DD150017B1

DD150017B1 - Verfahren zur Reparaturschweißung von großflächig rißgeschadigten Kesseltrommein

Info

Publication number: DD150017B1
Authority: DD
Publication date: 1981-08-12

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Reparatur von großflächig rißgeschädigten Kesseltrommeln

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur von großflächig riogeschädigten Kesseltromraein .

Charakteristik der betennten technischen Lösungen

Für die ReparaturschweiSung riSgeschädigter Xesseltrommein ist es bekannt, die Risse zu Mulden auszuschweifen, diese Stellen vorzuwärmen, mit dem Kesseltromtnelwerkstoff entsprechenden 3chwei3zusatzwerkstoffen zu schweißen und sine '.Värmenachbehandlung vorzunehmen. Diese ReparaturschweiSung weist den Nachteil auf, daß sie nur bei einer geringen Ri3- bzw. Muldenanzahl und -tiefe anwendbar ist. Eine eoensolche Reparaturtechnologie, aber ohne '.Värnenachbehandlung, ist für Schweißverfahrsn mit nicht den Tronmelvverkstoff entsprechenden (artfremden) Schweißzusatzwerkstoff üblich, Es ist weiterhin bekannt geworden, eine gröSers Anzahl von hintereinander und auf eng oegrenztera Raue auch nebeneinander liegenden Rissen durch das Ausschleifen еілзг schmalen Mulde großer Länge zu beseitigen und diese Mulden durch artgleichen oder artfremden SchweiSzusatzv/erkstoff auszufüllen. Einem Einsatz dieser Reparaturverfahren für Xasseltronmeln mit groSflächigen RiSschädigungsbereichen steht оіз Meinung der Schweißfachleute entgegen, diese Verfahren auf Grund

der zeitweiligen hohen Spannungen und großen Spannungsänderungen auf der Trommelinnenseite nicht anzuwenden. Auf diesem Grunde ist ein "„Vei te rbe trieb einer großflächig ri3geschädigten Trommel, bei der der zulässige Sicherheitsfaktor unterschritten ist, nicht ne'nr möglich. Auch die für GroSreparaturen von Maschinenteilen bekannten Maßnahmen der Schwei3vorbereitung_# -durchführung und -nachbehandlung waren aufgrund des Schadensumfanges und der Schadensmechanismen nicht anwendbar. Die Gründe sind darin zu sehen, daß das Spannungsniveau einer Kesseltrommel beim Vorwärmen, Schweißen und Nachbehandeln eine nicht abschätzbare Größe darstellt, da die Menge des einzubringenden Schweißgutes keine Abschätzung der Auswirkungen auf die Eigenschaften für den Setrieb der Kesseltrommel zulaßt. ,Veiterhin werden durch die Warmebeaufschlagung der in den Lagern abgestützten Kesseltrommel die Festigkeitswerte herabgesetzt und bleibende Veränderungen der Kesseitrommelgeonetrie nicht ausgeschlossen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, für großflächig riSgeschädigte Kesseltrommeln eine Reparaturtechnologie zu finden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die rißgsschädigten Bereiche der Kesseltrommel nach an sich bekannten Verfahren der SchweiSvorbereitung, -durchführung und -nachbehandlung mit einer Auftragsschicht zu versehen, deren Aufbau und Eigenschaften unter 3eachtung des Schadensumfапсез und dar -mechanismen einen vollwertigen 3etrieb zuläßt. Außerdem soll die Kesseltrommel im Kesselgerüst verbleiben. Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß

a) die Mulde mit einer die Ovalität der Kesseltrommel etv;a ausgleichenden überhöhten Auftragsschweißung versehen,

b) die AuftragsschweiSung als kreuzweise zueinander liegende ScmveiSlagen (Zuglagen) ausgeführt,

c) die Trommel beim Glühen un 130 Grad gedreht und

d) das Glühen in Abschnitten mit Hrfassung des vorher geglühten Abschnittes durchgeführt

wird.

Ausführungsbeispiel

An einem Ausführungsbeispiel ',vird die Erfindung näher srljutert. 3ei Revision einer Kesseltronnel mit эіпеп Durchmesser von 1700 mm, einer '.Vanddicke von 70 mn und einer zylindrischen Trommellänge von 93CO nm wurden in einen langen und breiten Зегеісп des Lcchgittsrs in der Trommelsohla РЛззе festgestellt. Іл den Stegen betragt die ?.i2tiefa bis 7 n, in den Loch kanten bis 20 an. 3io Schadensf eststell jr.g erfolgte nach einer 3etrisDszsit von 150 OCO Stunden. Als Ursache sind zusätzliche Spannungen durch Thernoschocks, große Ovalität und Korrosionseinflüsse anzusehen. 'Jm den geforderten Sicherheitsfaktor wieder zu erraicnan una un aas Risiko weiterer Siäöildungen oder 3i3vergröSerungen zu vermeiden, ',vird der gesamte riSbehaftete /.'erkstof f bereicn an der Innenfasar durch mechanische Bearbeitung beseitigt. Jadurcn entsteht eine durchgängige flache Mulde mit einer Länge von 4000 -ля in Trommellängsachse und eine 3reite von 500 mn und einer maximalen Tiefe von 7 nm.

Dies.e Mulde wird durch AuftragsschvveiSung mit einem den ,<essel'.'/erkstcff entsprechenden Schvvei3zusatzv;erkstoff nit einer ca. 5 nm groäen Nahtübernöhung ausgefüllt. Dta überhöhte AuftragsschvveiSung gleicht etwa die Ovalitjt csr Kesseltronnel aus und führt damit gleichzeitig zur Senkung der Betrisosspannung.

Als AufträgsschvveiSverfahren sind das UP-SchweiSen, das COp-Schweißen oder dia konventionelle nsndsc.T.vsi.3ung möglich.

Letztere ist auf Grund der komplizierten Bedingungen, wie Zugänglichkeit, Vorwärmung, Schweißfolge und Lochgitteranordnung vorzuziehen. Die Mulde und deren gesamte angrenzenden Зегеіспе werden nach der mechanischen Bearbeitung metallisch blank geschliffen, иш Unebenheiten auszugleichen und einwandfreie Voraussetzungen für die Prüfung der Fläche auf RiSfreiheit zu schaffen. Bei der Prüfung gefundene ,lestrisse sind erneut auszuschleifen. Die Lochkantenanrisse in den Stutzenlöchern, die innerhalb und außerhalb des Muldenbereiches liegen, sind ebenfalls durch mechanische Bearbeitung zu entfernen. In die so hergerichteten Stutzenlöcher sind angefaste Badsicherungsringe einzubringen, die der Mulden- bzw. Trommelform angepaßt sind. Dia 4C00 ram lange Mulde ist in die Bereiche 1-4 sowie in weitere Unterteilungen 1.1; 1,2 bis 4.1; 4.2 zu unterteilen.

Dxe partielle Vorwärmung des SchweiSbereiches bis auf 250° erfolgt durch .Viderstandserwärraung. Die Glühgürtel sind an der TrommelauSenseite anzulegen und zu isolieren. 3is auf die SchweiSbereiche ist die Trommel innen durch Isolisrmatten abzudecken. Die Vorwärmung und das AuftragsschweiSen ist gleichzeitig in den Sereichen 1.1 und 3.1, dann in 2,1 und 4.1, danach in 1.2 und 3.2 sowie 2.2 und 4.2 durchzuführen, wobei die Schweißlagen kreuzweise zueinander als Zuglagen eingebracht werden, so daß eine Verminderung der Zugspannungen eintritt. Zur Fehlervermeidung werden die T_eilbereiche allseitig als 45° Übergänge ausgebildet. Das aufgetragene SchweiSgut ist mit einer Schablone auf Einhaltung der Trommelgeometrie zu überprüfen. Ebenso sind die Trommeldurchmesser auf Veränderungen während des SchweiSvorganges zu kontrollieren. Die ausgearbeiteten Lochkanten und mit Badsicherungsringen versehenen Löscher im Bereich der ausgearbeiteten Mulde werden bei der MuldenschweiSung mit ausgefüllt. Alle übrigen Lö-cher mit den ausgearbeiteten Rissen in den Lochkanten und den eingesetzten Sadsicherungsringsn werden nach entsprechender Vorwärmung geschweißt. Nach der Ausführung aller 3chwei3arbeiten auf der Trommelinnenseita erfolgt das Anschweißen diverser Fall- und Steigrohrstutzten auf der

ιronmelauSenseite nach bekannten Technologisn, Für die entsprechende Vorwärmung -.ve г de η die ,Viderstandsgürtal auf der Trommeiinnanseirs befestigt und isoliert. Für die StutzenschweiSung ist die Trommellänge wieder in SchweiSbereicho einzuteilen. Zum Zwecke der Qualitätsverbesserung wird die Trommel in der Gerüstaufhängung zur 3tutzenanschwai3ung in die jeweilig günstigste Lage gedreht.

Sind alle SchweiS arbeit en beendet, erfolgt die abschnittsweise '.iä rnenachbehandiung durch Induktionsglühen mit einer Netzfrequenz von 50 Hz bei einer auf den Trommelwerkstoff abgestimmten Temperatur, wobei die Kasseitromnel in der um 130 gedrehten Lage verbleibt, so daS die ScruveiSzugspannungen durch Druckspannungen kompensiert wercen. Hierzu wird die Trommel innen und auSen isoliert, um V.'ärmaverluste zu vermeiden und in Glühabscnnitts eingeteilt. Im Teilbereich 1 und 2 wird ie ein Induktor angeordnet und die Glühung durchgeführt. Danach лігс der Induktor vom Teilbereich 2 nach 3 versetzt und geglüht. Darauf folgt die Versetzung des Induktors vcm Teilbereich 1 nach 4 usw. Oie Glühbereiche sollen sich überlappen. Die Glüh temperatur und die Temperaturzunahme je Zeiteinheit sind standig zu überwachen . Zur Vermeidung von Verwerfungen und Durchbiegungen sind die Trommeln entsprechend abzufangen und auszusteifen. Nach 3eendigung des Glühprozesses und Abkühlung dar Trommel sind die Sadsicherungen auszubohren. Die Schweionahtschuppung der FlächenschweiSung ist durch mechanische Bearbeitung mit entsprechenden Vorrichtungen vollständig zu entfernen. Dabei ist die Zylinderform der Trommel wieder herzustallen. Die Übergänge zum Grundwerkstoff sind durch 3_chleif3n anzugleichen. Die Lochkanten sind abzurunden. Die Trommel ist einer Prüfung auf 3i3freiheit und Unrundheit zu unterzaihen. Vor Beginn alier xsparaturarbeiten ist der Nachweis zu erbringen, daS das Trommelmaterial für eine Reparaturschv/ei-Sung geeignet und die Festigkeitskennvverta ausreichend sind.

Durch die Erfindung sind folgende Vorteile erzielt:

1. Keine Demontage der geschädigten kesseltromrael und !iontage einer neuen Kesseltrornnel.

2. Die Reparaturschweiäung stellt eine kostengünstige Technologie dar.

3. Durch die überhöhte Auf t гздзэсгпѵзіЗипд '.vird der vorhandenen Ovalität mit einer verstärkten V/anddicke entgegengewirkt.

4. Die für die·StutzenschweiSunc in die schweißtechnisch günstige durch Drehung der Kesseitronmel im ISO Grad erreichte Lage stellt auch die günstigste Lage für die Glühung dar, so da3 eine Kompensation der SchiveiSzugspannung durch Druckspannungen erreicnt wird.

5. Die Stillegung des Dampferzeugers bei Unterschreitung des Sicherheitsfaktors wird vermieden.

6. Durch die Reparatur wird die Minderung der Auslagungsparameter verhindert.

Claims

S= rf indungsanspruch

Verfahrer, zur ReparaturschvveiSung von großflächig riSgescha'digten iCesseitronmeln unter Verwendung eines ЗсплеіЗ-verfahrens nit ./ärraevor- und -nachbehandlung und eines den Kesseltrcmmelvverkstorf entsprechenden Sch'.veißzusatzwerkstoffes, wobei die ri.Sgeschädigten Stellen zu einer .^v!ulde großer Länge und Breite und einer '.,'andschwächung bis 15 _;J mechanisch ausgearbeitet, die angrenzenden 3sreiche Tieialiiscn blan'c geschliffen, der Muldenforra und den 3onrungen angepaßte Badsicherungsringe angeordnet und Уоглігя-, Schweiß- und Glühbereichs festgelegt '.'/erden, gekennzeichnet dadurch, daß

a) die Mulde mit einer die Cvalitat der Xasseltrommel atvva ausgleichenden überhöhten AuftragsschvveiSung versehen,

b) die Auftragssc'nv/eiSung als kreuzweise zueinander liegende SchvveiSlagen {Zuglagen) ausgeführt,

c) die Trommel beim Glühen um 130 Grad gedreht und

d) das Glühen in Abschnitten mit Erfassung des vorher geglühten Abschnittes durchgeführt

wird.

In Betracht gezogene Druckschriften.

DD-PS 64 293 (B 23 K 31 06)

DD-PS 135 578 ·Β 23 K 9/02)

G. Sonntag, H. Vathke: Elektrisches Widerstandsglühen mittels Heizbänder Im Chemieanlagenbau,

Schweißtechnik 25 Ί975) 1, S. 17 + 18

W. Anders: Großreparatur -Scnweißungen bei Maschinenschaden, Venag Technik, Berlin 1953 S. 177,216