從筒體外部看,裂紋多在水泥回轉窯環(huán)焊縫附近產生并沿環(huán)向擴展,且尺寸較長;個別裂紋垂直于縱焊縫,但尺寸較短,從水泥回轉窯筒體內壁看,裂紋多在各種焊縫(如掛鏈板與筒體之間角焊縫、筒體環(huán)焊縫、對中和裝配用的工藝焊縫)附近產生。
根據(jù)裂紋宏觀端口觀察來看:
(1)從水泥回轉窯筒體外部看到的裂紋,沿筒體厚度方向貫通;(2)斷口上有大量的腐蝕物;(3)斷口上無塑性變形痕跡,
據(jù)光學金相觀察:
(1)在水泥回轉窯的筒體內表面上有大盆的腐蝕坑;鐵素體相晶界和珠光體相被腐蝕;內表面呈龜裂狀。(2)從筒體橫截面上看,筒體內表面凹凸不平,局部腐蝕坑較深。(3)裂紋沿鐵素體相晶界和珠光體相在筒體母材中擴展。
在水泥回轉窯筒體制造和安裝時,焊接,裝配等工序使筒體局部產生一定的內應力;安裝后,筒體自重也使筒體中產生一定的內應力,運行時,筒體中的溫差還使筒體中產生溫度應力,這樣,在筒體內表面應力較高處(如各種焊縫附近),縫隙腐蝕所形成的腐蝕坑或微裂紋、在應力和其內介質的作用下,產生應力腐蝕擴展。隨著窯內裂紋所在截面承載面積的減小和裂紋尖端的應力集中效應,裂紋尖端附近應力水平會進一步提高,使裂紋擴展速度加快,形成貫穿于水泥回轉窯筒體的宏觀裂紋,裂紋擴展時,其前端仍發(fā)生鐵素體晶界和珠光體相溶解,由于縫隙腐蝕和應力腐蝕時不產生變形,使裂紋斷口為沿晶開裂的脆性斷口,并形成大量的二次裂紋和空洞。
根據(jù)試驗結果判斷,水泥廠回轉窯筒體開裂主要與以下幾個因素有關。
1、筒體的設計選材
為了防止水泥窯筒體開裂,在工況條件不變時,宜選用抗該種介質腐蝕的材料制造筒體。
2、筒體制造和安裝
在水泥回轉窯內的筒體制造和安裝時,主要經(jīng)過切割、卷圓、焊接、裝配等工序。焊接是其中關鍵工序,由于筒體板厚大,焊后殘余應力人,使筒體焊縫附近產生大量裂紋,焊接時,焊縫附近產生殘余應力是難免的,為了降低焊接殘余應力的危害,應通過合理的接頭設計。
3、回轉窯內物料成分和氣氛
除料槳使筒體發(fā)生腐蝕外,燃料中產生和釋放出的水蒸汽、CO2、 H2S等氣體,也可擴散進入耐火材料中,與料槳中其它離子一起構成對筒體的腐蝕,另外水泥回轉窯中的堿循環(huán),使料漿中腐蝕性離子濃度不斷增加,促進筒體的腐蝕開裂,為了減輕物料對筒體開裂的影響,必須盡可能降低復肥渣中腐蝕性離子的濃度。
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