Тщательное расследование аварий позволяет разработать мероприятия для предупреждения возникновения аналогичных ситуаций в дальнейшем. Недостаточно глубокий анализ причин выхода оборудования из строя, поверхностная оценка отказов приводят к повторным инцидентам. Рассмотренный в заметке пример доказывает необходимость внимательного исследования всех аспектов аварийных ситуаций.

Шаровая барабанная мельница (ШБМ) используется на участке приготовления пылеугольного топлива для доменных печей. Привод ШБМ включает цилиндрический одноступенчатый редуктор Ц-800, вариант исполнения 5А 092-0-05. Передаточное число 5,077, межосевое расстояние 800 мм, крутящий момент на тихоходном валу 40 кН×м.

При осмотре узлов редуктора Ц-800 в ходе рботы ШБМ был выявлен перегрев подшипника вал-шестерни. Оборудование участка было остановлено для установления причин перегрева. После открытия крышки редуктора обнаружена поломка зубьев вал-шестерни в районе корня зуба. В результате визуального осмотра мест повреждений выявлены пятна наклепа, что свидетельствует о наличии внутренних трещин, которые невозможно обнаружить при осмотре в период проведения работ по техническому обслуживанию редуктора.

По результатам металлографического исследования фрагментов зубьев установлено:

  • фактическая твёрдость поверхности зубьев не соответствует проектной (по чертежу — 42-46,5 HRC, по факту — 23 HRC);
  • поверхность зубьев частично обезуглерожена на глубину до 0,4 мм;
  • микроструктура металла свидетельствует о том, что деталь подвергалась объёмной закалке и отпуску без упрочнения поверхности, что привело к её низкой контактной усталостной прочности;
  • полученная при термообработке структура с трубоигольчатой ориентацией является структурой перегрева, обладает пониженными механическими характеристиками и высокой трещиночуствительностью.

Указанное позволило сделать вывод о том, что причиной аварии стали низкие эксплуатационные свойства материала вал-шестерни, обусловленные отсутствием поверхностного упрочнения и структурой перегрева материала. Виновный — завод-изготовитель.

По имеющимся чертежам в аварийном порядке, связанным с остановкой технологического процесса, в течение нескольких суток была изготовлена новая вал-шестерня. Сборка редуктора выявила несоответствие угла наклона зубьев в зубчатом зацепленнии вал-шестерни со смежным колесом. Указанное стало возможным как результат:

  • выполнения заводом-изготовителем зубчатого зацепления с отклонением от проекта;
  • отсутствия контроля фактического угла наклона зубьев зубчатого зацепления при изготовлении новой вал-шестерни.

В связи со значительными потерями производства, обусловленными простоем ШБМ, а также затратами на изготовление вал-шестерни, было принято решение о пуске оборудования в работу с отклонением угла наклона зубьев в зацеплении. Это привело к последующему интенсивному износу в зубчатом зацеплении, появлению трещин и частичному разрушению зубьев вал-шестерни, а также к работе подшипниковых узлов в условиях повышенных температур, для снижения неблагоприятного воздействия чего было предусмотрено их дополнительное охлаждение (обдув). Указанное позволило эксплуатировать оборудование в аварийном режиме до ближайшего капитального ремонта доменной печи, в рамках которого было выполнено восстановление работоспособности ШБМ, сопровождавшееся дополнительными объёмами ремонтных работ, вызванных эксплуатацией машины в нештатном режиме.

Недопущение возникновения подобных аварийных ситуаций в дальнейшем требует неукоснительного выполнения и внедрения в практику на постоянной основе следующих мероприятий:

  1. Обеспечить контроль твёрдости и геометрических параметров ответственных деталей оборудования на соответствие требованиям проекта при приёмке от поставщиков.
  2. Выполнять узловую замену смежно работающих деталей.
  3. В случае невозможности или нецелесообразности узловой замены деталей контролировать геометрические параметры смежных элементов оборудования, осуществлять контрольную сборку.

Рассмотренный пример показывает, что эффективность решений при ликвидации отказов оборудования напрямую зависит от тщательности проведения расследования. Недостаточный разбор ситуации приводит к увеличению затрат на восстановление работоспособности оборудования и повышению вероятности возникновения повторных аварийных ситуаций.