝、筒體切割、筒體焊接及試車過程中應做好記錄存檔，記錄內(nèi)容如下：

（1）筒體切割前切割段基準線徑向測量記錄；

（2）筒體切割前窯中心線位置測量記錄；

（3）筒體切割前輪帶墊板間隙測量記錄；

（4）筒體切割前窯中心線（從窯頭向窯尾方向）位置測量記錄；

（5）筒體焊接前切割段基準線徑向測量記錄；

（6）筒體焊接前窯中心線（從窯頭向窯尾方向）位置測量記錄；

（7）新、舊輪帶測量記錄；

（8）筒體焊接日期、焊接工藝、接口徑向跳動數(shù)據(jù)、每道焊縫的起點、焊工代號、氣候條件變化等數(shù)據(jù)參數(shù)；

（9）回轉(zhuǎn)窯冷態(tài)試車輪帶墊板間隙記錄；

（10）回轉(zhuǎn)窯熱負荷投料試車窯產(chǎn)量、電流、轉(zhuǎn)速、托輪溫度、輪帶滑移量記錄。

8 結(jié)語

經(jīng)過近一個月的努力，圓滿完成了老撾水泥工業(yè)有限公司2500t/d水泥生產(chǎn)線?4m×60m回轉(zhuǎn)窯II擋輪帶的拆除、新輪帶的安裝、筒體切割、吊裝、焊接組對、焊縫探傷及試車工作，于2011年10月8日順利投產(chǎn)運行，并通過72h滿負荷性能考核，各項檢測指標均符合中國國家水泥機械標準驗收規(guī)范。

老撾水泥廠?4m×60m回轉(zhuǎn)窯的輪帶更換安裝、試車工作的順利完成，為我公司在東南亞成功進行大型水泥設備大修積累了寶貴經(jīng)驗，證明我公司水泥技術(shù)及裝備維護技術(shù)是成熟可靠的，也為中國水泥裝備在東南亞高溫、高濕地區(qū)大型回轉(zhuǎn)窯設備切割、吊裝、焊接實踐等方面做了一些有益的探索。

[1]雷鈺,何維友,王鐵,馮海兵,王金德.高緯度地區(qū)大型回轉(zhuǎn)窯設備焊接技術(shù)探索[J].水泥技術(shù).2008,（6）.

[2]JC/T 334.1-2006,中華人民共和國建材行業(yè)水泥工業(yè)用回轉(zhuǎn)窯設備標準[S].

[3]GB 11345-89,中華人民共和國建材行業(yè)超聲波探傷標準[S].

[4]GB/T 5117-1995,中華人民共和國碳鋼焊條標準[S].