CN102489933A - 盾构密封接触面修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种盾构密封接触面修复方法，包括：熔焊填补步骤，包括至少两个循环，每个循环包括对所述密封接触面上形成的凹槽进行熔焊填补和消除所述熔焊引起的应力；以及对所述熔焊填补形成的堆焊进行打磨至原始平面高度。本发明避免了原有工艺熔焊填补过程中的热变形问题，使得操作人员在过程中也可对熔焊填补进行控制，以求最后控制的平整度。该方法成本较低、修复工期短、效果佳、密封性能优良。

Description

盾构密封接触面修复方法

技术领域

本发明涉及盾构设备，特别涉及盾构密封接触面修复方法。

背景技术

盾构掘进过程中，因外部泥沙等杂质与驱动密封接触平面长期摩擦，导致大轴承转动过程中密封接触面与唇口密封圈发生不同程度的磨损而产生凹槽。如不修复，将会影响以后施工。唇口密封接触平面不符合施工要求，将导致驱动系统损坏。

因驱动密封面与接触面(盾构A环)相摩擦导致的A环凹槽，以往使用更换A环来解决这一问题，此方法成本高，工期长，不利于项目施工的正常开展。

当接触面(盾构A环)产生凹槽后，重新根据凹槽深度定制符合尺寸要求的驱动密封，确保密封性。此方法治标不治本，新制驱动密封需要重新制作模具，相对成本较高，并且因接触面(盾构A环)磨损程度不同，凹槽深度也不同，因此新定制的驱动密封在密封性能上效果不佳。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种盾构密封接触面修复方法。

本发明的技术方案是：

一种盾构密封接触面修复方法，包括：

熔焊填补步骤，包括至少两个循环，每个循环包括：

对所述密封接触面上形成的凹槽进行熔焊填补；以及

消除所述熔焊引起的应力；

对所述熔焊填补形成的堆焊进行打磨至原始平面高度。

其中，所述每个循环中对所述凹槽进行熔焊填补的厚度高于接触平面。

其中，所述消除所述熔焊引起的应力通过将所述密封接触面所在的工件放置冷却来进行。

其中，所述熔焊填补步骤中使用507焊条。

其中，所述每个循环中对所述凹槽进行熔焊填补的厚度高于接触平面为0.5mm-0.8mm。

本发明的积极进步效果在于：避免了原有工艺熔焊填补过程中的热变形问题，使得操作人员在过程中也可对熔焊填补进行控制，以求最后控制的平整度；该方法成本较低、修复工期短、效果佳、密封性能优良。

附图说明

图1是本发明方法的示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作详细说明。

盾构关键部件唇口接触平面修复具有以下两个特点：

1、部件尺寸大，由于磨损部位与切口环为一焊接整体，外形尺寸较大，客观上带来了较大的修复困难。

2、平面修复要求高，由于磨损部位的功能是提供密封平面，对修复后的表面光洁度、平整度、表面硬度及耐磨度都有较高的明确的要求。

根据平整度行业标准规定，唇口密封接触平面的平整度≤0.1mm；表面光洁度不得低于微辨加工痕迹方向的精度；表面硬度和耐磨度均须符合施工要求。

通过盾构施工原理的分析，唇口密封对于盾构的驱动起到决定性作用。如若放任此类磨损不修复，就无法保证其密封性，在施工过程中很可能导致驱动系统损坏。在隧道的施工环境中，关键部件一旦受损，不便于更换，甚至无法更换，以致影响到整个隧道工程。

为了掌握维修平面准确的磨损情况，以及在维修过程中的存在的问题，首先对修复平面进行了勘验和测量。经测量后，发现磨损严重，最大磨损深度可达到8mm，宽度达到10mm。

本方法通过采用多层多次熔焊填补，以及合理有效的检测手段来确保接触面的修复质量。

多层多次熔焊填补，针对热变形、退火等影响，采取每次熔焊填补厚度控制，控制在0.5mm-0.8mm之内，每次熔焊填补后，将修复面放置冷却，再进行下一层堆焊。最后将堆焊的高度控制在高于原始平面高度，便于随后的打磨。此工艺避免了原有工艺熔焊填补过程中的热变形问题，使得操作人员在过程中也可对熔焊填补进行控制，以求最后控制的平整度。

考虑到修复时需要熔焊填补和打磨，对现场施工人员平时使用的焊接材料(焊条)以及打磨机进行调查，发现一般焊条不满足修复面的使用要求；普通的磨光机精度较低，还需要增加抛光的工具以达到修复后的所需精度。经调研测算，选用507焊条，507焊条属于低氢焊药皮的Cr5Mo钢焊条适用于要求塑性、韧性及抗裂性较高的重要结构件，通常应用于结构类焊接中的需要高强度级别的碳钢类焊接，可焊接性非常良好。

通过参考借鉴了盾构机的设计图纸和各机械类的国家标准后，确立了平整度≤0.1mm，光洁度不低于微辨加工痕迹方向的精度，硬度和耐磨性符合施工要求。

根据熔焊填补的操作基础，使用多层多次填补。每次操作时控制填补的厚度，填补到要求的尺寸，并使填补量略高于接触平面。这样多层填补比较有利于平整度的控制，可以将平整度控制在精度范围内。同时采用符合要求的填补材料，确保修复后质量。

首先对凹槽进行熔焊填补，考虑热变形、退火等影响，每次熔焊填补厚度控制在0.5mm-0.8mm，每次熔焊填补后，将修复面放置冷却。根据材料的热扩散率公式a＝λ/cp得出碳钢的热扩散率a＝0.012，由于熔焊过程中产生的高温会使材料经受不均匀加热和冷却，不同程度的热变形会在焊件内产生应力。为保证加工面的特性，尽可能消除内应力，并结合实际工况和成本，采用振动的方法消除残余应力，即敲击焊缝表面。

消除热变形和热应力后，进行下一层堆焊。最后将堆焊的高度略高于原始平面高度，便于随后的打磨。

图1是本发明方法100的流程图。熔焊填补步骤110包括至少两个循环，每个循环包括：对所述密封接触面上形成的凹槽进行熔焊填补112；以及消除所述熔焊引起的应力114。之后，对所述熔焊填补形成的堆焊进行打磨至原始平面高度120。

此工艺避免了原有工艺熔焊填补过程中的热变形问题，使得操作人员在过程中也可以对熔焊填补进行控制，以求最后控制的平整度。

检测方法

用宽坐角尺与修复平面贴合，用塞尺检测角尺和修复平面之间的间隙。最大间隙如满足目标值≤±0.1mm，则合格。表1示出了多个检测结果。根据表1可知经过本发明的方法修复的工件能够达到使用要求。

表1

尽管本发明依照其优选实施方式描述，但是存在落入本发明范围内的改变、置换和各种替代等同物。这里提供的示例仅是说明性的，而不是对本发明的限制。

为了简明，本说明书省略了对公知技术的描述。

Claims (5)

1.一种盾构密封接触面修复方法，其特征在于，该方法包括：

熔焊填补步骤，包括至少两个循环，每个循环包括：

对所述密封接触面上形成的凹槽进行熔焊填补；以及

消除所述熔焊引起的应力；

对所述熔焊填补形成的堆焊进行打磨至原始平面高度。

2.根据权利要求1所述的盾构密封接触面修复方法，其特征在于，所述每个循环中对所述凹槽进行熔焊填补的厚度高于接触平面。

3.根据权利要求1所述的盾构密封接触面修复方法，其特征在于，所述消除所述熔焊引起的应力通过将所述密封接触面所在的工件放置冷却来进行。

4.根据权利要求1所述的盾构密封接触面修复方法，其特征在于，所述熔焊填补步骤中使用507焊条。

5.根据权利要求1所述的盾构密封接触面修复方法，其特征在于，所述每个循环中对所述凹槽进行熔焊填补的厚度高于接触平面为0.5mm-0.8mm。

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