威金斯式煤气柜调平钢丝绳失效原因及防控对策.pdf
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1、2023 年第 4 期总 第 266 期冶 金 动 力METALLURGICAL POWER威金斯式煤气柜调平钢丝绳失效原因及防控对策黄江昆(湘潭钢铁集团有限公司,湖南湘潭 411100)【摘要】通过对历次威金斯式煤气柜调平钢丝绳失效检修记录及气柜运行情况的跟踪调查,结合现场实际情况对钢丝绳失效原因进行分析研究,找到了造成气柜钢丝绳失效的关键因素,提出了改进和预防措施,使钢丝绳的使用寿命得到了延长。【关键词】威金斯煤气柜;调平装置;钢丝绳【中图分类号】TQ547.9【文献标志码】B【文章编号】1006-6764(2023)04-0031-04 【开放科学(资源服务)标识码(OSID)】Fail
2、ure Causes and Countermeasures of Leveling Ropes of Wiggins Gas HolderHUANG Jiangkun(Xiangtan Iron&Steel Group Co.,Ltd.,Xiangtan,Hunan 411100,China)【Abstract】Through the successive tracking investigation of leveling wire rope failure overhaul records and operation condition of Wiggins gas holder,com
3、bined with the actual situation on the spot to analyze the causes of the failure of the wire rope,so as to find the key factor.The improvement and preventive measures were put forward and the service life of the wire rope has been extended.【Keywords】Wiggins gas holder;leveling devices;wire rope前言湘钢炼
4、钢过程中产生的转炉煤气主要是通过 2座8 万m3威金斯式转炉煤气柜回收储存。该煤气柜主要由底板、侧板、活塞、顶板、橡胶皮膜及调平系统组成,而调平系统高效运行是威金斯气柜安全稳定运行的重要前提之一。威金斯式转炉煤气柜调平系统由6个配重块和12 根钢丝绳组成,每个配重块重约 4 t,钢丝绳为 637-FC 型,总长 87 m。钢丝绳一端与配重块相连,另 一 端 通 过 2 个 700 mm 调 平 导 轮、2 个 250 mm支撑导轮与气柜活塞上调平支架上端的套环相连接。气柜进气或吐气时,活塞带动气柜调平系统上下运动。1 存在问题钢丝绳短周期内频繁报废对生产产生较大影响,造成剩余转炉煤气无法回收利
5、用。表1为本区域历年气柜钢丝绳更换情况统计。五加压气柜检修前利用游标卡尺对钢丝绳直径进行测量,测量数据见表2。根据 起重机 钢丝绳 保养、维护、检验和报废(GB/T 59722016)标准中说明6d长度范围内断丝数2或公称直径d等值减少量Q10%,该钢丝绳应予以报废。根据统计结果可知,威金斯调平钢丝绳在运行过程中存在的主要失效形式为断丝数达报废标准(断丝情况见图1),其次为钢丝绳磨损(磨损情况见图2)、扭曲等因素达到了报废标准。煤气柜钢丝绳失效可能造成绳体拉断,配重块失衡后在导轨上卡阻或掉落、煤气柜侧板损伤泄漏、气柜活塞失衡皮膜撕裂等问题,存在较大安全隐患。2 失效原因分析2.1 钢丝绳表面磨
6、损现象分析对气柜钢丝绳运行情况调查发现钢丝绳外层钢丝较为光亮,整体磨损均匀,圆形钢丝已磨损成扁平状。钢丝的扁平效应会明显降低其轴向抗拉性能1,气柜钢丝绳断丝点也分布在磨损较为严重312023 年第 4 期总 第 266 期冶 金 动 力METALLURGICAL POWER的部位。截取报废钢丝绳经常运转中间段450 mm作为试样,断丝部位断口平齐,磨损面出现在钢丝绳固定角度范围内,拆解内部钢丝完好。钢丝绳表面磨损主要是钢丝绳与绳槽摩擦造成2,在气柜运表1 威金斯煤气柜钢丝绳更换记录更换时间2014年09月2019年11月2020年09月2021年11月2022年06月2022年07月2022年
7、10月2023年02月2023年04月气柜名称五加压8 万m3煤气柜五加压8 万m3煤气柜四加压8 万m3煤气柜四加压8 万m3煤气柜五加压8 万m3煤气柜四加压8 万m3煤气柜四加压8 万m3煤气柜四加压8 万m3煤气柜五加压8 万m3煤气柜更换原因扭结、直径减小报废断丝报废断丝报废断丝、锈蚀报废断丝报废断丝报废断丝报废断丝报废断丝、直径减小报废更换数量/根6612212621212表2 气柜检修前钢丝绳磨损测量单位:mm 钢丝绳序号钢丝绳直径磨损量1#18.82-0.682#18.48-1.023#17.82-1.684#18.5-15#18.5-16#18.66-0.847#18.8-0
8、.78#18.48-1.029#18.5-110#18.7-0.811#17.8-1.712#18.7-0.8图1 气柜钢丝绳断丝情况图2 气柜钢丝绳在运行中磨损情况行中钢丝绳与导轮的绳槽接触将直接导致外层的钢丝发生磨损,磨损引起钢丝绳应力集中,当钢丝绳出现第一根断丝时,钢丝绳破断拉力下降 4%8%3,在破断拉力下降的情况下钢丝绳持续磨损,将会导致不断出现新的断丝点。2.2 钢丝绳运行环境状态分析有研究表明钢丝绳润滑的油脂、润滑方法、润滑时机都对钢丝绳使用寿命有较大影响。对钢丝绳通长范围内润滑情况进行研究,钢丝绳活塞固定端无锈蚀,部分钢丝绳表面存在润滑脂风干附着情况,中间段钢丝绳润滑效果较好,
9、配重块固定端存在部分润滑油风干结垢情况。部分区域钢丝绳因缺少润滑油表面有棕红色锈迹,该红锈是缺乏润滑表现,会增大钢丝绳与绳槽的摩擦系数,导致钢丝绳磨损增大。对截取试样进行清洗,发现钢丝绳股与股缝隙间油泥较多,且较为紧实,油泥阻碍了润滑油的渗透,导致润滑油只能对钢丝绳外表起到润滑作用。清洗下来的油泥中含有细小矿石、油漆碎屑等颗粒物。现场勘查颗粒物可能来源于气柜周边的铁矿石料场、石灰窑扬尘。清洗后对试样钢丝绳进行拆解,钢丝绳中心的油浸纤维芯已处于风干状态,无法通过绳芯储油对钢丝绳进行润滑。调平导轮与支撑导轮轮槽内油泥聚集较为严重,已将导轮V型槽变为U型槽,导致钢丝绳长时间与侧面油泥摩擦(见图3)。
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