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.
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.
Рисунок 2 — Внешний вид оси механизма поворота МВЧЛ второй лётки той же доменной печи, разрушившейся год спустя |
Пока нет комментариев