Обеспечение качественной работы оборудования требует высокой квалификации не только эксплуатационного, но и ремонтного персонала. Недостаточный контроль технического состояния оборудования является распространённой причиной выхода его из строя. Некомпетентные решения, принимаемые в условиях аварийной ситуации, приводят к дополнительным повреждениям элементов оборудования. Это увеличивает последующие затраты на восстановление его работоспособности. Рассмотренный ниже отказ иллюстрирует всю описанную цепочку, обусловленную непрофессиональным отношением к оборудованию.

Механизм качания кристаллизатора является одним из наиболее ответственных в машине непрерывного литья заготовок. Кристаллизатор через ролик устанавливается на копирах вала механизма качания кристаллизатора (МКК). Копиры фиксируются на валу МКК при помощи шпоночного соединения. При изготовлении вала шпоночные пазы, а при изготовлении пары копиров шпоночные пазы и профили выполняются с одной установки. Сборка валов МКК с копирами осуществляется путём напрессовки (посадка с натягом).

При осмотре МКК в период подготовки к разливке был обнаружен люфт копира (со стороны свободного конца) по отношению к валу МКК. Руководством участка принято решение о необходимости фиксации копира методом сварки. Дополнительным основанием для принятия такого решения послужило отсутствие дистанционной втулки между копиром и опорным подшипником 3522, предусмотренной сборочным чертежом. Данный факт был неверно расценен руководством участка как появление значительного зазора между свободной стороной копира (обратная сторона упирается в бурт вала МКК) и участком вала МКК под посадочное место подшипника. Указанное в действительности вызвано разницей диаметров вала МКК на участках под посадочное место копира (∅120 мм) и под посадочное место подшипника (∅110 мм). Приварка по обеим сторонам копира была осуществлена к валу МКК, что также свидетельствует об отсутствии дистанционной втулки (рисунок 1). Вследствие нличия возможности углового смещения одного копира относительно второго, оставшегося неподвижным, при приварке их соосность обеспечена не была. Смещение одного копира относительно другого на валу МКК требованиями сборочного чертежа не допускается.

Внешний вид копира вала МКК 1 Внешний вид копира вала МКК 2
Рисунок 1 – Внешний вид копира вала МКК

Несоосность копиров в дальнейшем привела к “галопированию” кристаллизатора, что обусловило появление значительных ударных нагрузок на подшипниковые опоры при вращении вала МКК. При разливке серии из 11 плавок на завершающей стадии разливки последней плавки произошло разрушение сепаратора опорного подшипника 3522 вала МКК. Разрушению также способствовало ослабление конструкции и появление дополнительной степени свободы вследствие отсутствия дистанционной втулки.

По результатам разборки вала МКК установлено:

  • наличие и целостность шпонки в шпоночном соединении копира с валом МКК;
  • наличие следов фреттинг-коррозии на посадочных местах копира и вала МКК, первоначально принятых за следы проворота (фреттинг-коррозия – вид коррозии, возникающей при незначительном повторяющемся локальном перемещении контактных поверхностей друг относительно друга в условиях воздействия коррозионной среды).

Цеховой комиссией был составлен акт расследования аварии, в котором указывалось, что “после демонтажа вала и при детальном осмотре было обнаружено, что копир изготовлен с отклонениями от чертежа (завтуливание посадочного места копира на вал с выполнением во втулке шпоночного паза, что недопустимо)”. Данный факт, возлагая ответственность за происшедшее на изготовителя вала, заведомо не соответствовал действительности (по результатам осмотра поперечного сечения копира).

Дополнительный комиссионный осмотр с привлечением специалистов предприятия и изготовителя:

  • опроверг наличие втулки в копире;
  • установил соответствие посадочных размеров вала и копира проектным (∅120мм);
  • выявил наличие частичного износа шпоночного соединения (шпонка свободно входит в шпоночные пазы как на валу МКК, так и в копире, имеет небольшой люфт в то время, как шпоночное соединение должно собираться с приложением дополнительной нагрузки).

В виду проблематичности сборки узла без дистанционной втулки, а также в силу того, что вал МКК без замечаний эксплуатировался около 7 месяцев, возможно предположить, что разрушение дистанционной втулки непосредственно предшествовало аварии. Причиной разрушения дистанционной втулки может быть как изначальное напряжённое состояние, вызванное качеством сборки, так и внешние факторы, достоверно установить которые не представляется возможным.

Разрушение сепаратора опорного подшипника 3522 вала МКК (со стороны свободного конца) вследствие ударных нагрузок, вызванных работой кристаллизатора в условиях несоосности копиров явилось непосредственной причиной аварии.

К техническим факторам, определившим возникновение и развитие аварии, следует отнести:

  • износ шпоночного соединения копира и вала МКК, что обусловило нарушение соосности копиров;
  • разрушение дистанционной втулки между копиром и опорным подшипником 3522 (со стороны свободного конца), что привело к потере жёсткости конструкции;
  • неквалифицированные действия руководства участка в предаварийной ситуации, а также в процессе расследования причин аварии.

В заключение следует отметить, что ремонтные работы по восстановлению работоспособности машины непрерывного литья заготовок продлились более двух суток, что повлекло за собой значительные затраты на ликвидацию аварии и потери производства. С целью предупреждения подобных ситуаций повышение квалификации ремонтного персонала должно быть неотъемлемой составляющей системы технического обслуживания и ремонтов оборудования.