轧机主轴安全接手跟踪检测

　　1　前言

　　安全接手为轧机主轴上的关键部件(图1),某厂下主轴安全接手端面发生渗漏,当时无备件可供更换。考虑到停产将损失巨大,经有关部门研究作出“挖补修复渗漏部位,继续使用、密切跟踪”的决定,其后检测人员对接手缺陷发展状况进行高频次的监控跟踪,共实施检测近20项次,基于准确可靠的检测数据,该厂对接手快速顺利地进行了3次挖补修复,使该部件继续使用了三个月,直至设备正常检修期更换新品备件。安全接手新品备件如图2所示。

　　2　安全接手结构

　　安全接手由内外筒焊接组成,材质为35CrMo锻件,接手外径1530 mm。内筒壁厚约14 mm,外筒壁厚210mm,内外筒之间有约1mm的油槽,套筒端部焊接型式如图3所示,外筒近焊根部位加工有R4mm的凹槽。接手端面与筒壁均为机加工面,接手外表面涂漆,去除端面漆层后,目视亦难以分辨焊缝宽度及位置。采用化学腐蚀方式检测到焊缝边缘距内筒壁约15mm,焊缝宽度在15mm～20mm。

　　3　跟踪检测方案

　　基于安全接手结构特点,可以发现油槽R弧与焊缝根部为结构的高应力区域,从发生渗漏的部位可以判定裂纹源由焊缝根部区域产生,扩展后贯穿至外端面。因此监控的重点部位即是图3所示的A区。

　　裂纹产生后会沿周向及趋近轴向的方向发展,因此在筒体外壁采用超声波直探头扫查是监控裂纹状况的最佳方式。

　　为提高检测分辨率,选用窄脉冲探头G2N,如图4所示,将探头置于接手外圆端部,将完好部位225mm底波调整为100%f.s作为检测灵敏度,探头沿周向缓慢移动,对A区进行100%扫查,如结构完好,则波形如图5所示,225mm内壁回波清晰,此时,油槽R弧面回波(206mm)可见但波高明显低于内壁回波。

　　如探头中心对准R弧部位则仪器示波屏将同时显示206、210、225三个回波,而210mm会干扰裂纹性缺陷的判别,因此探头应尽量靠近端面,探头外壁与端面平齐移动。

　　如需要对裂纹进行测深,可采用横波斜探头在安全接手端面进行。安全接手跟踪检测频次根据主轴停机时间及裂纹扩展速率来确定。

　　4　裂纹跟踪与缺陷修复

　　4.1　跟踪检测波形分析

　　同时对上下主轴的安全接手焊缝进行超声波检测,完好部位的回波均如图5所示。如果焊接部位存在裂纹性缺陷,则穿过焊缝后的内筒壁回波幅值必定明显降低,同时,在225mm回波之前会出现一个深度在206mm～210mm左右、波幅较高的回波显示,如图6所示,通过回波深度值可以判断裂纹缺陷产生的部位及延伸方向,在210mm出现波峰>100%f.s的回波,说明该部位裂纹是在焊缝根部、油槽顶点产生,裂纹沿着垂直于端面的方向扩展。