厄瓜多爾CCS項目TBM的刀具維修

田 偉

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

Coca Codo Sinclair水電站項目位于厄瓜多爾共和國Napo和Sucumbios省內(nèi)，總裝機 容 量 為

1 500 MW。主要建筑物包括首部樞紐、輸水隧洞、調(diào)蓄水庫、壓力管道、廠房發(fā)電系統(tǒng)等。輸水隧洞總長度為24.83 km，設(shè)計引用流量為222 m3/s，設(shè)計內(nèi)徑為8.2 m，采用全襯砌結(jié)構(gòu)形式。輸水隧洞開挖采用2臺雙護盾TBM掘進機施工，輔以鉆爆法施工。由我公司承建的TBM2輸水隧洞總長度為13. 8 km。

2 φ19in刀具的維修

根據(jù)刀圈磨損情況，按刀具更換指導手冊的要求決定刀具是否需要更換刀圈或重裝。

2.1 準備工作

(1)高壓清洗刀具總成整體，去除淤泥，應盡可能清理干凈。

(2)清理所有零件，去毛刺，清潔所有配合表面。

(3)拆除并清理管塞及壓力補償閥。

2.2 檢 查

(1)如果刀具不能轉(zhuǎn)動，刀具密封管部位漏油或能看見大的金屬塊粒在管塞周圍時即需要重裝。

(2)測量刀具旋轉(zhuǎn)扭矩，具體步驟如下：

①將刀具總成垂直放置。

②將扭力環(huán)D7251-T9的六角螺柱向上放置在刀體開口環(huán)末端，將手柄擰緊到刀體上。將扭矩扳手放置在扭力環(huán)六角螺柱上，手柄徑向向外延伸。

③將刀具總成夾在工作臺上或放置在千斤頂上，使用較小的壓力壓住軸承來承受刀具旋轉(zhuǎn)的作用力。

④用扭矩扳手旋轉(zhuǎn)刀體，在旋轉(zhuǎn)完整一周過程中讀取旋轉(zhuǎn)扭矩值。旋轉(zhuǎn)刀體應盡可能地緩慢且連續(xù)。

(3)如果實際旋轉(zhuǎn)扭矩為27～46 N·m，并且變化范圍不大于8 N·m時不需要重裝，只需進行刀圈和潤滑油脂的更換即可。

(4)如果實際的旋轉(zhuǎn)扭矩不在27～46 N·m范圍內(nèi)，或者變化范圍大于8 N·m時就需要進行刀具的完全重裝。

2.3 更換刀圈和油脂

2.3.1 檢 查

刀具總成壓力測試的步驟：緊固下端蓋上的1/4"管塞和1/8"壓力補償器閥，緊固上端蓋上的壓力補償器閥。用密封測試工具替換上端蓋上的螺紋管塞，適當擰緊。將裝配體增壓到 21～34 kPa。如果刀具總成保壓時間低于5 min，則說明有漏氣。對于漏氣的原因必須查明并糾正，必要時進行完全重裝。

2.3.2 刀圈的拆卸

將刀具總成放在千斤頂托架上，使用碳弧氣刨將刀圈和開口環(huán)刨開，刨開位置分為兩處，切進刀體表面的深度最大不超過5 mm。如果刀體上已經(jīng)有鋸痕，則只能在這些位置上切割，沒有必要將整個刀圈部分100%切割開。使用冷鑿和大錘將刀圈和開口環(huán)鑿開分成兩塊，直到它們脫離刀體。最后將刀具總成放在工作臺上。

2.3.3 刀圈的安裝

安裝刀圈：將刀體總成垂直放置，刀體上的開口環(huán)槽向上。用強力溶劑去除刀圈孔和刀體上裝刀圈表面處的殘油。擰開螺栓并拆除上端蓋,用感應加熱器或烘箱加熱刀圈，最高溫度可達160 ℃。將刀圈滑入刀體外徑，并將靠著刀體軸肩的光滑面朝下，重新安裝上端蓋并用螺栓固定。

安裝開口環(huán)：將開口環(huán)滑入刀體上的開口環(huán)槽，焊接槽位置向上。用開口環(huán)夾夾住開口環(huán)，將夾子的空隙部位對準開口環(huán)焊接槽。將焊機接地端接在開口環(huán)夾上。坡口焊開口環(huán)切口部位。將刀具總成冷卻至室溫。檢查刀具旋轉(zhuǎn)扭矩，決定是否需要進行刀具完全重裝。

2.3.4 將新油脂加入刀具總成

拆除1/4"管塞、1/8"壓力補償器閥、透氣塞。

將密封膠654-022涂在所有塞子上，將1/8"壓力補償器閥在端蓋上進行適當緊固，將透氣塞安裝在每個閥的頂部。

將油泵管接到下端蓋的1/4"管塞端，加入Mobilith SHC 460油脂，直到有油脂從上端蓋1/4"管塞端流出。

將帶1/4"接頭的一根膠管安裝到上端蓋，將膠管輸出端通到廢油容器里。

將帶閥空氣管接到下端蓋1/4"管塞端，打開通往刀具總成的空氣閥，只需要讓油脂像“打嗝”般產(chǎn)生一個氣穴即可，用以承受刀具工作過程中由升溫導致的膨脹。

2.4 刀具總成完全重裝

2.4.1 拆 卸

如果需要更換新刀圈，按照前述方法拆除刀圈和開口環(huán)。

拆除1/4"管塞、1/8"壓力補償器閥、透氣塞。

將滲透油涂在螺紋接觸表面，拆除每個端蓋上的帶帽螺絲。

拆除端蓋和刀體上的密封，使用新的密封圈。

拆除軸承每個面上的O型圈。

從刀具總成上拆除軸承：將刀具總成放置在軸連接體B63179-1和千斤頂平臺D63178上，將軸承延伸到軸連接體中間。把軸承往下壓，通過軸連接體使軸承內(nèi)圈與軸承松開。

拆除軸承擠壓隔墊并丟棄。

如果軸承需要更換，則拆除并保留軸承內(nèi)圈。

如果軸承需要更換，按以下步驟從刀體上拆除軸承外圈，將刀體放在千斤頂平臺上。將外圈拆卸工具和外圈拆卸隔墊調(diào)整至適當位置放置，將工具放在刀體內(nèi)孔中間并固定。將底部外圈從刀體上壓下來通過千斤頂平臺，將刀體翻轉(zhuǎn)，把剩余的外圈通過千斤頂平臺從刀體上壓下來。

2.4.2 檢 查

(1)如果存在下列情況中的任何一種，則需更換整套軸承：外圈/內(nèi)圈滾道有明顯壓痕；外圈/內(nèi)圈滾道有明顯剝落或點蝕；外圈/內(nèi)圈滾道表面發(fā)現(xiàn)裂紋。

(2)如果存在下列情況中的任何一種，則需更換刀軸：沿軸長度方向有明顯的表面裂紋；軸被軸承內(nèi)圈明顯嚴重擦傷。

(3)更換其他任何過分磨損或損壞的零件。

(4)清理所有零件，去除毛刺并清潔所有配合零件表面。如果軸承外圈已經(jīng)拆除，應使用砂紙磨平刀體裝軸承內(nèi)孔部位的擦痕。如果軸外徑上存在臺階狀表面，應使用有溶解性的手用油石進行光潔。

2.4.3 裝 配

(1)如果刀圈和開口環(huán)沒有裝上，應按上述步驟將新刀圈和開口環(huán)安裝到刀體上。

(2)如果外圈已經(jīng)拆除，則按照以下步驟將軸承外圈安裝刀體：在刀體裝軸承的內(nèi)孔處和軸承外圈上涂一薄層抗咬合劑，將蓋板和刀體放入千斤頂。使用軸承外圈安裝工具，唇口邊朝下，將軸承外圈壓入刀體，最大壓力為10 t。

(3)按照以下步驟安裝刀體和端蓋的端面密封：

去除所有刀體和軸端蓋密封蓋上的殘油及端面密封。展開密封安裝工具C48245-1并將其繞在一個密封的半圈上，用其抓住端面密封內(nèi)面，而密封的外曲面靠著工具底部，確保曲面接合線繞密封圓周方向安裝一致。在安裝工具的反向末端均勻地用力往下壓，將半圈密封安裝到每個密封蓋內(nèi)，直至其進入。

(4)將4～6滴油均勻滴到每個半邊密封的表面。

(5)緩慢地將管塞和壓力補償器閥擰入端

蓋，防止污染物進入裝配體。

(6)將軸承插入一個端蓋并用4個帶帽螺絲固定位置。

(7)將軸承和端蓋垂直放置，端蓋朝下。

(8)將底部軸承內(nèi)圈裝入軸承：使用感應加熱器將軸承內(nèi)圈加熱到160 ℃，將內(nèi)圈安放到軸承上；將裝配體冷卻到室溫。滴幾滴油到軸承內(nèi)圈的滾柱與滾道之間。

(9)將裝上軸承外圈的刀體開口環(huán)朝上放到軸承上。

(10)將軸承擠壓隔墊安裝到軸上并靠著軸承內(nèi)圈，擠壓部位朝上。

(11)將頂部軸承內(nèi)圈安裝到軸上：用感應加熱器或烘箱將軸承內(nèi)圈加熱，最高溫度達160°，將內(nèi)圈滑入軸直到其完全靠在刀體里面的軸承外圈上，等待裝配體冷卻。將幾滴油滴入滾柱與滾道之間。

(12)擠壓軸承隔墊：將工具D7251-T4安裝到軸承上并壓至軸承內(nèi)圈。將扭力環(huán)安裝到刀體上，并將扭矩扳手安裝到扭力環(huán)上。按照上述方法測量刀具的旋轉(zhuǎn)扭矩，注意旋轉(zhuǎn)扭矩的數(shù)值。緩慢增加壓力，使用千斤頂壓下工具，擠壓軸承隔墊。

(13)安裝O型圈到軸承上面的O型圈槽內(nèi)，在O型圈上涂抗咬合劑。

(14)安裝上端蓋:將軸末端和端蓋內(nèi)側(cè)涂上抗咬合劑。將端蓋從軸末端滑入。用端蓋對齊工具將上端蓋和下端蓋的平面對齊。將4個帶帽螺絲安裝到上端蓋并用扳手擰緊。將壓力補償器閥在上端蓋處適當擰緊，將透氣塞安裝到壓力補償器閥。將管塞緩慢擰進上端蓋，防止污染物進入刀具總成。

(15)按照上述步驟進行刀具總成壓力測試。如果刀具總成通過壓力測試，則進行步驟(14)。

(16)將新油脂加到刀具總成內(nèi)。將密封膠涂在1/4"管塞上，并將其適當擰緊到上端蓋。

(17)將硅密封膠涂在軸端蓋和刀體的間隙內(nèi)、軸端蓋的孔內(nèi)、還有管塞孔內(nèi)，防止其裝配不牢固。至此，刀具已經(jīng)準備好，可以使用。

3 結(jié) 語

TBM使用的刀具造價昂貴，每一個滾刀總成折合人民幣數(shù)萬元。另外，刀具屬消耗品，其消耗量在每一條隧洞的掘進中都非常大，所以，加強對刀具的管理，合理地維修好每一個刀具，將極大地降低隧洞的生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

作者簡介:

田 偉(1978-)，男，四川都江堰人，技師，從事刀具維修工作.

(責任編輯：李燕輝)