冶金装备失效分析及其预防的探讨

叶慧丽

摘 要：冶金装备在我国现代化生产中发挥重要作用，在钢铁生产、装备制造中发挥着重要作用。冶金装备失效是影响其工作能力的重要因素，必须要采取一系列措施开展装备失效预防处理工作，为现代冶金装备管理奠定基础。本文以此为背景，先通过实际案例，分析冶金装备失效的原因，并提出几点解决措施，以求为冶金装备失效预防提供理论支撑。

关键词：冶金装备失效；预防措施；解决措施

1 冶金装备失效实例分析

1.1 3100KW液力耦合器飞裂事故分析

某钢厂引入新型调速型3100KW液力耦合器，仅使用不足一年便发生耦合器飞裂事故，造成了严重的经济损失。本文统计该液力耦合器运行过程中的基本参数，具体资料见表1。

事故发生后，相关部分对残骸进行测试，结果发现：

（1）耦合器质量较差，存在严重的缩孔现象；材料强度未到达相关规范，且疲劳试验结果显示该材料的抗疲劳性能差；材料Si超标，显微组织检查发现大面积的块状CuAL2，说明该材料的合金固溶不充分。

（2）泵轮上30片叶片全部断裂，且多为疲劳断裂，裂源位于叶片根部，具有较多台阶，说明断裂处出现大规模应力集中现象；泵轮残骸呈“秃头”形状，仅有6个叶片出现撞击断裂口，说明该泵轮根部所受到的力较为集中。

根据测试结果分析，该液力耦合器发生飞裂事故的主要原因是泵轮叶根部产生疲劳裂纹，裂纹不断延伸，发生断片，最终导致飞裂现象发生。

1.2 300t钢包车万向轴十字头断裂

某炼钢厂引进日本300t钢包车万向轴十字头，在原状更换设备用完之后换为国产装备，之后频繁发生十字头断裂现象，严重影响了该厂生产。

通过对失效、断裂、崭新的十字镐进行综合分析，结果发现。

（1）网状裂痕：十字头小R处发现多处细小网状伤痕，这些网状伤痕不仅存在已经报废的十字头上，许多未使用的十字头也存在网状伤痕。经检查发现，这部分网状伤痕均属于沿晶开裂，导致开裂的主要原因是表面磨削过程操作不当，导致其表面出现裂纹。

（2）疲劳断裂：部分十字头出现脆性疲劳断裂，其表面具有明显的疲劳辉纹特征与放射条纹，多发生于网状裂纹处。

（3）材料情况：与上述两种要素相比，材料情况较为复杂，本文统计相关数据，具体资料见表2。

总结：磨削加工不当、热处理流程不科学是引发十字头断裂的重要危险因素。

1.3 2000t剪切机主轴铜瓦磨损失效

初轧厂2000t剪切机主轴铜瓦，使用BC3材料制成，后受资金问题等影响，转用国产同类零部件，其接触面顶、供油条件、加工尺寸等数据与原材料相似。在运行初期正常，但40d后，开始出现主轴烧粘现象。对其进行磨损性能分析，结果发现：

（1）摩擦副磨损后表面出现大量氧化铝，其形成了大量的氧化膜微凸体，微凸体数量增多导致摩擦副的接点数量增多，最终造成大规模磨损情况。

（2）轴瓦破损特征较为明显，主要表现为：

1）出现大范围重叠叉开裂纹；

2）材料出现严重的剥落现象；

3）氧化膜面积增大。

2 冶金装备失效预防措施

2.1 应用新的設备检修技术，提升在役检查能力

故障诊断属于一种新型的设备管理技术，通过直接作用于实际生产，进而积极避免设备故障的发生。

无损检测技术是故障诊断的代表性技术，通过微型计算机，清晰显示设备内部运行情况，其中的部分故障点与正常点存在明显差异，相关人员可根据故障点所提示的相关资料，确定潜在故障因素，进而积极控制设备故障发生。元常规检测技术相比，无损检测技术主要有以下几方面优点，分别为：

（1）无损检测技术无需拆开设备外壳，能减少外部常规操作对设备运行的影响。

（2）无损检测技术能在设备运行过程中进行检测，符合钢铁生产的连续性要求。

（3）无损检测技术能满足多种设备的日常检修要求，能够降低生产总成本。

本文为进一步突出无损检测技术的实用性，现总结无损检测技术与常规检测技术的相关操作内容，具体数据见表3。

2.2 完善风险评估流程 （下转第170页）

（下转第11页）

风险评估又被称为安全评估，其评估内容包括人的主观因素、设备运行因素、社会生产因素等多方面内容。

在冶金装备失效预防中，可根据一个具体的生产工艺、一套专业的生产设备进行评估，进而根据评估方法确定评估的相关内容，避免故障发生。标准的风险评估方法包括：

（1）安全检查。根据企业生产需求，设备进行安全检查，通过检查发现影响设备运行的相关要素；

（2）非破坏的现场计算。根据安全检查内容，预判相关风险现象可能造成的损失，并根据损失的相关内提出应对措施；

（3）事故树处理。根据本企业中相关事故的发生频率，估算未来特定一段时间内可能出现的故障现象，并计算出冶金装备失效概率，最终与相关安全标准进行比对，确定某项风险控制程序的安全性。

除风险评估外，也可采用其他故障处理方法对潜在风险进行控制，如“挂片法”等。所谓挂片法，就是根据故障现象，对具体设备进行取样，在结合相关系统性分析之后，规划危险等级与该故障的剩余寿命，一般情况下，剩余寿命小于等于6个月的即可更换。

2.3 加强零部件的入场检测

由上文分析可知，零部件的制作质量较低是导致出现冶金装备失效的重要原因，因此，必须要加强零部件的入场检测，避免劣质零部件进入工厂。在零部件入场检测之前，要开展签约管理工作，即在综合考虑价格、质量的前提下，合理选择签约对象；同时，要检查签约对象的生产资格，无生产资格不能签约。在原材料入场之前，要对部分原材料进行抽样检测，检测合格后才能允许原材料入场。

3 结束语

本文简单分析了冶金装备失效的原因与相关预防措施，先由几起典型的冶金装备失效故障入手，对设备失效的原因进行分析，再根据问题提出应用新的设备检修技术、完善风险评估流程、加强零部件的入场检测等几点应对措施。从相关方法的应用效果来看，上述措施具有一定的可行性。对于相关工作人员而言，在有效利用上述措施的同时，也要重视新技术的应用，进一步优化故障检修流程，获得更好的冶金装备失效预防效果。