Машина вскрытия чугунной лётки (МВЧЛ) доменной печи предназначена для открытия чугунной лётки, шуровки канала лётки во время выпуска, а также разделки футляра лётки. Установлена на литейном дворе печи в непосредственной близости от лётки. [1]

При бурении лётки произошло разрушение оси механизма поворота МВЧЛ. Вскрытие лётки было завершено путём прожигания кислородом. Простоя основного технологического оборудования и потерь производства удалось избежать.

Рабочий диаметр оси составляет 300 мм. К моменту выхода из строя срок службы оси составил около 4 лет.

При визуальном осмотре установлено, что разрушение произошло по галтели в месте сопряжения диаметров. Излом хрупкий, крупнокристаллический, без следов пластической деформации (рисунок 1). При осмотре смежных элементов конструкции дефектов и повреждений не обнаружено.

Внешний вид разрушившейся оси механизма поворота МВЧЛ

Рисунок 1 – Внешний вид разрушившейся оси механизма поворота МВЧЛ

В ходе расследования аварии проведен химический анализ материала разрушившейся оси, который подтвердил соответствие марки стали (40ХН2МА). Согласно чертежу твёрдость оси должна составлять 235-277 НВ, получаемой путём улучшения (закалки с высоким отпуском), что соответствует структуре сорбита отпуска. Металлографическое исследование показало наличие перито-ферритной микроструктуры материала (перит – сорбитообразного и пластинчатого строения, феррит – в виде замкнутой сетки и крупных выделений). Такая структура характерна для горячедеформированного состояния металла. Материал загрязнён хрупкими силикатами. Твёрдость металла подтвердила соответствие микроструктуре и составила 229 НВ.

Указанное позволяет сделать вывод о том, что разрушение оси МВЧЛ произошло в месте конструктивного концентратора напряжений в результате воздействия пиковых нагрузок, превысивших предел прочности материала с недостаточной прочностью и твёрдостью из-за отсутствия термической обработки.

Интересно отметить, что через год аналогичное разрушение получила ось механизма поворота МВЧЛ второй лётки той же доменной печи (рисунок 2). Срок службы оси в этом случае также составил около 4 лет. Со слов технологического персонала в течение последних нескольких дней перед выходом из строя наблюдалась повышенная амплитуда колебаний элементов конструкции, что соответствовало увеличению внутренних зазоров в МВЧЛ. Поскольку МВЧЛ работает в тяжёлом динамическом, ударном режиме, наличие дополнительных зазоров и в первый раз могло послужить причиной возникновения пиковых нагрузок, превысивших предел прочности материала оси с недостаточной прочностью и твёрдостью. Своевременная фиксация и устранение отмеченных замечаний (т.е. слаженное совместное выполнение возложенных функций по техническому обслуживанию оборудования технологическим и ремонтным персоналом) могла позволить продлить срок службы осей МВЧЛ даже при условии неблагоприятной структуры материала, теоретическая возможность чего обеспечивается значительным запасом прочности, зачастую закладываемым при проектировании отечественного оборудования.

Внешний вид оси механизма поворота МВЧЛ второй лётки той же доменной печи, разрушившейся год спустя 1 Внешний вид оси механизма поворота МВЧЛ второй лётки той же доменной печи, разрушившейся год спустя 2
Рисунок 2 – Внешний вид оси механизма поворота МВЧЛ второй лётки той же доменной печи, разрушившейся год спустя

Перечень ссылок

  1. Правила технической эксплуатации механического оборудования доменных цехов, утверждённые Государственным Комитетом промышленной политики Украины 11.10.2000г.
0 0 vote
Article Rating