文档介绍：安钢二炼轧150t2#转炉倾动机构
断齿事故现场修复工程
参加单位:人员名单
协作单位:人员名单
2007年12月28日
摘要安钢二炼轧150t2#转炉倾动机构发生大面积断齿事故,在大小齿轮均无备件的情况下组织现场修复取得成功,减少停机时间,迅速恢复生产,获得了巨大的经济效益。
关键词转炉倾动机构齿轮修复
1 150t2#转炉倾动减速机断齿事故状况及影响
2006年4月安钢二炼轧150t2#转炉因倾动机构发生大面积断齿事故而停产,照片1-6显示出当时的破坏状况:
照片1 倾动机构二次减速机大齿轮断齿局部
照片2倾动机构右上二次减速机小齿轮断齿局部
照片3倾动机构左上二次减速机小齿轮断齿局部
照片4倾动机构左下二次减速机小齿轮断齿局部
照片5倾动机构右下二次减速机小齿轮断裂报废
照片6 倾动机构一次减速机大齿轮断齿局部
事故发生后整个倾动机构已完全被卡死,经过两天拆卸才将断裂为两半的右下二次减速机小齿轮割断拆除,经维修技术人员进入一次减速机内部反复核实,倾动机构整体破坏情况如下:一次减速机大齿轮总齿数为136,整齿断裂齿数为5,严重断裂齿数为36,局部积压变形和掉块齿数为46;右下二次减速机小齿轮断裂为两半,彻底报废;右上二次减速机小齿轮断齿数为6;左上二次减速机小齿轮断齿数为1;左下二次减速机小齿轮断齿数为3。上述情况清楚的表明倾动机构的这次事故是毁灭性的。事故发生后在二炼轧现场召开了总公司领导参加的设备部二炼轧联合事故分析会,对事故发生的原因和事故产生的损失进行分析和评估,对如何全力抢修尽快恢复生产进行决策,会议要点综合如下:
初步判定事故是由于右下二次减速机小齿轮制造质量问题产生早期断裂引起倾动机构进一步破坏;
由于二号炉投产时间较短,而倾动机构预期寿命较长,二次减速机大小齿轮均无备件。与有关生产厂家联系确认大齿轮的制作周期为一年,小齿轮的制作周期为3个月。
事故直接的损失是倾动机构近乎报废的破坏,价值高达数百万,但与由此造成的间接损失和影响比则变得微不足道。二号炉每天的产量为5000吨,且大多为高附加值的品种钢。每天的产值损失为―――――万元,利税损失可达―――-万元。停产3个月的将损失产值――――万元,利税――――万元。如果真的停产三个月,将直接影响到总公司全年各项经济指标的完成。
面对如此严峻地局面,长时间停产等备件是无论如何都不能接受的。只有现场抢修事故损坏的备件才有可能在短时间内恢复生产,将事故的影响降到最低。与会总公司领导明确指示:调动一切可以利用的技术和资源,全力现场抢修,尽快恢复二号炉运行。
2 150t2#转炉倾动减速机断齿事故成因分析
2-1宏观断口分析
从前述照片断齿宏观断口发现:小齿轮断齿均为典型的脆性断裂特征,断裂过程中未发生塑性变形;大齿轮虽有整齿的断裂破坏,但在齿根部位尚未完全断开,而且多数严重破坏的齿都存在相应的挤压变形。由此可以作出两点判断:一是断裂首先发生在右下的小齿轮上;二是未发现疲劳裂纹扩展特征的情况下齿轮断裂为脆性瞬间失稳断裂。
2-2金相分析
图1 1#马氏体组织 400X
图2 1#网状碳化物 400X
图3 1#心部组织 400X
金相分析取样部位为小齿轮断口边沿。图1为渗碳表层组织,粗大的针状马氏体加较多的残余奥氏体构成渗碳层的组织特征,显示出表面渗碳层含碳量较高且回火不够充分,这对后续加工和服役工况均会产生不利的影响。图2是渗碳层式样经深度腐蚀观察到的网状碳化物形貌,较大颗粒的碳化物沿晶界断续分布形成较为明显的封闭网状,这在渗碳表层中是极为有害的组织结构,可极大地增加渗碳层的脆性。碳化物网状形成的原因多为渗碳处理时气氛碳势偏高且渗碳后冷却缓慢所致。图3为远离渗碳层的心部组织,大量的低碳条状马氏体加极少量的铁素体显示出典型的低碳高合金优质渗碳钢淬火组织特征,由此亦可推出该钢种具有超强的淬透性且采用了较高的淬火温度。因为小齿轮的重量也达2000kg以上,没有超强的淬透性是无法获得全淬透的心部组织的。将上述的渗碳层组织与有关国家标准相对照,马氏体和网状碳化物可明显判为不合格组织
,制造过程工艺控制不严格为以后服役事故埋下了诱因。
2-3机械性能分析
对倾动机构大小齿轮的进行了硬度测试:大齿轮齿圈心部硬度为HRC23-28,齿面硬度为HRC50-57;小齿轮心部硬度为HRC32-37,齿面硬度为59-63。硬度的测试结果与大小齿轮破坏的宏观断口形貌相互对应。正是小齿轮的高硬度和高脆性使得裂纹一旦发生就迅速扩展,大面积的失稳断裂就在所难免。
2-4设备运行状态与工况
是故发生的突然性还表现在倾动机构控制和检测系统的控制检测记录上。在此之前的设备运行参数一切正常,均未表现出异常