摘要：通过分析造纸铸铁烘缸的材料特点、结构形状、和使用工况，明确薄弱部位，结合缺陷特点，采用针对性的检测手段，能够有效地评估烘缸的安全状况，保障烘缸的安全使用。
烘缸是造纸行业最主要的设备之一，作用是烘干湿纸浆。由于灰铸铁热容大、保温性能好、耐磨性好，因此造纸烘缸普遍采用灰铸铁材料。灰铸铁在铸造过程中易产生铸造缺陷，内部铸造组织疏松，晶粒较粗，又有大量的片状石墨，属于脆性材料，给检验工作带来一定的困难。
1.烘缸基本工况与应力分析
烘缸的结构如图1所示，由烘缸缸体、缸盖、人孔（或检查孔）等组成。烘缸工作时内部通入水蒸汽进行加热，工作温度165 ℃左右，工作压力0.3～0.6 MPa，由于缸壁较厚，烘缸的自重较大。烘缸工作时高速旋转，从缸体的受载分析可知，缸壁应力主要由4部分组成：①内压产生的薄膜应力；②缸体转动缸壁离心力引起的薄膜应力；③缸体转动转矩引起的应力；④自重的扭矩应力。
图1 烘缸结构图
2.检验前企业的准备工作
2.1设备必须停机，用盲板或其他可靠方法隔断蒸汽来源，必须切断与烘缸有关
的电源，并设置明显标志，采取有效措施，保证烘缸在检验期间不发生转动。拆除妨碍检验工作的导布、传动侧缸吸管等物件卸掉排气、排水螺栓，清除烘缸内部冷凝水，拆除蒸汽入口与烘缸的连接面，必要时打开人孔或手孔，清理烘缸内部，并进行通风。准备好安全照明设备此外，还应遵照《检规》的要求做好准备工作。对检验员认为有必要清理的部位进行清理
3.烘缸定期检验的重点
3.1 技术资料的审查
审查是否有压力容器质量证明书、竣工图，产品监督检验报告；烘缸本体上是否有相对应的产品铭牌；其设计、制造标准是否符合上文所述的标准及《固容规》；烘缸是否由有资质安装单位安装等等。
缸体和缸盖的材质应符合GB/T 9439-1988 的规定。
a）设计压力为0.3 MPa 时，不低于HT200；
b）设计压力为0.5 MPa 时，不低于HT250；
c）设计压力为0.8 MPa 时，不低于HT300。
3.2 内外部宏观检验
内外部检验主要是检查几何结构是否符合相应的标准，更重要的是检查烘缸内外表面有无严重的腐蚀、磨损、局部沟槽、砂眼、裂纹等缺陷。特别是缸体和缸盖应力集中部位的表面质量情况，如轴头与缸盖过渡转角处、缸体指口R 园角过渡处等。且应对受交变剪应力的螺栓进行拆卸抽查，一般应在180℃对称线上抽1 ～ 3对，对螺栓进行硬度测试和高倍观察，进行表面无损检测。
3.3 壁厚测量
由于缸体主要承受内部蒸汽压力，所以厚度的测量尤为重要。常用的壁厚测定方法为超声波测厚，但由于铸铁材料的特殊性，不同铸铁的声速变化较大，为更准确地输入超声在铸铁中的传播声速，利用缸体与缸盖结合部位的凸缘进行声速的校准，用游标卡尺测量凸缘的实际厚度后，输入超声波声速进行校准。需要注意的是，由于缸体凸缘的圆滑过渡部位厚度变化较大（图2），此处并不是缸体有效厚度，故实际检测中应避开凸缘变化部位。测量后得到厚度，可以根据QBT 2556《造纸机械用铸铁烘缸设计规定》缸体的最小壁厚公式，计算得出测得的壁厚是否满足最小许用壁厚的要求。
图2 缸体凸缘
3.4 硬度测定
铸铁材质烘缸的强度、塑性和韧性的较低，几乎没有屈服限过度段，硬度是其非常重要的指标。测定硬度既可无损伤地测得烘缸的机械性能，也可检查材质在使用过程中是否存在老化现象。硬度测定应在针对性的部位取点，即怀疑的重点对称处，以及在离缸体两端80mm-100mm 范围内每端各测一点。测量时应取每点多次测量的平均值，将测点中最低的一个平均值为最终数值。下列列出两种常用灰铸铁的硬度范围如下：
HT200（HT20-40） HB160 ～ HB255
HT250（HT25-47） HB167 ～ HB260
这里需要指出的是，同一牌号的铸件在不同厚度处硬度值是不同的，因此HB 给出了一个范围值。同理，铸件抗拉强度也是在不同壁厚处的一个范围值。它们均应在GB9439-88 的规定范围内。
3.5 安全附件的检查
烘缸的设计压力一般为0.3 ～ 0.8Mpa，检验时要检查安全阀的校验有效期和开启压力，，防止输送到烘缸里的蒸汽压力过高，超过设计压力而带来安全隐患。
4.水压试验
下列几种情况均应做水压试验，水压试验压力系数取2.0，水压试验时要支撑好缸体，使轴承不受力或卸下来进行水压试验，具体试验方法及要求应符合《容规》的规定。对于内外部检验缺陷较多，又经过修理的烘缸检验员认为有必要时。最高工作压力校核试验在其他检验项目均合格的前提下，当烘缸不进行水压试验时应进行最高工作压力校核试验。试验介质为蒸汽或压缩空气。试验压力为烘缸核定最高工作压力的1.15倍，且不得高于设计压力。若无法确定设计压力的，试验压力不得超过03MPa。开机空转检查，以无泄漏、无异常响声为合格。
4.1安全附件检查
在锅炉房分汽缸后通入烘缸的管道或分汽缸上应装设减压阀、安全阀、压力表、主蒸汽控制阀等可靠的管道附件，不允许蒸汽无安全泄压装置由锅炉直接通入烘缸:检査安全阀、压力表的检查报告和使用有效期的证书，以及其铅封情况对不符合要求的应立即整改，整改方案应满足安全使用的要求。其余安全附件项目按《检规》。
5.结论
铸铁制造的压力容器，应考虑其材料的特殊性，结构上的特点，以及使用过程中可能产生缺陷的部位，有针对性的制定检验方案。采取资料审查、宏观检测、超声波测厚以及硬度测定等方法，必要时还可以增加表面无损检测、耐压试验等手段，一般能够准确地评定铸铁压力容器的安全状况，保障其安全使用。
参考文献
［1］TSG 21—2016.固定式压力容器安全技术监察规程［S］.
［2］QBT 2556—2008.造纸机械用铸铁烘缸设计规定［S］.
［3］QB2551—2008.造纸机械用铸铁烘缸技术条件［S］.
论文作者:雷胜军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/26
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