CN106736233B - 电解槽钢壳强磁场环境下修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种不停电电解槽钢壳强磁场环境下修复的方法，步骤如下：在电解槽停产后，清理槽壳内外，将破损、变形钢壳周围的杂物清除干净；沿槽壳内壁变形趋势划出受力集中点，在应力集中处与牛腿加强筋平行受力点，进行应力消除处理，计算回铙余度，准确定位切口位置，架设拉力工具，使钢壳变形复位，加设加强背靠板，用高强度螺栓穿过应力集中点进行固定，用螺栓紧固，加设防磁装置进行焊接，将钢板的四周焊合到钢壳上；待焊缝冷却后，松开拉力工具，退火退磁，完成修复。与现有修复方法相比，本发明方法避免钢壳维修过程中的繁琐起吊步骤，在钢壳原位置即可进行校正修复，极大的缩小维修周期，降低了劳动强度和维修成本。

Description

电解槽钢壳强磁场环境下修复的方法

技术领域

本发明涉及一种电解槽钢壳强磁场环境下修复的方法。

背景技术

铝电解槽是在高温熔盐状态下进行工作的生产设备，它的阴极内衬不可避免地会受到电解质液和铝液的侵蚀。由于侵蚀所产生的应力作用使槽体变形和内衬破损（如侧壁向外鼓出，上部较大，四角上抬，壳底有时呈船形，电解槽侧部由于有侧部炉槽帮保护，通常不易被电解质侵蚀而破损。但是如果电解槽出现病槽或者其他原因，就会破坏炉帮从而可能导致侧壁炭素材料被局部腐蚀，致使槽壳直接与熔融电解质或铝液接触而造成侧部破损，最终导致严重漏槽），从而影响到电解槽的使用寿命，当槽体出现上述状况时需停槽维修，电解槽在大修期间不生产，同时材料和人工耗费也很多，因此如何在保证质量的前提下快速高效的完成对电解槽钢壳的维修，使其很快的投入到生产中是电解槽厂家面临的一个问题。

在钢壳维修工艺中焊接修补占有很大的比例，而电解车间存在很大的磁场，在这种强磁环境下，常规的焊接很难进行，所以现有的电解槽钢壳修补技术是将变形受损的钢壳调离车间，进行校正变形后对破损部位和底部侧部钢筋加强板进行焊接修补和加固，这样就避免了强磁场环境带来的维修的不便。在上述维修技术工艺下，起吊和安装钢壳需要花费很大的人力和物力，在并且在施工过程中操作难度大，危险系数高，是一种比较耗资且效率低下的钢壳修复方法。

发明内容

本发明主要目的是避免钢壳维修过程中的繁琐起吊步骤，提供一种强磁场环境下在钢壳原位置即可进行校正修复的方法，极大的提升了维修周期，降低了维修成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

电解槽钢壳强磁场环境下修复的方法，步骤如下：

1）钢壳的清理：在电解槽刨炉结束后，将破损钢壳内外周围的氧化铝熔渣、废弃炭块及其他浮灰物质清除干净；

2）钢壳侧部加固筋板的定位切割：沿槽壳内壁变形趋势划出受力集中点，在应力集中处与牛腿加强筋平行受力点，进行应力消除处理，计算回挠余度，准确定位切口位置，切口拉伸呈三角状，用应力孔释放加固筋板的内应力；

3）变形校正：在钢壳上部沿钢壳宽度方向间隔架设拉力工具，使向外鼓出的钢壳外壁逐渐收缩至原位置，使钢壳变形复位；

4）钢壳底部工字梁的焊接修复：在完成步骤3）后对工字梁与钢壳间的开裂间隙处进行焊接修补；

5）钢壳侧部加固筋板的焊接：在完成步骤4）后，将一块与步骤2）切口同等大小和厚度的钢板嵌入到步骤2）的切口中，并对契合面进行焊接；

6）加强筋侧板维修：设置加强筋侧板对称的应力消除孔4-8个，制作厚度20mm以上同等大小和强度的加强钢板，定位开孔后用螺栓固定定位，紧固螺栓，最后将钢板的四周焊合到钢壳上；

7）钢壳破损部位的修补：清理破损部位，修边齐角，再准备一块与母材同等规格比破损部位略大的钢板，将钢板贴在钢壳的破损部位，后将钢板的四周焊合到钢壳上；

8）待焊缝冷却后，松开拉力工具，退火退磁，即完成钢壳的修复。

本发明方法避免钢壳维修过程中的繁琐起吊步骤，在钢壳原位置强磁场环境下即可进行校正修复，极大的提升了维修周期，降低了维修成本。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

铝电解槽在运行一个周期后其钢壳由于高温溶液侵蚀所产生的应力作用使槽壳发生变形，侧壁向外鼓出，上部较大，四角上抬，壳底有时呈般形。电解槽侧部由于有侧部炉槽帮保护，通常不易被电解质侵蚀而破损。但是如果电解槽出现病槽或者其他原因，就会破坏炉帮从而可能导致侧壁炭素材料被局部腐蚀，致使槽壳直接与熔融电解质或铝液接触而造成侧部破损，最终导致严重漏槽。对上述破损钢壳原位强磁场环境下修复的过程如下：

1、钢壳的清理：在电解槽刨炉结束后，将破损钢壳内外周围的氧化铝熔渣、废弃炭块及其他浮灰物质清除干净，为维修操作提供空间。

2、钢壳侧部加固筋板的切割：在钢壳受热变形后，钢壳整体向外鼓出，因此钢壳侧部加固筋板内有很大的应力，沿槽壳内壁变形趋势划出受力集中点，在应力集中处与牛腿加强筋平行受力点，进行应力消除处理，计算回挠余度，准确定位切口位置，切口拉伸呈三角状，用应力孔释放加固筋板的内应力。

3、钢壳校正：在钢壳上部沿钢壳宽度方向每隔若干米（视变形情况而定）挂设倒链，然后慢慢收缩倒链，使向外鼓出的钢壳外壁逐渐收缩原位置，为了防止拉校过度，在钢壳外壁收缩到一定程度但未完全归位时壳内放置校正胎具，此步骤完成后保持倒链呈拉紧受力状态。

4、钢壳底部工字梁的焊接修复：钢壳受热变形后会使钢壳四角上翘，使得其底部工字梁与钢壳底部开裂脱离，在完成步骤3后对工字梁与钢壳的开裂间隙处进行焊接修补，由于其裂缝一般不大，所以可在做简单的防磁装置后可进行焊接填满开裂间隙缺口。

5.钢壳侧部加固筋板的焊接：在完成步骤4）后，将一块与步骤2）切口同等大小和厚度的钢板嵌入到步骤2）的切口中，然后利用焊枪对其契合面进行多道多层堆焊。

6.加强筋侧板维修：设置加强筋侧板对称的应力消除孔4-8个，制作厚度20mm以上同等大小和强度的加强钢板，定位开孔后用24mm以上螺栓固定定位，紧固螺栓，最后将钢板的四周焊合到钢壳上。

7.钢壳破损部位的修补：清理破损部位，修边齐角，再准备一块与母材同等规格比破损部位略大的钢板，将钢板贴在钢壳的破损部位，后将钢板的四周焊合到钢壳上。

8.在完成上述所有步骤后待侧部和底部焊缝冷却后松开倒链，然后取下校正胎具，退磁退火消除二次应力，即完成整个修复过程。

回挠余度是指根据实际情况对钢板进行加热，使钢板进行反变形后的线位移，其计算可参考文献《机械设计手册》1993年12月第三版，化学工业出版社，18-111。具体公式如下：

其中，M弯矩、m计算力、E钢的弹性模量、J钢的截面惯矩、e长度值。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.电解槽钢壳强磁场环境下修复的方法，步骤如下：

1）钢壳的清理：在电解槽刨炉结束后，将破损钢壳内外周围的氧化铝熔渣、废弃炭块及其他浮灰物质清除干净；

2）钢壳侧部加固筋板的定位切割：沿槽壳内壁变形趋势划出受力集中点，在应力集中处与牛腿加强筋平行受力点，进行应力消除处理，计算回挠余度，准确定位切口位置，切口拉伸呈三角状，用应力孔释放加固筋板的内应力；

3）变形校正：在钢壳上部沿钢壳宽度方向间隔架设拉力工具，使向外鼓出的钢壳外壁逐渐收缩至原位置，使钢壳变形复位；

4）钢壳底部工字梁的焊接修复：在完成步骤3）后对工字梁与钢壳间的开裂间隙处进行焊接修补；

5）钢壳侧部加固筋板的焊接：在完成步骤4）后，将一块与步骤2）切口同等大小和厚度的钢板嵌入到步骤2）的切口中，并对契合面进行焊接；

6）加强筋侧板维修：设置加强筋侧板对称的应力消除孔4-8个，制作厚度20mm以上同等大小和强度的加强钢板，定位开孔后用螺栓固定定位，紧固螺栓，最后将钢板的四周焊合到钢壳上；

7）钢壳破损部位的修补：清理破损部位，修边齐角，再准备一块与母材同等规格比破损部位略大的钢板，将钢板贴在钢壳的破损部位，后将钢板的四周焊合到钢壳上；

8）待焊缝冷却后，松开拉力工具，退火退磁，即完成钢壳的修复。