一、修復(fù)前觀察情況  水泥回轉(zhuǎn)窯三檔輪帶的直徑φ7368/φ6288，輪帶軸向?qū)挾?60mm，輪帶徑向厚度540 mm，沿著輪帶柱面與端面處表面可觀察到4條貫穿性裂紋。其中柱面處兩條裂紋分別長(zhǎng)350mm和250mm，端面處兩條裂紋長(zhǎng)400mm以上，兩條平行裂紋的間距110 mm。

之前，我單位曾提出實(shí)際缺陷狀況的分析意見(jiàn)：目前在輪帶柱面與端面觀察到的裂紋長(zhǎng)度與深度都是表象的，其內(nèi)部必然后出現(xiàn)金屬缺陷的擴(kuò)展與疊加，出現(xiàn)“隱蔽工程”則是難免的。  二、修復(fù)過(guò)程 1、清理裂紋缺陷  首先在裂紋源頭處采用磁力鉆開(kāi)出止裂孔，以防止沿著裂紋端頭（尖角效應(yīng)敏感區(qū)）在輪帶重力的作用下發(fā)生裂紋繼續(xù)擴(kuò)展和撕裂現(xiàn)象。

之后，采用碳弧氣刨的方法清理裂紋缺陷。打開(kāi)金屬缺陷處，則發(fā)現(xiàn)在輪帶柱面表層下40-50mm的位置存在著空洞缺陷和沿徑向?qū)訝钏毫呀饘?，為首先發(fā)生宏觀的金屬疲勞破壞的部位。 

這是因?yàn)檩啂Т笮丸T鋼件內(nèi)部難免存在著鑄造缺陷（氣孔、夾渣等），同時(shí)輪帶與托輪接觸表面之下40--50 mm，區(qū)域，恰好也是動(dòng)荷載條件下因支反力所致交變應(yīng)力集中處，從而成為輪帶發(fā)生疲勞破壞（金屬組織不斷

地發(fā)生塑性變形和冷作硬化，逐漸發(fā)生脆化，初始期的形態(tài)為顯微裂紋）的源頭。在長(zhǎng)期服役過(guò)程中，所產(chǎn)生的疲勞裂紋必然會(huì)逐步擴(kuò)展，會(huì)導(dǎo)致沿著輪帶的徑向與軸向方向，出現(xiàn)宏觀裂紋的后果。 

可見(jiàn)，水泥窯的輪帶或者托輪若出現(xiàn)了表面金屬缺陷與脫落時(shí)，則表明其構(gòu)件內(nèi)部金屬已經(jīng)發(fā)生了疲勞破壞現(xiàn)象，需要及時(shí)給予修補(bǔ)。非常忌諱因?yàn)槊τ谕瓿缮a(chǎn)任務(wù)而貽誤了及早“治療”的時(shí)機(jī)，“帶病作業(yè)”會(huì)加速已形成的顯微裂紋的擴(kuò)展，造成疲勞斷裂，加劇了設(shè)備的損壞，得不償失。

為了避免輪帶結(jié)構(gòu)在打開(kāi)缺陷的“手術(shù)”中，因窯體自重而沿著裂紋處發(fā)生徹底斷裂，從而發(fā)生輪帶構(gòu)件的徑向錯(cuò)位（若破壞了同心度，則水泥窯旋轉(zhuǎn)時(shí)輪帶會(huì)產(chǎn)生徑向跳動(dòng)，影響設(shè)備正常運(yùn)行），我們隨時(shí)做出了正確的應(yīng)力分析，尤其是判斷應(yīng)力的走向與分布，以此來(lái)制定具體的清除金屬缺陷工藝流程。  同時(shí)，我們因地制宜采用了必要的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)（焊制臨時(shí)支撐梁）、應(yīng)力分流與分段施工等工藝措施，以防不測(cè)。

在清理裂紋缺陷的過(guò)程之中，原輪帶柱面和斷面的兩條平行相間的裂紋，不斷地沿著軸向和徑向延伸，相互通透與合攏，成為了整體的條形狀破損金屬，而被逐步移除，直至清理過(guò)的坡口內(nèi)表面，在打磨干凈和

做完著色探傷檢測(cè)并驗(yàn)證無(wú)誤后，方結(jié)束清理裂紋缺陷的工序。

完全清理裂紋缺陷金屬后的坡口形態(tài)，基本上呈現(xiàn)U型（或梯形）形狀。沿著軸向的剖面上口寬200mm，下口寬120 mm（平均寬度約為160 mm）；沿著圓周方向的剖面上口長(zhǎng)為710mm，下口長(zhǎng)560 mm（平均長(zhǎng)度約為630 mm）；深度為440 mm（平均深度約為400 mm），清除的破損金屬量實(shí)際上在330kg以上。 

2、補(bǔ)焊經(jīng)過(guò)  正式補(bǔ)焊實(shí)施分段和分層焊接工藝，并隨時(shí)調(diào)整合適的焊接參數(shù)。即按照預(yù)定的焊接施工技術(shù)方案，逐步焊接過(guò)渡層和不同材質(zhì)的填充焊縫金屬，以連接輪帶斷裂金屬和恢復(fù)結(jié)構(gòu)件的幾何尺寸。  鑒于萬(wàn)噸級(jí)水泥窯結(jié)構(gòu)自重較大的因素，本次焊接材料完全采用了Ni基合金手工焊焊條與Ni-Cr-Mn-Mo高合金半自動(dòng)焊焊絲作為補(bǔ)焊材料，主要側(cè)重于考慮在輔助以整體結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)措施的前提下，焊縫金屬能具有足夠的韌、塑性儲(chǔ)備，遵循“扶正祛邪”與“辯證施治”的“療傷原則”。 

為了盡量減少焊縫金屬的收縮力及避免焊接組織應(yīng)力過(guò)大引發(fā)焊接熔合面被機(jī)械力拉開(kāi)，預(yù)先在坡口內(nèi)加焊多個(gè)適當(dāng)厚度的鋼板（即焊制“格子板”），以抵消和分散焊縫金屬的收縮力，更好地控制焊接變形量。同時(shí)，也在補(bǔ)焊區(qū)形成了穩(wěn)定性更好的“箱式結(jié)構(gòu)”，增加了輪帶修復(fù)部位整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度，更有利于保證水泥窯修復(fù)后設(shè)備運(yùn)行的平穩(wěn)性。

此外，箱式結(jié)構(gòu)的頂部埋于坡口表面下30mm的部位，之上稱為“蓋面”焊接層。這個(gè)工藝設(shè)計(jì)思想是基于托輪對(duì)輪帶結(jié)構(gòu)形成的支反力使得輪帶處于“始終受壓”的力學(xué)條件，并且交變應(yīng)力會(huì)集中在輪帶柱面表層下40-50mm區(qū)間的位置，這正好是處于箱式結(jié)構(gòu)支撐板的上半部。支撐板（相當(dāng)于這個(gè)力學(xué)系統(tǒng)中的“梁柱結(jié)構(gòu)”）處于周圍金屬的包裹之下，在輪帶受到正壓力的情況時(shí)，力傳導(dǎo)時(shí)所產(chǎn)生的分力，可形成軸向、徑向和圓周方向的三向“緊箍力”。在三向應(yīng)力作用下，不僅可以大大提高支撐板本身的抗壓承載力，同時(shí)也增強(qiáng)了“格子板”里面呈現(xiàn)“柱狀晶”微觀組織形態(tài)的焊接熔敷金屬（焊縫金屬的冶金條件，因?yàn)楹附尤鄢赝Ａ魰r(shí)間短，其金屬組織的力學(xué)性能還不如鑄造金屬組織，更不及軋制或者鍛造金屬，可視為相對(duì)而言的“脆性材料”）的彈性模量，使得其力學(xué)性能有所改善。其綜底層格子板（1） 底層格子板（2）  中層格子板  頂層格子板 

6 合效果是：焊縫金屬的自身強(qiáng)度與補(bǔ)強(qiáng)焊接結(jié)構(gòu)共同做貢獻(xiàn)，提高了補(bǔ)焊金屬區(qū)域的整體抗壓能力。  之后將“格子板”填平，再將坡口頂部填平，并留出適當(dāng)?shù)暮缚p金屬余高，以備表面打磨時(shí)具有足夠的余量。         

3、外觀修型  完成焊接工序之后，根據(jù)輪帶表面圓周的弧度要求，制作弧線模板，進(jìn)行精細(xì)修補(bǔ)和打磨，以保證補(bǔ)焊金屬表面的平整度，滿足正常運(yùn)轉(zhuǎn)要求。同時(shí)，輪帶表面受力均時(shí)勻，也將有利于在運(yùn)轉(zhuǎn)中更好地“機(jī)械法”消除焊接殘余應(yīng)力。  補(bǔ)焊及打磨后，再做一次表面著色探傷，驗(yàn)證焊縫金屬、熔合線與熱影響區(qū)均無(wú)裂紋。

做轉(zhuǎn)窯試驗(yàn)，補(bǔ)焊表面的平整度和弧度符合運(yùn)轉(zhuǎn)要求，修復(fù)工作正式結(jié)束。