CN105436814B - 输油臂旋转接头覆熔加工修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输油臂旋转接头覆熔加工修复方法，其包括以下步骤：定位切割旋转接头、旋转接头覆熔加工、接头焊接；本发明采用密封面堆焊熔覆加工等技术，实现进口输油臂关键部件的功能修复，以保证设备正常使用，延长设备的使用年限。

Description

输油臂旋转接头覆熔加工修复方法

技术领域

本发明涉及一种输油臂的功能修复方法，尤其是一种输油臂旋转接头覆熔加工修复方法。

背景技术

输油臂是由钢管和六个回转接头组成的一种柔性管道设备，在输油过程中，回转接头随船一起上、下浮动，前、后、左、右漂移，以保证输油顺利进行。然而，由于各个用户码头高度不同，潮差大小不一，油轮大小不等，海面风力大小不定，都会导致船舶在海面上下、左右、前后漂浮不定，如果回转街头出现故障，则对整个生产造成很大的影响，因此，如何保证回转接头的正常使用是已成为我公司研究的重点课题。

随着社会的进步和科学技术的发展，各种机械设备正沿大型化、高效率、高质量的方向发展，对机械产品的可靠性和使用性能要求越来越高。堆焊熔覆作为材料表面改性的一种经济而快速的工艺方法，可以提高产品和设备的性能、延长使用寿命、降低成本，因此越来越多地应用于各个工业部门零件的制造和修复中。堆焊熔覆是指将具有一定使用性能的合金材料借助一定的热源手段熔覆在母体材料的表面，以赋予母材特殊使用性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。因此，堆焊既可用于修复材料因服役而导致的失效部位，亦可用于强化材料或零件的表面，其目的都在于延长零件的使用寿命、节约贵重材料、降低制造成本。

我公司在用日本产输油臂已超过15年，因长时间使用及油品介质腐蚀，旋转接头密封面等存在不同程度的磨损、腐蚀、配合精度下降等问题，部分旋转接头动作困难，操作不便；部分旋转部位间隙量增大，造成作业过程中油品渗漏，即使更换密封圈也无法彻底解决问题。按照通常设备维保方法，输油臂返回日本原厂家进行功能恢复，成本很高且维保周期难以预计，同时对生产作业造成极大影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低且能够延长输油臂使用寿命的输油臂旋转接头覆熔加工修复方法。

为了解决上述技术问题，本发明的输油臂旋转接头覆熔加工修复方法，包括以下步骤：

1)定位切割旋转接头：

①在旋转接头切割面两侧每隔90度打一个点，每侧共四个点，在两点间划出直线并测算出直线距离，此为定位辅助数据；

②将4个卡具每隔90度焊接在旋转接头切割面靠近输油臂主体的一侧，在卡具的一端与旋转接头表面之间放入塞尺，并记录下数据；

③在旋转接头切割面的两侧每隔90度焊接一个耳环，两侧的耳环要逐一对应，均在一条水平线上；

④用极细黑色记号笔并采用专用圆周靠尺划线法在旋转接头焊缝中缝处划圆周切割线，然后对旋转接头进行切割；

2)旋转接头覆熔加工：

①将切割下来的旋转接头送厂车削；

②车床切削旋转接头密封面表面去薄2mm；

③变形保护安装；

④焊接熔覆材料4mm；

⑤车床粗加工车平面1.8mm；

⑥车床精加工车平面0.15mm；

⑦磨床精磨加工最终加工表面粗糙度Ra＜0.4、平面度＜0.03mm；

3)接头焊接：

①对旋转接头上的焊口和输油臂主体上的焊口进行处理使两侧坡口与中心线夹角均为15°，熔覆表面及轴承滑道做好保护；

②将旋转接头与输油臂主体通过卡具对接，且旋转接头上的耳环与输油臂主体上的耳环逐一对应，然后在对应耳环之间加入长度一定的顶套并通过长螺栓予以固定，以保证焊接时给焊口预留足够的间距；

③对旋转接头与输油臂主体进行焊接，其中焊接时氩弧焊打底一次成型焊接，二氧化碳气体保护封口焊口，高度不得超过母材4-5mm；

④焊接完毕后采用X光照相方式对焊口进行探伤，且圆周方向平均分布不得少于5张照片；

⑤探伤完毕后分别使用水压试验及气密试验的方法对焊接部位进行强度及密封试验：输油臂法兰用25mm钢质盲板进行封闭，向管腔内部注入水，用加压泵加压至1.5倍设计压力即2.25Mpa，静置30分钟焊接处不出现渗漏即为合格；向输油臂内用气泵注入0.6Mpa压力保持15min，用5％泡沫溶液向焊缝表面喷洒，观察不得有气泡渗出即为合格。

所述熔覆材料采用9Gr18mov材料。

本发明的有益效果是：

1、本发明的方法使得输油臂旋转接头密封间隙恢复原尺寸，密封圈压量增加，输油臂的密封性得以保证。其中汽油、柴油输油臂于2015年7月修复完毕并投入使用，柴油臂已作业一次，作业过程中输油臂旋转接头动作顺畅，无泄漏事件发生。

2、本发明的方法的实施不仅延长了输油臂的使用年限而且大大降低了输油臂发生“跑冒滴漏”事故的概率，保证了作业安全进行。本发明在使用最少资金的前提下完成了公司主要装卸设备功能的恢复，避免了因重新购置设备而带来的巨大花费，给公司节约了资金成本。

3、经过熔覆加工后的输油臂可延长5-8年的使用年限，输油臂恢复预期功能，这将对行业内输油臂维修技术的发展有着重要意义。油品类码头可通过技术手段对达到使用年限的输油臂进行维修加工使其恢复出厂状态，无需重新购置新的输油臂。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细的说明：

本发明的输油臂旋转接头覆熔加工修复方法，包括以下步骤：定位切割旋转接头、旋转接头覆熔加工、接头焊接。

1、关于定位切割旋转接头

日产输油臂旋转关节的密封面直接与输油臂主体结构相连，而不是通过法兰的形式连接，所以无法直接取下。堆焊机床加工物件的大小能力有限，故只能将带有密封面的接头切割下来送厂进行熔覆维修，最后在将经熔覆维修的接头焊接至输油臂主体上。

为了保证焊接后输油臂外形尺寸不发生变化，对切割部位的定位成为一个关键环节，传统的定位方式为打点划线，此方式简易但精度过低，再加上焊接后焊口会发生应力变化，接头处会发生不同程度的变形，所以仅仅靠打点划线无法保证焊接后臂体的完好。在此，我们采用了如下定位方式：首先，在接头切割面两侧每隔90度打一个点，每侧共四个点，在两点间划出直线并测算出直线距离，此为定位辅助数据；其次，将4个卡具每隔90度焊接在切割面靠近输油臂主体的一侧，卡具用于焊接时固定带有密封面的接头，方便焊接操作的进行并保证接头与主体的同心度。同时，在卡具的一端与接头表面之间放入塞尺，并记录下数据，使焊接固定接头时的位置更加准确；最后，在切割面的两侧每隔90度焊接一个耳环，两侧的耳环要逐一对应，均在一条水平线上，后在对应耳环之间加入长度一定的顶套并通过长螺栓予以固定，这样可保证焊接时给焊口预留的间距，从而提高焊接精度。需要特别说明的是，焊接的8个耳环一定要牢靠，这样可减少焊接后内应力使接头产生变形的影响。

在定位操作全部完成后需对接头进行切割，切割前用极细黑色记号笔，采用专用圆周靠尺划线法在输油臂接头焊缝中缝处划圆周切割线，切割不得使用气割方式以免对臂体造成破坏，使用手动角磨机即可满足切割作业的要求，角磨机安装1.7mm超薄切割片线切割密封面，保证切口≤3mm。

2、关于旋转接头覆熔加工

耐磨堆焊熔覆技术的涉及面越来越广，但经过我方调查，目前国内及国外尚无技术资料显示有过将熔覆加工技术应用到输油臂旋转密封位修复中去的工程实例，现将其应用于装卸设备中的输油臂密封功能恢复中去，在输油臂行业内可以说是一个极大的创新。

输油臂的密封面为其最关键的部位之一，因长时间使用及油品介质腐蚀，旋转接头密封面存在不同程度的磨损、腐蚀、配合精度下降等问题，密封面的高低决定旋转部位的间隙量进而影响输油臂的密封性，间隙量过低使密封圈压量过高，旋转接头转动困难，间隙量过高使密封圈压量过低，输油臂的密封性又难以保证，所以密封面的高低要严格控制在一个合适范围内，故对其加工精度要求极高，密封面的熔覆加工工艺复杂困难，经过研讨，制定如下工艺方案：熔覆采用进口材料9Gr18mov，该材料具有硬度高、耐磨、耐腐蚀等优点。加工方式：将旋转接头切割送厂→车床切削密封表面去薄2mm→变形保护安装→焊接9Gr18mov材料4mm→车床粗加工车平面1.8mm→车床精加工车平面0.15mm→磨床精磨加工最终加工表面粗糙度Ra＜0.4、平面度＜0.03mm。经过整个熔覆过程，输油臂密封面硬度达到45-50HRC，光洁度达到Δ11以上，厚度长高0.05mm，满足了输油臂的密封要求。

3、关于接头焊接

将熔覆维修完的接头定位后进行最后的焊接，焊接前对接头焊口进行处理使两侧坡口与中心线夹角均为15°，熔覆表面及轴承滑道需做好保护，焊接时氩弧焊打底一次成型焊接，二氧化碳气体保护封口焊口，高度不得超过母材4-5mm。需要特别注意的是：焊接时输油臂主体一定要固定在专用支架上，以利于焊口的转动；焊接部位周围做好围挡，减少气流对焊接焊口的影响。

焊接完毕后采用X光照相方式对焊口进行探伤，且圆周方向平均分布不得少于5张照片。探伤完毕后分别使用水压试验及气密试验的方法对焊接部位进行强度及密封试验：输油臂法兰用25mm钢质盲板进行封闭，向管腔内部注入水，用加压泵加压至1.5倍设计压力即2.25Mpa，静置30分钟焊接处不出现渗漏即为合格；向输油臂内用气泵注入0.6Mpa压力保持15min，用5％泡沫溶液向焊缝表面喷洒，观察不得有气泡渗出即为合格。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (2)

1.一种输油臂旋转接头覆熔加工修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)定位切割旋转接头：

①在旋转接头切割面两侧每隔90度打一个点，每侧共四个点，在两点间划出直线并测算出直线距离，此为定位辅助数据；

②将4个卡具每隔90度焊接在旋转接头切割面靠近输油臂主体的一侧，在卡具的一端与旋转接头表面之间放入塞尺，并记录下数据；

③在旋转接头切割面的两侧每隔90度焊接一个耳环，两侧的耳环要逐一对应，均在一条水平线上；

④用极细黑色记号笔在旋转接头焊缝中缝处划圆周切割线，然后对旋转接头进行切割；

2)旋转接头覆熔加工：

①将切割下来的旋转接头送厂车削；

②车床切削旋转接头密封面表面去薄2mm；

③变形保护安装；

④焊接熔覆材料4mm；

⑤车床粗加工车平面1.8mm；

⑥车床精加工车平面0.15mm；

⑦磨床精磨加工最终加工表面粗糙度Ra＜0.4、平面度＜0.03mm；

3)接头焊接：

①对旋转接头上的焊口和输油臂主体上的焊口进行处理使两侧坡口与中心线夹角均为15°，熔覆表面及轴承滑道做好保护；

②将旋转接头与输油臂主体通过卡具对接，且旋转接头上的耳环与输油臂主体上的耳环逐一对应，然后在对应耳环之间加入长度一定的顶套并通过长螺栓予以固定，以保证焊接时给焊口预留足够的间距；

③对旋转接头与输油臂主体进行焊接，其中焊接时氩弧焊打底一次成型焊接，二氧化碳气体保护封口焊口，高度不得超过母材4-5mm；

④焊接完毕后采用X光照相方式对焊口进行探伤，且圆周方向平均分布不得少于5张照片；

⑤探伤完毕后分别使用水压试验及气密试验的方法对焊接部位进行强度及密封试验：输油臂法兰用25mm钢质盲板进行封闭，向管腔内部注入水，用加压泵加压至1.5倍设计压力即2.25Mpa，静置30分钟焊接处不出现渗漏即为合格；向输油臂内用气泵注入0.6Mpa压力保持15min，用5％泡沫溶液向焊缝表面喷洒，观察不得有气泡渗出即为合格。

2.按照权利要求1所述的输油臂旋转接头覆熔加工修复方法，其特征在于：所述熔覆材料采用9Gr18mov材料。