火力发电厂捞渣机链条断裂原因分析

火力发电厂捞渣机链条断裂原因分析

李俊斌

阳城国际发电有限责任公司 山西省晋城市 048000

摘要：通过对吹渣船的抗拉强度、化学成份和表面硬度的金相分析，分析了吹渣船链条断裂的主要原因。结果表明，渗碳淬火后沿晶界的裂纹是造成链断裂的主要原因。晶间裂纹降低了链条的承载能力和使用寿命，导致链条在使用一个多月后断裂。

关键词：火力发电厂；捞渣机链条；断裂分析

本实用新型的基本装置由上下两层组成，主要包括三个装置: 溢流槽和罐体。三种装置均有传动装置、传动装置和导向装置，其安装位置在炉膛出渣口下方。安装完毕后，渣被过滤出来，落入挖渣机上部水箱内，沉淀在水箱底部的灰经过爆破冷却。这些灰最终将通过采渣船的末端排出和运输。吹渣机安装在炉膛出渣口下方，由上下层组成，由罐体、溢流罐、传动装置、传动装置和导向装置组成。炉子经过渣井和截渣阀后，落入吹渣机上部的水箱内，排出灰渣，在水箱底部冷却、喷吹、沉淀，随着输送刮板的运动逐渐上升，排出大部分冷却水，在吹渣机末端排出，供水带输送、水力输送或向外输送。采用的矿渣挖泥机链条必须具有较高的抗拉强度和耐磨性，并且不得损坏内部的微裂纹。在一个工厂的采渣船上，使用一个多月后，环链断裂，第一个断口在焊接位置。链条采用 crnimo 合金钢制造，抗拉强度要求在400mpa 以上，表面渗碳，表面硬度要求在800hv 以上，以保证高耐磨性。

1捞渣机性能分析

由于采矿船的传动功能，自然要求采矿船上的链条在使用过程中具有很好的耐磨性和很高的抗拉强度，链条内部不允许有小裂纹，因此这种高性能适用于外部输送和液压 transportation.in 的实际应用，我们可以看到一些厂家使用的采矿船上的链条不符合生产要求，使用一段时间后就开始断裂。在这种链条的生产中，表面必须涂炭，硬度必须达到800hv 以上，抗拉强度必须达到400mpa 以上。在材料方面，要求是 crnimo 合金钢。根据这些参数和规格制造的链条在使用中能承受一定的耐磨性能。我们对断裂的链条进行了以下物理和化学测试。

1.1化学成分分析

如果想要找到比较好的链条，那么可以对它进行一系列的化学成分分析。在保证链条使用的材质符合GB/T17107－1997《锻件用结构钢牌号和力学性能》的要求的前提下，那么才可以保证链条的焊接性能。

1.2抗拉强度测试

在化学成分分析过后，可以再进行一下抗拉强度的测试，只有链条的抗拉强度达到400MPa以上的要求，才可以保证它的强度。

1.3表面硬度测试

我们对断裂的链条样品进行一个表面的硬度测试后，发现也同样达到了标准的设计要求。

1.4断口分析

1.4.1对链条断口进行的宏观形貌分析

我们对已经断裂的链条的端口，做一个仔细的宏观系统分析发现这个链条的断裂部位在链条的表面涂碳层上。

1.4.2对链条断口进行微形貌分析

我们在对链条断口的位置进行一个电子显微镜下的微形貌分析，把链条裂纹最起始的位置面用显微镜放大后可以看到：链条的断裂口处呈现出的形貌臭沿晶脆弱性的裂纹，这也说明了二次裂收可以出现在晶界处。

1.5金相检验

从链条的垂直部分取一些样品进行金相检验。首先把样品磨光然后浸入硝酸乙醇中。经过一段时间的腐蚀后，最终将处理后的样品放在金相显微镜下进行仔细观察。观察结果表明，在金相显微镜下，链条裂纹的材料表面有明显的脱碳现象。此外，有些地方可见晶间裂纹，晶间裂纹表面也可见脱碳现象。

2 数据分析

链条焊接区末端无脱碳现象。对试样进行了分析，发现其具体组织为低碳马氏体，在金相显微镜下可以看到其内部组织和晶体非常正常。根据 gb/t6394-2002《金属平均晶粒度测定方法》 ，可测定其晶粒度为8级。由此可以推断，链条的运行是按照正常的焊接工艺进行的，链条的晶间裂纹不是焊接过程中过热引起的。通过对断链宏观形貌的观察，可以看出断链的原始部位是表面的渗碳层。通过综合分析，发现链条的焊接工艺完全符合焊接标准，链条的抗拉强度和表面强度也符合标准的设计要求。经检查，发现链条材质为 crnimo 合金钢，经仔细观察，链条表面磨损程度不是很严重。通过宏观形貌观察链条断裂情况，发现渗碳层是裂纹产生的原因。在链断裂的起始处，可以观察到二次裂纹现象，这种现象可以用扫描电子显微镜观察到。电子显微镜下断口形貌为 Intergranular fracture，由于断裂位置在链的焊接区，但在这一区域，金相显微镜下观察到的链的晶粒尺寸和显微组织均为正常，可以推断，链晶间部分的裂纹不是由过热焊接温度引起的。链条生产的工艺流程是先焊接链条，然后在链条表面涂碳，再将链条放入高温火中淬火，最后回火。如果按照这样的正式工序进行渗碳，可以保证链条中心与表面层之间的碳浓度梯度较大，表面层含碳量较高，从而导致链条低碳区的 ms 与高碳区的 ms 的马氏体相变温度有较大差异，且基体的 ms 远高于表面渗碳层，在链条冷却过程中，基体先发生马氏体相变，链条表面结构受拉应力的影响。当链的拉伸应力超过链表层的断裂强度时，链的这一部分就会出现裂纹。此时，链条的本体结构将发生较大的变化，链条内部的韧性将大幅度提高，然后链条的渗碳层出现裂纹，链条裂纹为沿晶裂纹，回火处理后链条裂纹表面出现脱碳现象。如果链条出现晶间裂纹，链条的使用寿命将大大降低。链条在使用过程中容易产生沿晶裂纹，链条上的应力集中，裂纹扩展迅速，大大降低链条的承载能力，最终导致链条自然断裂。根据大量的数据分析，如果工件先应力后渗碳，退火过程中工件的温度在550 °c 左右，更有利于工件应力的释放; 渗碳时工件的温度应在920 °c 左右，因此在加工渗碳工件时，应采用分段隔热步骤，将加热速度控制在60 °c 左右？H-1可以大大降低工件在非均匀热量作用下由于热压力引起的变形程度，一旦工件的渗碳工作完成，淬火温度应达到800，使淬火介质的温度提高到60ー70之间，油箱的混合功能可以提前开启。当工件进入油中时，混合工作可以停止。1分钟后，开启混合，使淬火油与工件之间的温差降到最小。此时，提高淬火油的流动性可以使工件均匀冷却，有利于降低热应力和组织应力，有效防止淬火裂纹的产生。

3 关于除渣机

3.1 除渣设备：除渣设备由吹渣机、碎渣机和渣浆泵组成。这三个是除渣的关键设备。它们有自己的功能和需要注意的事项。

捞渣机：捞渣机由本体、关断门、驱动装置三部分组成。

捞渣机本体：粒化箱、驱动端、拉紧端、导自轮、刮板链条、位移装置和润滑油系统，这些都是构成捞渣机本体的组成。

粒化箱：它是由钢板焊接做成的、箱子下面会铺一层耐磨石板、它可以对炉膛密封化，还可以支撑捞渣机的各个部件，而且上面安有捞渣机的部件。

驱动端：捞渣机由两套驱动装置，驱动轴上安有驱动轮。外侧为轴会，轴套上装有一齿轮。捞渣机通过链条进行运转，会因轴套与齿轮滑动而受到保护。每个链条上有八个齿，用螺丝来固定，方便磨损后使用。

拉紧端：它与驱动端的区别在于在拉紧端的两边分别有一个拉紧装置。该拉紧装置使用新型的机械和液压双重拉紧。在一般情况下川液压拉紧，然后可以用机械定位；当液压装置意外时，可以用机械拉紧。

中间导向轮：它作用是确保刮板链条沿捞渣机的底部运行，将渣从粒化箱排出。

3.2碎渣机：碎渣机是对渣炉里的灰渣进行粉碎，而这机器对粉碎的灰渣程度起着决定性的作用。这也给了那些无法利用的滤渣能再次回收利用的机会，不仅能有效利用资源，而且对生态环境也是好的作用。

3.3渣浆泵：渣浆泵是借助离心力作用使固液混合介质能量增加的常见机械。使用方法还是有很多讲究的：工作时一定要保证进水口畅通，如果有异物堵住要及时清理，并且泵体内不能有空气、若有老化破损零件或者叶片，不能放着无动于衷抱有侥幸心理，不及时更换只能带来更大的损失。渣浆泵在装配中会发生泄露要多加注意。

4工作原理

4.1传统操作：至今我们国家比较常见的除渣系统是灰渣泵水利除渣系统。在这个系统中锅炉排除的滤渣会通过捞渣机、碎渣机和电除尘排出的灰渣顺着倾斜的灰沟用喷水喷出的高压水流冲至灰渣泵池前，用灰渣泵打到灰场。当然，这个也是我们国家比较传统的除渣方式，因此也有一些缺点：第一是水资源浪费巨大、灰渣替热无法利用，其次就是渣浸水后活性降低不利于综合使用，对环境也有一定的危害作用；

4.2成熟技术：而比较好用的是风冷干式除渣机，下面介绍相关特点：

（1）相比于水利除渣系统这是一种比较成熟的技术，在各个地方都有应用

（2）不会需要大量的水，大大的节约了水资源，避免了不必要的浪费。

（3）效率高，未被利用的煤可以再次被利用。并且除去的炉渣干燥，可以进行出售。

5熟练操作除渣技术、系统的检查

5.1.熟练操作除渣技术

任何工作都需要熟练和技能。实行岗位责任制，正确调度机组的启动、停机和负荷分配，组织操作人员开展监测、维护、整改、故障处理、停机等工作。了解清渣系统的基本要点，因为这个工厂有许多设备和环节。有些故障也是常见的，我们首先要知道哪些环节容易发生故障，哪些环节比较麻烦，以便有效地解决问题。

5.2系统的检查

启动机器之前，应检查线路是否连接良好，电机、破碎机、减速机等设备的连接螺栓是否完好，各部件的转向和旋转是否灵活，是否卡住，以及矿渣破碎机是否干净，没有其他杂物。检查减速箱的油脂是否透明，无杂物，油位≥1/2。上位机的反馈信号是正确的。在操作过程中，加强对渣仓物料水平的监测。如果料位高，及时与排渣人员联系，防止渣仓满。当电网处有一条主要道路时，操作人员需要手动操作桥头以破坏道路。钢带输送机在运行中遇到敏感屏障时，系统报警，关闭挤出机头，停止带式输送机与清理机的对话线，并进行维护: 钢带输送机需要停机缓检时。如果不是锅炉带式输送机本身的软件，关闭新的液压门后应提高钢带输送机和清洗机的运行速度，只有在无单张灰片运输后才能对工件进行大修。干式除渣设备在维修结束后投入运行时，周思联阔应打开压力破碎门，从头到尾打开问题序列。如果带式输送机在运行过程中存在大量的流量，进入钢带输送机的流量较大，应提高钢带侧的运行速度。钢带上的炉渣清空后，应打开下一个挤压头两次，以防止过多的炉渣压碎侧面输送机,

5.3除渣机的故障与排除

万一失败了，我们需要知道的最基本的事情，就是问题发生在哪里。例如，如果硬驱动器不能启动，我们需要知道电源是否连接良好，电机是否正常。起动后立即停止: 旋转方向可能错误，电机可能短路，输送带可能被堆积物堵塞。而且，这种工厂的工作量一般都很大，机器不能不加负担地工作。长期运行更有可能增加机器故障率。每天工作4小时和8小时是有很大区别的。人和机器都应该有固定的工作时间。因此，我们应该制定计划，事后进行各种检查。合理安排员工工作量，并有正式员工检查和记录。最后，总结了该项工作的优缺点。更换机器，延长使用寿命。因此，熟练的操作技术和定期的系统检查与维护也非常重要。

结束语

总之，如果链条焊接过程中没有过热现象，且链条焊接过程正常，则链条在焊接过程中不会产生裂纹，在渗碳淬火过程中，链条上产生晶间裂纹，属于淬火裂纹。裂纹源是链条渗碳层中的沿晶裂纹，大大降低了链条的使用寿命，是链条早期失效的主要原因，合理选择渗碳淬火工艺可有效防止淬火裂纹的产生。火力发电是发电方式之一，在我们的生活中起着重要的作用。除渣是发电过程中非常重要的一部分。能否做好清渣工作，不仅影响发电效率，而且还会影响环境。在火力发电厂工作是一项危险的工作，所以对每个人都非常严格，但是它能更好地反映工作人员的工作态度。

参考文献

[1]刘炳伦.某超超临界机组捞渣机链条断裂原因分析[J].机电信息,2020(14):57-58.

[2]谌康,蔡文河,陈鑫,张坤,董树青,杜双明.火力发电厂捞渣机链条断裂原因分析[J].物理测试,2020,38(01):36-40.