筒體斷裂事故頻發(fā)  

近幾年來，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、耗費巨資的被動局面，給企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟損失和負面影響。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)鍵主機設(shè)備，回轉(zhuǎn)窯的“長期穩(wěn)定運行”對熟料和水泥生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量及綜合經(jīng)濟指標(biāo)等各方面都有極為重要的影響，是設(shè)備維護和生產(chǎn)管控的重中之重。近幾年來，“回轉(zhuǎn)窯筒體斷裂”的惡性事故時有發(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)場卻總是難以確查到“材質(zhì)衰變”或“分子級”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”；同時應(yīng)清醒的認識到，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)窯機械狀態(tài)檢測，這是具有很強的可操作性、很有實際意義的工作。  

對回轉(zhuǎn)窯進行機械狀態(tài)檢測，是一個專業(yè)性、系統(tǒng)性很強的工作，包括四個主要方面：(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）窯筒體機械彎曲。  

回轉(zhuǎn)窯的特點是外形尺寸巨大，運行負荷大、熱工狀態(tài)復(fù)雜（溫度應(yīng)力/機械應(yīng)力）；而作為關(guān)鍵主機設(shè)備，回轉(zhuǎn)窯在制造、安裝過程中，有諸多質(zhì)量控制條件和檢查檢測項目，歸根結(jié)底，保證“回轉(zhuǎn)窯運行直線度”是所有這些測控指標(biāo)的核心目標(biāo)。據(jù)業(yè)內(nèi)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，以通常的三檔支撐的回轉(zhuǎn)窯為例，一般認為：  

直線度偏差4mm以內(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)核實確認，及時調(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)備檢測應(yīng)常規(guī)化  

對于回轉(zhuǎn)窯中心線的重要性，相信業(yè)內(nèi)無人否認，但為什么至今對回轉(zhuǎn)窯中心線檢測（年度檢測或者周期性檢測）并未形成普遍認可的常規(guī)檢測呢（通過各種方式對前文提到的幾個省份的筒體斷裂事件進行了解和查詢，上述案例均無“年度直線度檢測”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。我們曾做過非正式調(diào)研，許多公司的回轉(zhuǎn)窯從來沒有進行直線度檢測的計劃，因為其“窯況正?！保ㄓ绕涫峭休喭邷囟任匆姰惓＃?，無須檢測。我們認為，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)窯在重負荷連續(xù)動態(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）和托輪潤滑油（大瓦寶）等方面的不斷優(yōu)化進步，我們控制托輪軸瓦溫度的辦法越來越多，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窯中心線的意義所在。  

2.對窯中心線檢測的不同方法和測量準(zhǔn)確度方面，有不同認識與困惑。由于回轉(zhuǎn)窯中心線的檢測專業(yè)性較強，水泥生產(chǎn)企業(yè)一般無自備資源，需要委托第三方專業(yè)機構(gòu)完成檢測服務(wù)；不同的服務(wù)機構(gòu)有不同的原理和方法，對冷態(tài)或熱態(tài)的適用性也有區(qū)別，再加上經(jīng)濟性方面的考慮，往往影響到業(yè)主決策。  

三維激光掃描技術(shù)  

目前來看，比較回轉(zhuǎn)窯中心線的檢測技術(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)九十年代中期開始出現(xiàn)的一項新技術(shù)，是利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面的大量密集的點的三維坐標(biāo)、反射率和紋理特征等信息，快速建立被測物體的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)測量儀器（如經(jīng)緯儀、全站儀等）的單點測量模式相比，三維激光掃描是針對被測物體的面和體，大面積、高分辨率、快速獲取被測物體表面的點云數(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。由于具有主動性、不接觸性、實時動態(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。  

依托多年專業(yè)經(jīng)驗和深耕研究，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，并自主研發(fā)出專用的測量儀器——“輪帶滑移量/頂間隙測量儀”，能夠安全、便捷、準(zhǔn)確、直觀地測量出生產(chǎn)運行狀態(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)合三維掃描測得的點云數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地檢測出回轉(zhuǎn)窯直線度的（熱態(tài)）數(shù)值。這一突破性的專業(yè)檢測方法，已率先應(yīng)用于新建生產(chǎn)線（某水泥公司萬噸線項目）和經(jīng)年在用回轉(zhuǎn)窯的冷態(tài)、熱態(tài)檢測服務(wù)項目，使得檢測過程便捷高效，檢測數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，檢測結(jié)論更加直觀，并以極佳的經(jīng)濟性和安全性，得到業(yè)主認可，正在引領(lǐng)“回轉(zhuǎn)窯中心線檢測”這一專業(yè)技術(shù)服務(wù)趨向更加優(yōu)質(zhì)的水平層級。  

如果各位用戶朋友對前述提及的”回轉(zhuǎn)窯機械狀態(tài)檢測“有興趣，敬請反饋，后續(xù)我們可以將上述四個方面的檢測方法及其評估指標(biāo)分別進行專項論述，供行業(yè)同仁參考、指正。