矿用磨机设备的监造

矿用磨机设备的监造
作者：魏玉峰路全龙
来源：《城市建设理论研究》2012年第28期
摘要：本文介绍了矿用大型机械设备球磨机主要部件的生产监造过程。

系统地阐述了球磨机主要机械部件，从零部件的铸造、加工，到热处理，再到装配和试验的监造过程，着重提出了球磨机生产过程中，质量控制和检验时需要多加注意的环节。

关键词：球磨机生产监造过程质量控制检验
中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
中澳铁矿项目（The SINO IRON Project）是中国在澳大利亚资源业最大的投资项目之一，也是正在澳大利亚建设的最大的磁铁矿开采和选矿项目。

项目选矿区所用的磨机设备由中信重工供应，而磨机生产的监造工作由二十冶西澳项目部（MCC20M）负责。

项目所用的磨机设备含Φ12.2×11m（筒体内径×筒体长度）自磨机、Φ7.9×13.6m（筒体内径×筒体长度）球磨机，均为当时全球最大的磨机，其设计、生产制造存在困难。

本文主要对球磨机的监造工作作扼要的介绍。

图1球磨机的厂内试车情景图2自磨机起运前装配情景
2 监造准备工作
2.1 学习合同
（1）学习项目监制合同中的内容，明确监制范围及责任义务。

（2）查看球磨机供货合同，掌握供货范围、交货期等。

其中，球磨机主要供货范围：给料部（进料溜槽、进料溜槽液压泵站）；筒体部（中空轴、端盖、筒体、衬板等）；轴承部（静压滑履轴承、主轴承润滑系统）；地基部（地脚螺栓、安装底板）；传动系统（大齿轮、齿轮轴、减速机和润滑站、高低速联轴器、慢速驱动、绕线电机及润滑站等）；排料部（排料筒筛）；辅助系统（顶起系统、用于安装时将磨机浮起的临时润滑系统等）。

2.2 索要监造需要的文件
（1）项目上的特殊要求、技术规范等文件；
（2）经各方认可的磨机设计制造图纸。

包含总图、部件图、装配图等；
（3）经各方认可的球磨机质保、质控、质检文件。

包含质量计划、检验检测计划、检测人员资质证书，如焊工证、UT（ultrasonic test超声波探伤）证、MT（magnetic particle test磁粉探伤）证、PT（penetrant test渗透/着色探伤）证等；
（4）球磨机部件分包商的资质、生产装备的调研文件。

2.3 编制球磨机监造实施细则
参考监制合同、项目特殊要求、技术规范、设计图纸、以及球磨机本身的生产制造方案，编制球磨机的监造实施细则，进而明确监控目标、内容、依据、方法、措施和组织体系。

由于此项目球磨机的尺寸较大，中信重工将其主体分解为：中空轴、端盖、筒体、大齿圈。

因此，对于球磨机机械部分的生产监造，就是主要对这几大部件的生产过程监控。

3 实施监造
3.1 球磨机中空轴和端盖的监造。

（1）概况：一台球磨机的两端（进料端、出料端）各有一个中空轴、一个端盖。

球磨机的中空轴、端盖由于形状简单，浇铸相对容易，因此中信重工是采用的整体浇铸成型，整体加工成形。

（2）毛坯检验。

中空轴和端盖均为铸钢件，材质ASTM A216WCA。

（注：其中要求含C量=135HB。

）。

按照监造实施细则，在浇铸前后，需要查验和备档化学成分、机械性能报告。

（3）粗加工检验。

按照图纸进行粗加工之后，工件表面一般留有15mm左右的加工余量。

粗加工后的表面要进行100% UT，UT执行标准为ASTM A609。

按照监造实施细则，在进行UT时，要旁站见证，之后查看和备档UT报告。

（4）中空轴精加工检验。

由于中空轴与轴承托瓦配合的外表面，即轴颈区的光洁度要求较高（Ra0.4），因此中信重工利用“重10米立车”进行精加工球磨机中空轴，在精车及抛磨之后，采用“豪克能金属表面加工设备”进行研磨光整，以达到要求的光洁度。

精加工后，对照图纸及零件检测记录卡对各项参数进行检测。

检测项包含，表面光洁度、轴向/径向跳动、内/外径、壁厚、法兰厚度、小端斜面、高度等参数。

并且，对精加工后的表面进行100% MT（MT 执行标准为ASTM E1444，采用湿法，媒介为磁悬液）。

按照监造实施细则，在进行尺寸检验及MT时，要旁站见证，之后查看和备档尺寸检验报告和MT报告。

（5）端盖精加工检验。

端盖精加工后，对照图纸及零件检测记录卡对各项参数，如轴向/径向跳动、大/小端法兰直径、锥面不同位置的壁厚等参数进行检测。

并且，对精加工后的表面进行100% MT（MT执行标准为ASTM E1444，采用湿法，媒介为磁悬液）。

按照监造实施细则，在进行尺寸检验及MT时，要旁站见证，之后查看和备档尺寸检验报告和MT报告。

（6）中空轴和端盖的钻孔。

钻端法兰孔与端盖的锥面衬板孔，法兰孔包含与筒体连接的Ф67的光法兰孔以及与中空轴连接的M56螺纹法兰孔等。

对于螺纹孔，要用丝锥进行逐一检测，以保证中空轴与端盖、端盖与筒体之间的装配精度。

3.2 球磨机筒体的监造。

（1）概况：由于磨机的尺寸较大，因此中信重工在设计制造时，把每台球磨机的筒体（内径约8米）部分分为三段，进料端筒体、中间段筒体、出料端筒体，然后用端法兰把这三段筒体连接起来。

并且，每段筒体都是由两个半筒体用纵法兰把合而成。

（2）筒体原材料的检验。

筒体是中信重工从“舞阳钢铁有限责任公司”订制采购的钢板作为筒体板，材质Q235A/ASTM A36。

监造时，首先查看筒体钢板的材质证明书，即舞阳钢铁公司的钢板“质量证明书”。

然后旁站见证筒体钢板边缘UT探伤（焊接边缘150mm范围内）。

UT执行标准为ASTM A578-B。

按照监造实施细则，查看和备档钢板质量证明书和UT 报告。

（3）筒体滚圆前后的检验。

首先，按图纸尺寸要求对筒体钢板划线，数控切割成需要的规格尺寸。

然后利用刨边机对筒体板边缘进行刨边以形成所需的焊接坡口。

开坡口形状为X。

最后对筒体板坡口进行MT探伤（MT执行标准为ASTM E1444，采用湿法，媒介为磁悬液）。

滚圆前，将筒体钢板/过渡段筒体钢板进行焊接，以达到筒体圆周长度的一半或达到筒体所需的宽度，然后分别卷成半圆筒。

最后，利用卷板机对筒体板及过渡段筒体板进行卷板滚圆，均滚成半圆筒。

按照监造实施细则，查看和备档焊接坡口MT报告。

（4）筒体焊接的检验。

筒体焊接主要是筒体与端法兰、纵法兰之间的焊接（埋弧焊）。

焊接完成后，要对这些焊缝表面进行抛磨，以达到探伤需要的表面粗糙度标准。

之后对焊缝实施UT,MT。

其中，UT执行标准为AWSD1.1，采用 45°，60°，70°探头，耦合剂为机油；MT 执行标准为ASTM E709，采用湿法，媒介为磁悬液（煤油+黑磁粉）。

按照监造实施细则，在进行UT、MT时，要旁站见证，之后查看和备档UT、MT报告。

（5）筒体机加工的检验。

首先对半筒体的纵法兰结合面进行精铣，其次对纵法兰结合面MT（MT执行标准为ASTM A20，采用湿法，媒介为磁悬液）。

再次利用镗床在纵法兰结合面上进行镗孔，然后通过纵法兰将两个半筒体把合成整圆筒体，精车端法兰的大端面及外圆周面。

端法兰外圆面及大端面精加工后，对照图纸及检测记录卡对各项参数进行检测。

检测项包含，轴向/径向跳动、筒体内/外直径等参数。

然后，对端法兰的大端面及外圆周面做MT（MT 执行标准为ASTM A20，采用湿法，媒介为磁悬液）。

按照监造实施细则，在进行尺寸检验及MT时，要旁站见证，之后查看和备档尺寸检验报告和MT报告。

（6）筒体钻孔的检验。

钻端法兰孔及衬板孔。

其中，每段筒体的端法兰孔除去纵法兰处的四个孔为盲螺纹孔外，其余的端法兰孔都为光孔。

3.3 球磨机中空轴、端盖和筒体的试装
按照装配图纸，对进料/出料中空轴与进料/出料端盖进行试装、进料/出料筒体与进料/出料端盖进行试装、中间段筒体与进料/出料筒体进行试装。

注意检查法兰孔的过孔情况，要求100%过孔。

试装合格后，配打装配标记。

3.4 球磨机端盖和筒体的防护包装。

（1）端盖：对端盖的防护，首先对端盖内外锥面进行喷砂清理，去油脂、杂质、锈斑、尖角、锐边等。

除锈等级要求值SA2.5。

之后外锥面进行涂漆，内锥面进行粘贴橡胶衬垫。

内锥面在挂胶后，对橡胶衬垫块的连接缝做15KV电火花测试确保接缝粘合严密，以及在衬垫上做硬度测试，要求邵氏硬度S.H 50~60。

在进行挂胶后的检验时，要旁站见证，之后查看和备份测试报告。

涂漆前检查法兰孔及衬板孔的边缘倒角，以及端盖表面是否清理干净。

对端盖的外锥面进行涂漆防护。

涂漆干燥后，检查漆膜厚度，做油漆附着力测试（本项目要求磨机底漆75μm，面漆200μm）；同时要求油漆涂层上没有针孔、气泡、凹坑、裂纹、流挂、脱落和褶皱等缺陷。

在做防护包装工作时，尤其注意装配法兰结合面以及螺栓孔的保护工作。

（2）筒体：筒体内腔如端盖一样进行喷砂、挂胶，外表面涂面漆。

3.5 球磨机端盖和筒体的发货。

包装、发货前，注意法兰面等的表面保护工作。

发运前，检查色标，唛头，箱单。

4 监造过程中的注意事项
4.1铸钢件的缺陷修补。

由于铸钢件的浇铸工艺较为复杂，并且此项目球磨机的尺寸较大，磨机的一些主要铸钢件的缺陷较为常见，如粗加工后黑皮现象，UT探伤发现的裂纹、裂纹，沙眼，缩松，线性缺陷。

对于粗加工后的黑皮现象，需要打磨见到金属光泽，平且表面粗糙度符合UT探伤要求，然后进行UT探伤。

对于UT探伤发现的缺陷，需要开挖缺陷，缺陷开挖彻底后用PT检测是否已清根。

然后采用各方认可的焊补工艺进行焊补，如图图7、图8所示。

由于工件较大，对于大的缺陷的焊补，需要在焊补时同时加热工件以提高焊补质量。

在缺陷焊补后，首先把端盖整体放进炉子里进行退火，来释放焊补区的焊接应力，然后对照缺陷图打磨缺陷区，对焊补区及热影响区进行UT、MT，并且做硬度测试，以对比母材区的硬度。

4.2 焊接变形的预防。

在筒体滚圆后和法兰焊接时，由于此项目磨机筒体尺寸较大，易发生焊接变形。

中信重工采用先焊接筒体内支撑，然后再组对成整圆筒体焊接法兰，最后把筒体整体进行大热，即焊后
热处理PWHT。

通过退火，可以释放焊接应力。

同时，如果端法兰有焊补铸造缺陷的区域，也可使其中的应力得到释放。

4.3 装配中易发生的问题。

在中空轴、端盖、筒体试装时，注意测量端法兰结合间隙及法兰孔过孔率，尤其注意筒体纵法兰处的盲螺纹孔的过孔情况。

两段筒体试装时，还要注意两个端法兰连接处的错边现象，以免因为法兰结合处的不平整影响以后装配内衬板。

4.4 成品保护易发生的问题。

很多工厂对于成品的保护不够重视，导致工件精加工完成后，在移动过程中，发生伤害。

比如应用履带，却用钢丝绳，这样在成品进行起吊、转运时，造成成品的表面有划伤、勒痕、磕碰伤等，因此在监制时应多注意。

5 监造的收尾工作
（1）检查磨机部件的装配标记、设备编号标签；
（2）检查部件的包装防护。

此项目要求符合澳洲环保要求，所以对于货物的清洁包装要严格按照包装规范进行；检查包装箱上的箱单、唛头色标等。

（3）协调制造厂的运输单位和磨机运抵港口的物流人员，督促制造厂运输单位提前实地考察运输路线；
（4）按照检验检测计划上的要求，从监造过程中备档的文件里，整理磨机制造过程文件，如各节点的质量文件、质检文件等，编订成册以便存档。