筒體斷裂事故頻發(fā)  

近幾年來(lái)，水泥窯筒體斷裂的惡性事故頻繁發(fā)生，輕則停工停產(chǎn)，重則危及人員安全，使企業(yè)陷入停產(chǎn)搶修、耗費(fèi)巨資的被動(dòng)局面，給企業(yè)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失和負(fù)面影響。近期山東某水泥企業(yè)2500tpd生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯筒體發(fā)生斷裂，給我們行業(yè)再次敲響了警鐘。  

作為水泥生產(chǎn)線的關(guān)鍵主機(jī)設(shè)備，回轉(zhuǎn)窯的“長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行”對(duì)熟料和水泥生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量及綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等各方面都有極為重要的影響，是設(shè)備維護(hù)和生產(chǎn)管控的重中之重。近幾年來(lái)，“回轉(zhuǎn)窯筒體斷裂”的惡性事故時(shí)有發(fā)生，分別在山西（大同）、陜西（米脂）、山東、福建等省份，一般發(fā)生在冬季檢修期間。一次次的事故分析，往往將其誘發(fā)因素指向“氣體腐蝕”、“冷脆斷裂”等方面，而現(xiàn)場(chǎng)卻總是難以確查到“材質(zhì)衰變”或“分子級(jí)”的現(xiàn)象或?qū)嵨镒C據(jù)，因此最終的結(jié)論令人難以確信，莫衷一是。  

主要原因分析  

誠(chéng)然，窯筒體斷裂有生產(chǎn)工藝方面的“物料特性、氣體腐蝕”，以及與區(qū)域氣候相關(guān)的“冬季冷脆斷裂”等難以避免的“可能原因”；同時(shí)應(yīng)清醒的認(rèn)識(shí)到，除了這些“可能原因”之外，還有其它的可以檢查、可以預(yù)先管控的因素——回轉(zhuǎn)窯機(jī)械狀態(tài)檢測(cè)，這是具有很強(qiáng)的可操作性、很有實(shí)際意義的工作。  

對(duì)回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行機(jī)械狀態(tài)檢測(cè)，是一個(gè)專(zhuān)業(yè)性、系統(tǒng)性很強(qiáng)的工作，包括四個(gè)主要方面：(1)回轉(zhuǎn)窯中心線的直線度；(2)窯筒體的橢圓度；(3)回轉(zhuǎn)窯軸向力的平衡；（4）窯筒體機(jī)械彎曲。  

回轉(zhuǎn)窯的特點(diǎn)是外形尺寸巨大，運(yùn)行負(fù)荷大、熱工狀態(tài)復(fù)雜（溫度應(yīng)力/機(jī)械應(yīng)力）；而作為關(guān)鍵主機(jī)設(shè)備，回轉(zhuǎn)窯在制造、安裝過(guò)程中，有諸多質(zhì)量控制條件和檢查檢測(cè)項(xiàng)目，歸根結(jié)底，保證“回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行直線度”是所有這些測(cè)控指標(biāo)的核心目標(biāo)。據(jù)業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以通常的三檔支撐的回轉(zhuǎn)窯為例，一般認(rèn)為：  

直線度偏差4mm以?xún)?nèi)，正常良好狀態(tài)；  

偏差5~9mm，可接受，適當(dāng)調(diào)整；  

偏差10mm以上，應(yīng)核實(shí)確認(rèn)，及時(shí)調(diào)整。  

如果直線度偏差較大，則輪帶處筒體和輪帶間的筒體將產(chǎn)生不同方向附加彎曲應(yīng)力。參考下圖，我們僅作定性分析。再加上驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)矩作用到筒體上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，則筒體局部疊加的交變應(yīng)力將成倍數(shù)增加，其安全運(yùn)轉(zhuǎn)壽命則成倍數(shù)減小，這是造成筒體斷裂的直接因素之一。  

設(shè)備檢測(cè)應(yīng)常規(guī)化  

對(duì)于回轉(zhuǎn)窯中心線的重要性，相信業(yè)內(nèi)無(wú)人否認(rèn)，但為什么至今對(duì)回轉(zhuǎn)窯中心線檢測(cè)（年度檢測(cè)或者周期性檢測(cè)）并未形成普遍認(rèn)可的常規(guī)檢測(cè)呢（通過(guò)各種方式對(duì)前文提到的幾個(gè)省份的筒體斷裂事件進(jìn)行了解和查詢(xún)，上述案例均無(wú)“年度直線度檢測(cè)”的記錄）？原因主要有兩方面：  

1.企業(yè)管理層的決策依據(jù)是否合理，有待商榷。我們?cè)鲞^(guò)非正式調(diào)研，許多公司的回轉(zhuǎn)窯從來(lái)沒(méi)有進(jìn)行直線度檢測(cè)的計(jì)劃，因?yàn)槠洹案G況正常”（尤其是托輪瓦溫度未見(jiàn)異常），無(wú)須檢測(cè)。我們認(rèn)為，瓦溫正常固然重要，但回轉(zhuǎn)窯中心線直線度正常，才是“窯況正?！钡暮诵闹笜?biāo)?；剞D(zhuǎn)窯在重負(fù)荷連續(xù)動(dòng)態(tài)作用下，托輪、輪帶、墊板、軸瓦等部件不同程度的磨損，地基的不均勻沉降，熱工狀態(tài)的變化等都是引起回轉(zhuǎn)窯中心線變化的因素；隨著托輪瓦材質(zhì)（鋁基合金）和托輪潤(rùn)滑油（大瓦寶）等方面的不斷優(yōu)化進(jìn)步，我們控制托輪軸瓦溫度的辦法越來(lái)越多，因此，即使托輪軸瓦溫正常，并不能證明回轉(zhuǎn)窯的中心線一定處于良好狀態(tài)——這也正是周期性檢測(cè)窯中心線的意義所在。  

2.對(duì)窯中心線檢測(cè)的不同方法和測(cè)量準(zhǔn)確度方面，有不同認(rèn)識(shí)與困惑。由于回轉(zhuǎn)窯中心線的檢測(cè)專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)，水泥生產(chǎn)企業(yè)一般無(wú)自備資源，需要委托第三方專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)完成檢測(cè)服務(wù)；不同的服務(wù)機(jī)構(gòu)有不同的原理和方法，對(duì)冷態(tài)或熱態(tài)的適用性也有區(qū)別，再加上經(jīng)濟(jì)性方面的考慮，往往影響到業(yè)主決策。  

三維激光掃描技術(shù)  

目前來(lái)看，比較回轉(zhuǎn)窯中心線的檢測(cè)技術(shù)和方法，可以歸納為如下幾代：  

三維激光掃描技術(shù)是二十世紀(jì)九十年代中期開(kāi)始出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，是利用激光測(cè)距的原理，通過(guò)記錄被測(cè)物體表面的大量密集的點(diǎn)的三維坐標(biāo)、反射率和紋理特征等信息，快速建立被測(cè)物體的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器（如經(jīng)緯儀、全站儀等）的單點(diǎn)測(cè)量模式相比，三維激光掃描是針對(duì)被測(cè)物體的面和體，大面積、高分辨率、快速獲取被測(cè)物體表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，為快速建立物體的三維影像模型提供了全新的技術(shù)手段。由于具有主動(dòng)性、不接觸性、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、高密度、高精度等特性，其應(yīng)用在各行業(yè)得到迅速推廣。  

依托多年專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)和深耕研究，唐山有度科技有限公司創(chuàng)新性地將三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用到回轉(zhuǎn)窯中心線檢測(cè)，并自主研發(fā)出專(zhuān)用的測(cè)量?jī)x器——“輪帶滑移量/頂間隙測(cè)量?jī)x”，能夠安全、便捷、準(zhǔn)確、直觀地測(cè)量出生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)下的輪帶滑移量和頂間隙；利用這一關(guān)鍵數(shù)據(jù)，結(jié)合三維掃描測(cè)得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地檢測(cè)出回轉(zhuǎn)窯直線度的（熱態(tài)）數(shù)值。這一突破性的專(zhuān)業(yè)檢測(cè)方法，已率先應(yīng)用于新建生產(chǎn)線（某水泥公司萬(wàn)噸線項(xiàng)目）和經(jīng)年在用回轉(zhuǎn)窯的冷態(tài)、熱態(tài)檢測(cè)服務(wù)項(xiàng)目，使得檢測(cè)過(guò)程便捷高效，檢測(cè)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，檢測(cè)結(jié)論更加直觀，并以極佳的經(jīng)濟(jì)性和安全性，得到業(yè)主認(rèn)可，正在引領(lǐng)“回轉(zhuǎn)窯中心線檢測(cè)”這一專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)趨向更加優(yōu)質(zhì)的水平層級(jí)。  

如果各位用戶(hù)朋友對(duì)前述提及的”回轉(zhuǎn)窯機(jī)械狀態(tài)檢測(cè)“有興趣，敬請(qǐng)反饋，后續(xù)我們可以將上述四個(gè)方面的檢測(cè)方法及其評(píng)估指標(biāo)分別進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)論述，供行業(yè)同仁參考、指正。