葉慧麗

摘 要：冶金裝備在我國現(xiàn)代化生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，在鋼鐵生產(chǎn)、裝備制造中發(fā)揮著重要作用。冶金裝備失效是影響其工作能力的重要因素，必須要采取一系列措施開展裝備失效預(yù)防處理工作，為現(xiàn)代冶金裝備管理奠定基礎(chǔ)。本文以此為背景，先通過實際案例，分析冶金裝備失效的原因，并提出幾點(diǎn)解決措施，以求為冶金裝備失效預(yù)防提供理論支撐。

關(guān)鍵詞：冶金裝備失效；預(yù)防措施；解決措施

1 冶金裝備失效實例分析

1.1 3100KW液力耦合器飛裂事故分析

某鋼廠引入新型調(diào)速型3100KW液力耦合器，僅使用不足一年便發(fā)生耦合器飛裂事故，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。本文統(tǒng)計該液力耦合器運(yùn)行過程中的基本參數(shù)，具體資料見表1。

事故發(fā)生后，相關(guān)部分對殘骸進(jìn)行測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

（1）耦合器質(zhì)量較差，存在嚴(yán)重的縮孔現(xiàn)象；材料強(qiáng)度未到達(dá)相關(guān)規(guī)范，且疲勞試驗結(jié)果顯示該材料的抗疲勞性能差；材料Si超標(biāo)，顯微組織檢查發(fā)現(xiàn)大面積的塊狀CuAL2，說明該材料的合金固溶不充分。

（2）泵輪上30片葉片全部斷裂，且多為疲勞斷裂，裂源位于葉片根部，具有較多臺階，說明斷裂處出現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)力集中現(xiàn)象；泵輪殘骸呈“禿頭”形狀，僅有6個葉片出現(xiàn)撞擊斷裂口，說明該泵輪根部所受到的力較為集中。

根據(jù)測試結(jié)果分析，該液力耦合器發(fā)生飛裂事故的主要原因是泵輪葉根部產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋不斷延伸，發(fā)生斷片，最終導(dǎo)致飛裂現(xiàn)象發(fā)生。

1.2 300t鋼包車萬向軸十字頭斷裂

某煉鋼廠引進(jìn)日本300t鋼包車萬向軸十字頭，在原狀更換設(shè)備用完之后換為國產(chǎn)裝備，之后頻繁發(fā)生十字頭斷裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了該廠生產(chǎn)。

通過對失效、斷裂、嶄新的十字鎬進(jìn)行綜合分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)。

（1）網(wǎng)狀裂痕：十字頭小R處發(fā)現(xiàn)多處細(xì)小網(wǎng)狀傷痕，這些網(wǎng)狀傷痕不僅存在已經(jīng)報廢的十字頭上，許多未使用的十字頭也存在網(wǎng)狀傷痕。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，這部分網(wǎng)狀傷痕均屬于沿晶開裂，導(dǎo)致開裂的主要原因是表面磨削過程操作不當(dāng)，導(dǎo)致其表面出現(xiàn)裂紋。

（2）疲勞斷裂：部分十字頭出現(xiàn)脆性疲勞斷裂，其表面具有明顯的疲勞輝紋特征與放射條紋，多發(fā)生于網(wǎng)狀裂紋處。

（3）材料情況：與上述兩種要素相比，材料情況較為復(fù)雜，本文統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù)，具體資料見表2。

總結(jié)：磨削加工不當(dāng)、熱處理流程不科學(xué)是引發(fā)十字頭斷裂的重要危險因素。

1.3 2000t剪切機(jī)主軸銅瓦磨損失效

初軋廠2000t剪切機(jī)主軸銅瓦，使用BC3材料制成，后受資金問題等影響，轉(zhuǎn)用國產(chǎn)同類零部件，其接觸面頂、供油條件、加工尺寸等數(shù)據(jù)與原材料相似。在運(yùn)行初期正常，但40d后，開始出現(xiàn)主軸燒粘現(xiàn)象。對其進(jìn)行磨損性能分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

（1）摩擦副磨損后表面出現(xiàn)大量氧化鋁，其形成了大量的氧化膜微凸體，微凸體數(shù)量增多導(dǎo)致摩擦副的接點(diǎn)數(shù)量增多，最終造成大規(guī)模磨損情況。

（2）軸瓦破損特征較為明顯，主要表現(xiàn)為：

1）出現(xiàn)大范圍重疊叉開裂紋；

2）材料出現(xiàn)嚴(yán)重的剝落現(xiàn)象；

3）氧化膜面積增大。

2 冶金裝備失效預(yù)防措施

2.1 應(yīng)用新的設(shè)備檢修技術(shù)，提升在役檢查能力

故障診斷屬于一種新型的設(shè)備管理技術(shù)，通過直接作用于實際生產(chǎn)，進(jìn)而積極避免設(shè)備故障的發(fā)生。

無損檢測技術(shù)是故障診斷的代表性技術(shù)，通過微型計算機(jī)，清晰顯示設(shè)備內(nèi)部運(yùn)行情況，其中的部分故障點(diǎn)與正常點(diǎn)存在明顯差異，相關(guān)人員可根據(jù)故障點(diǎn)所提示的相關(guān)資料，確定潛在故障因素，進(jìn)而積極控制設(shè)備故障發(fā)生。元常規(guī)檢測技術(shù)相比，無損檢測技術(shù)主要有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)，分別為：

（1）無損檢測技術(shù)無需拆開設(shè)備外殼，能減少外部常規(guī)操作對設(shè)備運(yùn)行的影響。

（2）無損檢測技術(shù)能在設(shè)備運(yùn)行過程中進(jìn)行檢測，符合鋼鐵生產(chǎn)的連續(xù)性要求。

（3）無損檢測技術(shù)能滿足多種設(shè)備的日常檢修要求，能夠降低生產(chǎn)總成本。

本文為進(jìn)一步突出無損檢測技術(shù)的實用性，現(xiàn)總結(jié)無損檢測技術(shù)與常規(guī)檢測技術(shù)的相關(guān)操作內(nèi)容，具體數(shù)據(jù)見表3。

2.2 完善風(fēng)險評估流程 （下轉(zhuǎn)第170頁）

（下轉(zhuǎn)第11頁）

風(fēng)險評估又被稱為安全評估，其評估內(nèi)容包括人的主觀因素、設(shè)備運(yùn)行因素、社會生產(chǎn)因素等多方面內(nèi)容。

在冶金裝備失效預(yù)防中，可根據(jù)一個具體的生產(chǎn)工藝、一套專業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行評估，進(jìn)而根據(jù)評估方法確定評估的相關(guān)內(nèi)容，避免故障發(fā)生。標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險評估方法包括：

（1）安全檢查。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需求，設(shè)備進(jìn)行安全檢查，通過檢查發(fā)現(xiàn)影響設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)要素；

（2）非破壞的現(xiàn)場計算。根據(jù)安全檢查內(nèi)容，預(yù)判相關(guān)風(fēng)險現(xiàn)象可能造成的損失，并根據(jù)損失的相關(guān)內(nèi)提出應(yīng)對措施；

（3）事故樹處理。根據(jù)本企業(yè)中相關(guān)事故的發(fā)生頻率，估算未來特定一段時間內(nèi)可能出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，并計算出冶金裝備失效概率，最終與相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對，確定某項風(fēng)險控制程序的安全性。

除風(fēng)險評估外，也可采用其他故障處理方法對潛在風(fēng)險進(jìn)行控制，如“掛片法”等。所謂掛片法，就是根據(jù)故障現(xiàn)象，對具體設(shè)備進(jìn)行取樣，在結(jié)合相關(guān)系統(tǒng)性分析之后，規(guī)劃危險等級與該故障的剩余壽命，一般情況下，剩余壽命小于等于6個月的即可更換。

2.3 加強(qiáng)零部件的入場檢測

由上文分析可知，零部件的制作質(zhì)量較低是導(dǎo)致出現(xiàn)冶金裝備失效的重要原因，因此，必須要加強(qiáng)零部件的入場檢測，避免劣質(zhì)零部件進(jìn)入工廠。在零部件入場檢測之前，要開展簽約管理工作，即在綜合考慮價格、質(zhì)量的前提下，合理選擇簽約對象；同時，要檢查簽約對象的生產(chǎn)資格，無生產(chǎn)資格不能簽約。在原材料入場之前，要對部分原材料進(jìn)行抽樣檢測，檢測合格后才能允許原材料入場。

3 結(jié)束語

本文簡單分析了冶金裝備失效的原因與相關(guān)預(yù)防措施，先由幾起典型的冶金裝備失效故障入手，對設(shè)備失效的原因進(jìn)行分析，再根據(jù)問題提出應(yīng)用新的設(shè)備檢修技術(shù)、完善風(fēng)險評估流程、加強(qiáng)零部件的入場檢測等幾點(diǎn)應(yīng)對措施。從相關(guān)方法的應(yīng)用效果來看，上述措施具有一定的可行性。對于相關(guān)工作人員而言，在有效利用上述措施的同時，也要重視新技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步優(yōu)化故障檢修流程，獲得更好的冶金裝備失效預(yù)防效果。