铸铁烘缸端盖裂纹产生的原因分析及检验方法

在对江门市某造纸厂的铸铁烘缸进行全面检验时，发现缸体一侧端盖与轴头连接圆弧过渡部位出现裂纹，裂纹围绕转轴近270°，深度达15mm。该烘缸为异地移装，手续齐全，上次检验报告未发现缺陷。设计压力：0.3MPa；最高工作压力：0.3MPa；最高工作温度：143℃；介质：水蒸汽。
一、裂纹产生的原因分析
1、由于铸铁烘缸两端轴头不仅承受着缸体的自重和缸内冷凝水重量，还要承受着使烘缸转动的扭矩。烘缸在均速转动下产生较大的离心惯性力。在端盖与轴头连接处承受着相当大的动应力，容易使该位置出现裂纹。
2、灰铸铁件的特性是：①综合机械性能低，抗压强度大，消震能力比钢大l0倍；②壁厚变化对机械性能影响大；③冷却速度的敏感性很大，因此，薄截面容易形成白口和裂纹，而厚截面又容易形成疏松。铸件壁厚的变化，对金属的机械性能均有影响。故灰铸铁件当壁厚超过其临界值时，随着壁厚的增加其机械性能反而显著降低。灰铸铁件的独有特性，使端盖与轴头连接部位的机械性能降低，并容易出现裂纹。
3、从受检烘缸端盖裂纹的表面观察，裂纹沟内有脏物，不见断面金属光泽，可分析为铸造后收缩出现裂纹。
二、裂纹的检验方法
1、端盖外表面不需机械加工，其表面并不光滑，如果是在使用中产生的裂纹，应是细小的窄隙，窄小的缝隙镶满油污，给外观检验带来困难。虽然这次受检的烘缸裂纹宽度有1.5mm，但相信由于两侧端盖积满油污，而未能在上次检验时检出。检验中如果发现疑似裂纹，应将受检表面清洗干净，再用放大镜检查，或采用磁粉检测。
2、发现表面裂纹，如何判别裂纹的深度，是容器定级的重要依据。磁粉探伤并不能检测出裂纹的深度，而铸铁件粗大的晶粒又不能使用超声波探伤，烘缸不允许补焊。在这种情况下，采用小直径钻头钻探裂纹的部位，再加渗透探伤，确定裂纹的深度，从而定出设备的安全级别。我们采用Φ8钻头钻深15mm，裂纹仍清晰可见。加上裂纹围绕转轴近270°，总长约500mm．因此，判该烘缸为5级，停止运行，使用单位作了更换端盖办法处理。
3、如果裂纹不深，则采用打磨方法消除；如果裂纹范围小，也可采用钻孔办法消除，然后塞孔铆补。