焊接工艺及要求
用棉布及清洗液把齿表面的铁屑,油泥清洗干净,再对每个损坏齿进行做探伤处理,如果探伤有裂纹,则用角磨机进行切割直到探伤后无裂纹为止,如果无裂纹就把损坏齿的表面用砂轮片抛平以便实施焊接工作。
焊接前将要修复的齿5#减速箱安装口。将将准备好的保护套套在准备焊接修复的齿上,将碎布用水打湿,填塞在要修复齿前后的空隙,防止焊渣掉落到主轴承大齿圈腔体内部,要求碎布上无水滴滴下。
洞内所处环境较为潮湿,焊接之前1h前用割枪对主轴承大齿圈腔体内进行烘干,用湿度计进行检测,使湿度接近焊接要求。
焊接前利用氧气一乙炔对准备焊接的齿单独进行预热,利用测温枪测试温度为80~100℃之间,焊接后利用保温棉保温1.5~2h,温度90℃左右;
将塔铁线必须搭接到准备焊接的母齿上,避免焊接过程中用过电流而对其他部件造成损伤。
先利用氢弧焊打底消除母材与焊材之间的应力,用探伤剂进行检测,无裂纹后用普通焊机进行堆焊,每焊接一层都必须用探伤剂进行探伤检查,若有裂纹从在,必须用角磨机打磨到没有裂纹之后再进行补焊,直到用探伤剂检测到没有裂纹为止,确保裂纹完全清除。
焊接要饱满,不允许因追求快、低温及其他原因而导致焊不透及气泡等现象发生。
焊接后应采取用气锤敲击或加热的方法消除焊接应力。
应力消除后打磨焊接棱角的地方,然后精磨直到符合要求为止。
专业厂家技术人员来现场后根据现场大齿圈上完好的齿现场制作模具一套,要求精度偏差保证在 0.02mm以内。
精磨完成后,需要使用硬度仪测试一下硬度,原来齿表面硬度的洛氏硬度为55~65,焊接修复好的齿表面洛氏硬度在60左右,这和原来齿表面硬度基本吻合,能够达到使用要求。
齿面整体清洁,修复后齿面光滑无麻点、焊疤、裂纹等,精磨后误差不大于0.08mm,特殊情况按双方约定执行;
检查无裂纹后,利用喷油漆,转动主轴承检查修复好的齿轮的啮合痕迹,确保啮合痕迹占到齿表面积的50%以上;
基本要求:设备维修、维护完毕后,质量稳定可靠,满足使用要求,性能、精度应完全符合工艺要求和行业标准;
材料配件:保证维修使用的材料配件是符合国家质量标准的、全新的原厂材料配件。
焊接维修验收
检修过程精度检查,需要有项目部及专业厂家技术双方项目部门技术人员认可,并作记录。所有材料在使用前,由双方技术人员确认并验收,方可使用。设备维修后,设备的精度、性能,达到使用要求和工艺技术要求。
设备检修完毕,乙方自检,准备验收报告,通知甲方验收,甲、乙双方填写“验收报告”;验收中发现的问题,乙方立即整改,直至达到合格要求,最终双方将签署最终验收报告。
清洗主轴承
焊接完成后,主轴承内部存在好多铁屑、焊渣、油泥等一些脏污,需要对主轴承做全面清洗。首先从小齿每个隔舱用清洗液往下冲洗,冲洗完成后,往主轴承内加清洗液,然后低速转动刀盘,清洗主轴承。清洗完后,把清洗液放出来,至少清洗两遍。
恢复主驱动
把拆下来的3#, 5#减速箱检修后恢复安装,在安装过程中注意安装的力度,不能强硬安装,以防损坏齿轮及其他部件,添加320#齿轮油,安装3#, 5#主驱电机,连接电源线,准备调试。
掘进参数控制
由于大齿圈刚刚焊接完,对焊接的质量还没有通过掘进试验。首先空载低转速运行调试,调试没问题后,掘进参数按以下要求控制掘进。
首先了解掌子面的地质水文情况,与之前停机之前掘进参数对比,主电机电流不超过150A,推进压力不得高于80bar。
刀盘转速以最低转速运行,启动刀盘旋转时必须注意电机的电流变化,所有的主电机电流应均衡,主电机电流值相差值应在5A之内。
开始掘进时应选择较低的掘进速度,掘进5cm且掘进参数相对稳定后,再提高掘进速度。
掘进过程注意观察主电机电流的波动,电流波动值不得超过20A。
掘进过程注意观察皮带机出碴情况,如有异常,及时调整掘进速度或停机。至少采用4套主电机驱动,经充许才能采用3套主电机短时间内掘进。
结论与讨论
通过本次TBM主轴承洞内维修成功解决了TBM在掘进过程中主轴承损坏,为TBM顺利掘进提供了安全保障;本次TBM主轴承洞内维修成功为国内首例,为今后盾构/TBM遇到类似工况提供了可借鉴的经验。