Skip Navigation LinksStart >> Usługi >> Walczaki obrotowe >> Prostowanie termiczne

Prostowanie termiczne walczaków obrotowych

Wygięcie osi geometrycznej płaszcza walczaka obrotowego to jeden z najpoważniejszych problemów eksploatacyjnych dla tego typu obiektów.
Wygięcie zwane w nomenklaturze naukowej jako mimośrodowość określa odchylenie osi geometrycznej powłoki od jej osi obrotu w rozpatrywanym przekroju.
Szacownie wartości mimośrodowości i jego rozkładu na długości walczaka uzyskuje się na drodze specjalistycznych pomiarów parametrów geometrii płaszcza i obciążeń układu nośnego. Zjawisko wygięcia jest zjawiskiem niezwykle niebezpiecznym. Na pierwszy rzut oka niewidoczne, doprowadza do przeciążeń układu nośnego, powodując między innymi nadmierne, cyklicznie zmienne obciążenia na styku pierścieni z rolkami. Owe nadmierne obciążenia są bezpośrednią przyczyną pękania bieżni pierścieni i rolek nośnych oraz awaryjnych uszkodzeń ich wałów. Jedynie w ekstremalnych przypadkach wygięcie płaszcza widoczne jest w postaci efektu "podrywania" pierścienia z przyporządkowanych mu rolek nośnych. Wygięcie powłoki walczaka obrotowego może mieć charakter termiczny lub mechaniczny, w zależności od przyczyny jego powstania.

WYGIĘCIE TERMICZNE

Wygięcie termiczne jest rezultatem zmiennych warunków temperaturowych panujących na obwodzie obiektu. Może być spowodowane wieloma czynnikami, z których wymienić należy chociażby nierównomierną dystrybucję materiału wsadowego na obwodzie i długości obiektu, może być również spowodowane nierównomiemą grubością wewnętrznej wykładziny płaszcza.
Różnice temperatur na obwodzie powodują, że jedna strona - ta bardziej nagrzana ulega zwiększonej rozszerzalności cieplnej. Powoduje to wygięcie osi geometrycznej płaszcza. Jest ono tym bardziej niekorzystne im bliżej zlokalizowane jest w stosunku do podpory, powodując nadmierne obciążenie układu rolek i pierścienia.
Zapobieganie wygięciu termicznemu na drodze eksploatacji jest procesem niezwykle trudnym, a zjawisko termicznego wygięcia jest zjawiskiem wręcz niemożliwym do wyeliminowania. Z tego powodu, przy konstruowaniu obiektów typu walczaki obrotowe, a w szczególności piece, istnienie nadmiernych obciążeń na skutek typowych wygięć termicznych jest brane pod uwagę, a efekty istnienia wygięć osi geometrycznej powłoki uwzględniane są przy obliczeniach wytrzymałościowych.

WYGIĘCIE MECHANICZNE

W odróżnieniu od wygięcia termicznego, wygięcie mechaniczne jest mało zależne od zmiany parametrów procesu eksploatacyjnego. Wygięcie mechaniczne spowodowane jest specyficznymi geometrycznymi niedokładnościami w obrębie płaszcza walczaka i można przyjąć, że jest wielkością co do wartości stałą w czasie. Typowe wygięcie mechaniczne ma swoje źródło w niepoprawnym montażu sekcji płaszcza obiektu w trakcie budowy obiektu lub jego modemizacji. Częstą przyczyną jest również wykonanie w sposób nieprawidłowy naprawy fragmentu płaszcza bądź to przez jego wymianę, bądź to poprzez jego "łatanie".
W większości przypadków procesy łączenia elementów płaszcza polegają na spawaniu jego elementów. Wówczas to nawet najmniejsze odstępstwo od przyjętej technologii spawania lub niepoprawne dobranie parametrów procesu łączenia elementów może doprowadzić do niepożądanego, trwałego wygięcia zwanego mechanicznym. Wygięcie trwałe może być również konsekwencją nadmiernego i długotrwałego wygięcia termicznego jako jego nieodwracalny efekt.

METODY KOREKCJI - MECHANICZNA

Jedynym antidotum na wygięcia trwałe osi geometrycznej powłoki walczaka obrotowego, jak dotychczas, był jego remont mechaniczny. Zakres typowego remontu mającego na celu "wyprostowanie" osi geometrycznej płaszcza walczaka obejmował i obejmuje takie czynności jak ponowne przecięcie płaszcza w przekrojach umożliwiających jego optymalne naprostowanie, wstępne złączenie rozdzielonych sekcji, regulację na złączach i wreszcie ponowne spajanie powłoki.

METODY KOREKCJI - TERMICZNA

Pracochłonne i kosztochłonne etapy cięcia, regulacji i ponownego montażu złącz z metody klasycznej można wyeliminować poprzez zastosowanie alternatywnego rozwiązania prostowania termicznego. Prostowanie termiczne polega na wprowadzeniu w ściśle wyznaczonych przekrojach i o ściśle określonym rozkładzie na obwodzie tzw. klinów termicznych. Wprowadzenie klinów termicznych zastępuje, stosowany w metodzie mechanicznej, etap regulacji złącz poprzez "zamykanie" i "otwieranie" szczelin na ich stykach.
Proces wdrażania klinów termicznych oparty jest na zjawisku skurczu materiału powłoki na skutek jego podgrzania i odpowiednio szybkiego schłodzenia.
Pełna korekcja uzyskiwana jest na drodze kolejnych, w pełni kontrolowanych etapów wprowadzania klinów termicznych. Intensywność oraz wartości skurczu materiału i jego rozkład w przekrojach oraz na obwodzie uwarunkowana jest postacią i wartością wygięcia powłoki walczaka oraz jej właściwościami materiałowymi.
Metodę tą po raz pierwszy wdrożono w listopadzie 1996 roku przy remoncie kalcynatora parowego w Janikowskich Zakładach Sodowych "Janikosoda" S.A. Wówczas to zdecydowano się wspólnie z firmą Montostal z Janikowa (głównym wykonawcą remontu) na opracowanie i wdrożenie na tym obiekcie termicznej metody prostowania płaszcza celem minimalizacji bicia jednej z jego końcówek - tzw. rury centralnej.
Dokonano stosownych pomiarów lokalizując miejsce przegięcia osi geometrycznej płaszcza. Na bazie uzyskanych wyników dobrano wartość i lokalizację klinów termicznych, w efekcie czego zredukowano "mimośrodowość" rury centralnej z ponad 10 mm do wartości rzędu 0,5 mm. Po przekazaniu obiektu do eksploatacji dokonano ponownych pomiarów potwierdzając w ten sposób , stałość uzyskanego efektu.
Od tego czasu firma nasza opracowała i z powodzeniem wdrożyła technologie prostowania płaszczy walczaków również dla przypadków bardziej skomplikowanych niż jednopłaszczyznowe wygięcie końcówki walczaka.

ZALETY I WADY METODY

Do podstawowych zalet metody należy wydajne skrócenie czasu przestoju obiektu przy równie wydajnym zaoszczędzeniu nakładów finansowych, dzięki wyeliminowaniu ciężkiego sprzętu niezbędnego przy remontach obiektów o tego typu gabarytach.
W metodzie termicznej efekt finalny uzyskiwany jest na drodze regulacji. W metodzie mechanicznej po etapie regulacji następuje proces spawania złącz, który pozostaje nie bez wpływu na ostateczny przebieg osi geometrycznej płaszcza.
Metoda ta ponadto obarczona jest jedynie minimalnym ryzykiem jej niepowodzenia. W przypadku konieczności podjęcia działań korygujących, można ją zastosować również jako metodę wstępną, w razie niepowodzenia której można podjąć dalsze typowe działania na drodze korekcji mechanicznej.
Wszelkie czynności pomiarowe związane z określeniem zakresu prac korekcyjnych są analogiczne jak dla przypadku metody mechanicznej, co powoduje, że można równolegle analizować możliwości wdrożenia metody termicznej i mechanicznej
Niestety wdrożenie metody posiada również i swoje ograniczenia. Wynikają one z własności materiałowych powłoki (możliwości skurczowych) oraz z warunków eksploatacji obiektu, które mogą powodować, że efekty uzyskane na jej drodze mogą mieć jedynie charakter krótkotrwały (odprężenie materiału na skutek wysokich temperatur wewnątrz obiektu).
Aby zabezpieczyć się przed powyższym, na etapie pomiarów obiektu, przeprowadzane są stosowne przeliczenia symulacyjne, które pozwalają z dużym prawdopodobieństwem określić jej przydatność dla danego przypadku.

METODY KOREKCJI - TERMICZNA AKTYWNA

Firma nasza pracuje również nad najnowszą metodą prostowania obiektów w trakcie ich ruchu eksploatacyjnego - tzw. metodą aktywną. ldeą metody jest eliminacja niepożądanych skutków wygięć osi geometrycznej płaszcza poprzez jego samo naprostowanie. Metoda ma zastosowanie w szczególności dla przypadku pieców obrotowych. Metoda polega na zwiększeniu temperatury na płaszczu obiektu poprzez jego świadome izolowanie od "chłodzącego" wpływu otoczenia aż do uzyskania w ściśle wyznaczonych przekrojach temperatury zapewniającej możliwość trwałego odkształcania powłoki. Narzędziem korygującym w tym przypadku są rolki nośne obiektu, które cyklicznie poprzez odpowiadający im pierścień oddziaływują na płaszcz przeginając go w miejscach o świadomie podwyższonej temperaturze.

Strefa klienta