旋转滤网链板断裂原因研究

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1、旋转滤网链板断裂原因研究　　摘要：为延长冷凝器循环水旋转滤网传动链板的使用寿命，将其材质由SS600改为2Cr13，并在结构上作局部变更。新型链板在投入运行后频繁发生断裂并磨损严重。经观测新型链板的实际运行状况并分析认为2Cr13在局部焊接和热处理不当是导致链板频繁断裂和过度磨损的主要原因。关键词：旋转滤网链板材质残余应力断裂中图分类号：O346.1文献标识码：A文章编号：AnalysisonTravellingScreenLinkPlateFractrueLidaXie(GuangdongShajiaoBPowerStation,523937)Abstract:Forextending

2、theservicelifeofcondensercirculatingwatertravellingscreenlinkplate,itisreplacedto2Cr13tomakeitfromSS60.Atthesametime,itischangedatsomestructuredetails.Afterputtinginoperation,somelinkplatesfractureandthelinkpinsareseriouslyworn.Afteroperationassessmentandanalysis,itisjudgedthatunsuitablehardness-

3、temperingand6weldingleadtotheunexpectedfractureandexcesswear-out.Keywords:travellingscreen;linkplate;material;residualstress;fracture概述某电厂共有3台旋转滤网，安装在循环水泵入口前，用来滤除海水中的垃圾和水生物，保证汽轮机组冷凝器的清洁度，提高其换热效率。旋转滤网的过滤元件是筛网，一台旋转滤网共有筛网54片，其外形尺寸为长（5941mm）×宽（580mm），两端分别安装在节距600mm链条上。筛网和链条的总重量约为63吨，滤网移动的速度为5米/分钟。链条的

4、结构图如下：图1旋转滤网的工作环境为海水，有较强的腐蚀性，虽然采用了锌板进行牺牲阳极防腐，链条仍然会出现较普遍的腐蚀现象，每2～3年就需要整体更换。为提高其耐腐蚀能力，2011年2月3号旋转滤网大修时，更换了新链条，材质由SS60改为2Cr13，并在链条A处销套与链板交接部环焊一圈。投运后，3号旋转滤网出现了一系列故障：4月，例检时发现1节链板开裂；8月，发现链板多处断裂；12月，发现1节链板断裂，7处链轮销轴严重磨损。6新型链板与旧型链板的比较新链板在结构上与旧链板并太大差别（请参考图1），只是在链板1和定位套2的结合部A处满焊一圈，以增加链条的刚性。链板的材质由原来的SS60改为2C

5、r13，这两种材料的化学成分、物理性能和力学性能如下：表1表2从表1可知，SS60含碳较高，并含有提高机械强度、耐磨性能和耐腐蚀性能的合金元素Mn、Cr、V，属于有较高强度的高碳低合金钢。马氏体不锈钢2Cr13则含铬12％~14％,有较好的耐腐蚀性能。从表2中可知，SS60的屈服点为440MPa，比2Cr13的条件屈服强度σ0.2（225MPa）还要高出很多；SS60的抗拉强度σb为590MPa，与2Cr13的抗拉强度σb（520）大致相当；仅由上述可判断2Cr13的许用应力会比SS60低较多。但需注意的是表2中列出的是SS60于热轧或正火、正回火时的力学性能指标，2Cr13于退火状态时

6、的性能指标。为提高2Cr13的许用应力并改善其综合性能，可进行淬回火热处理，将其性能提升至σ0.2/440MPa，σb/635MPa，这样其许用应力就基本能与SS60相符了。6新型链板断裂及过度磨损的原因分析新链条投运后出现了链板断裂、销套破裂和销轴磨损严重等一系列故障，其中链板1断裂均发生于定位套安装孔A处和过渡区折角B处（如图1），属于脆性裂口；销套4破裂均发生于其与链板接触的台阶处，属于脆性裂口；销轴5严重磨损发生在其与销套4的台阶的接触处，属于接触摩擦性磨损；具体情况如下图。图2图3图4图5图2为链板A处裂口的照片，从中可看出链板表面无明显腐蚀现象，链板孔左侧的焊缝处有一处较明显

7、的裂纹（局部放大如图3），断口整齐，无塑性变形。图4为销轴的照片，磨损量约为其直径的50﹪，磨损宽度与链板厚度基本吻合。图5为销套的照片，两端台阶已破碎脱落，中间体崩裂。6链板断裂原因。从新旧链板材质的比较中已知，为达到要求的许用应力，2Cr13链板需经淬回火处理。淬火后链板的强度提高，但回火的温度或冷却速度控制不当会导致残余内应力过大，甚至产生裂纹。从表2中可知，2Cr13的线性膨胀系数随温度的升高而递增，但其热导率却只有SS60