Dlaczego urządzenia piecowe do obróbki cieplnej ulegają zniekształceniu: analiza i zapobieganie awarii

Kosze, tacki, siatki, płyty podłożowe i podtrzymujące urządzenia do obróbki cieplnej rzadko ulegają awarii z powodu jednego pojedynczego zdarzenia.i części, które nie są już płaskie zazwyczaj rozwijają się w wyniku interakcjiprzepływ, cykle termiczne, rozkład obciążenia, atmosfera, geometria i obsługaJeśli zespół konserwacyjny traktuje każde zniekształcone urządzenie jako problem ze stopem, może zastąpić drogie sprzęt bez naprawy rzeczywistej przyczyny.

Niniejszy podręcznik zawiera praktyczną metodę diagnostyki zniekształceń w urządzeniach piecowych do obróbki cieplnej dla inżynierów, nabywców i personelu obsługującego.Dotyczy przede wszystkim odlewanych i wytworzonych elementów stalowych odpornych na ciepło, stosowanych w piecach ciągłych i seryjnychNie zastępuje to wykwalifikowanego przeglądu projektu mechanicznego, instrukcji OEM pieca, procedur bezpieczeństwa w miejscu pracy lub kwalifikacji materiału w warunkach rzeczywistej temperatury, atmosfery, obciążenia,i cyklu.

1Co się liczy jako zniekształcenie pieca?

Zniekształcenie to każda trwała zmiana wymiaru, która zakłóca ładowanie, rozmieszczenie produktu, ruch przenośnika, układanie, uszczelnianie, obsługę roboty lub bezpieczne usuwanie.Na przykład tacę, która się kołysze na płaskim stole kontrolnym.Przykład może pozostać niepokryty, ale być nieodpowiedni, ponieważ jego geometria nie kontroluje już pozycji obrabionego przedmiotu.

Powszechne objawy w terenie

• Centrum zagniecione w tacce lub siatce, podczas gdy obwód pozostaje stosunkowo prosty.
• Po wielokrotnym podgrzewaniu i chłodzeniu zakręcić w górę.
• Skręcone szyby, nierówne wymiary przekątnej lub nierówne szczeliny.
• Wydłużone lub owalne otwory lokalizacyjne i uszkodzone punkty podnoszenia.
• Pęknięcia w przejściach sekcji, głowicach, palcach spawalniczych, obszarach usuwania bram lub obszarów naprawianych.
• Nagromadzenie skały, które uniemożliwia gniazdowanie lub zmienia lokalną reakcję cieplną.
• Progresywne zakłócanie pracy rolków pieca, przenośników, drzwi lub automatyki.

Kluczowe słowo to:postępująceJednowymiarowe odczyty nie mogą ujawnić stopnia uszkodzenia.Ustalenie linii wyjściowej i tendencja tych samych cech w cyklach eksploatacji jest bardziej pouczające niż inspekcja dopiero po wystąpieniu poważnych deformacji.

2Sześć mechanizmów, które napędzają trwałe deformacje

2.1 Płynąć pod ciągłym obciążeniem

Szybkość wychylenia jest zależna od czasu, gdy urządzenie podlega obciążeniu w podwyższonej temperaturze, co powoduje, że jego wytrzymałość może być niższa niż materiał w temperaturze pokojowej.Zmiennikami sterowania są temperatura metaluASTM E139 zapewnia standaryzowane metody badań materiałów metalicznych w zakresie wtargnięcia i rozbicia naprężenia,ale opublikowany wynik badania nie jest automatycznym przewidywaniem czasu trwania urządzenia: próbki laboratoryjne, stany naprężenia, atmosfera, jakość odlewu i historia termiczna różnią się od tacy produkcyjnej.

Creep wyjaśnia, dlaczego ciężko załadowana tacza trzymana przez długi czas może się pochylić nawet wtedy, gdy podgrzewanie i chłodzenie są powolne.Wyjaśnia również, dlaczego niewielkie zmniejszenia nieobsługiwanego przedziału lub lokalnego stresu mogą być cenneJednakże dodawanie grubości wszędzie nie jest automatycznie korzystne; dodatkowa masa zwiększa koszty, czas ogrzewania, gradienty termiczne i obciążenie obsługi.

2.2 gradienty cieplne podczas ogrzewania i chłodzenia

Kiedy jeden obszar rozszerza się przed drugim, chłodniejszy ogranicza gorący.Szybkie tłumienie, zimne elementy obróbki umieszczone na gorącym urządzeniu, bezpośrednie uderzenie palnikiem, zablokowany przepływ gazu i nierównomierne układanie mogą powodować nachylenie.

Pomiar zarówno punktu ustawienia pieca, jak i rzeczywistego doświadczenia termicznego urządzenia.Termopary umieszczone wyłącznie w powietrzu pieca mogą nie identyfikować najgorętszej szyny, osłonięty róg lub punkt styku pod gęstym obrabianiem.

2.3 Zmęczenie termiczne w niskich cyklach

Powtarzające się ograniczone rozszerzanie i kurczenie mogą powodować pęknięcia, nawet jeśli każdy pojedynczy cykl wydaje się akceptowalny.ASTM E606/E606M odnosi się do badań zmęczenia kontrolowanych naprężeniami i ma znaczenie dla zrozumienia zachowania cyklicznego materiału, ale geometria komponentów i wieloosiowe naprężenie cieplne muszą być nadal oceniane.zwiększenie obciążenia już uszkodzonych narożników lub żebrów.

2.4 Koncentracja obciążenia i utrata wsparcia

Nominalny ładunek nie opisuje lokalnego napięcia.Dwa urządzenia o tej samej masie mogą zachowywać się inaczej, jeśli jedno posiada rozproszoną warstwę, a drugie wspiera cztery kompaktowe elementy na małych powierzchniach kontaktowychBrak rozstawek, zużyte szynki, nierówne podłogi, uszkodzone słupy układowe i nieprawidłowy kontakt wózka widłowego mogą przekształcić zaprojektowany rozproszony ładunek w ładunki punktowe lub linijne.

2.5 Utlenianie, węglowanie i utrata sekcji.

Atmosfera o wysokiej temperaturze zmienia zarówno stan powierzchni, jak i efektywny przekrój poprzeczny.Przeniesienie węgla może zmienić lokalne właściwości w usłudze gazowaniaTemperatura obserwowana w piecu nie jest zatem wystarczająca do określenia przydatności materiału.i faktyczna temperatura metalu elementu musi być uwzględniona w opisie obsługi.

2.6 Przerwy w produkcji i naprawie

Nierówności w kurczeniu odlewu, nagłe zmiany sekcji, nieodpowiednie promienie, naprawy spawania, niewłaściwe ustawienie i pozostałe obciążenia mogą decydować o tym, gdzie zaczyna się uszkodzenie.Nie oznacza to, że każda pęknięcie dowodzi wady produkcji.Analiza awarii powinna odróżniać pierwotną przerwę od utleniania, zmęczenia, przeciążenia, uderzenia lub nieodpowiedniej procedury naprawy.

3Zbuduj otoczenie usług przed wyborem działania naprawczego

Użyteczne badanie rozpoczyna się od mierzalnych danych operacyjnych. Kupujący powinni dołączyć te dane do RFQ; zespoły konserwacyjne powinny używać tych samych pól dla uszkodzonych i zdrowych urządzeń.Bez koperty usługowej, dostawcy mogą porównywać stopy lub geometrie w oparciu o różne założenia.

4. Stopniowy przepływ pracy w zakresie analizy awarii

Krok 1: Karantanna i identyfikacja urządzenia

Nie należy zwracać do użytku urządzenia o poważnie zniekształconym lub pękniętym układzie tylko dlatego, że może być ono jeszcze załadowane.historia naprawyPrzed czyszczeniem wykonaj zdjęcie, ponieważ kolor skały, osady i ślady kontaktu mogą być przydatnymi dowodami.

Krok 2: konsekwentne pomiar zniekształcenia

Użyj zdefiniowanej powierzchni odniesienia i powtarzalnej orientacji urządzenia.pozycja otworu lokalizacyjnegoISO 8062-3 stanowi ramy tolerancji wymiarowych i geometrycznych dla odlewów,ale rysunek klienta musi określić funkcjonalne granice akceptacji gotowego urządzenia.

Krok 3: Pęknięcia mapy i uszkodzenia powierzchni

Badanie przepuszczalności płynu zgodnie z uzgodnioną procedurą, taką jak ta oparta na ASTM E165/E165M,może wykazać nieciągłość powierzchniową w odpowiednich materiałach nieporowychBadania penetrantów nie mierzą pozostałej siły wkręcania ani nie gwarantują, że nie występuje uszkodzenie podpowierzchni.

Krok 4: Porównanie pozycji i rejestrów operacyjnych

Jeżeli uszkodzenie występuje wielokrotnie w tej samej strefie pieca w różnych urządzeniach, należy zbadać palniki, przepływ gazu, nośniki, praktykę ładowania, ekspozycję na gaśnięcie i automatyzację.Jeżeli jedno ogrzewanie lub jedna naprawiona grupa zachowuje się inaczej na wielu pozycjachKorrelacja nie jest dowodem, ale pomaga ustalić priorytety testowania.

Krok 5: Wybierz testy weryfikacyjne

Możliwe badania obejmują inspekcję wymiarową, pozytywną identyfikację materiału, jeżeli jest to technicznie stosowne, analizę chemiczną, porównanie twardości, metalografię, analizę tlenów/złożów,i badanie poświęconej częściWybór badań powinien być dokonywany przez wykwalifikowany personel, ponieważ pojedyncza wartość twardości lub wartości chemicznej nie może odtworzyć całej historii użytkowania.

Krok 6: Próba pierwszej kontrolowanej zmiany

Zmiana stopu, wzoru żebra, grubości, ładunku, rozstawienia i cyklu w tym samym czasie uniemożliwia przydatne wnioski.zakwalifikować niewielką liczbę zidentyfikowanych urządzeń pod warunkiem monitorowaniaPrzed rozpoczęciem badania należy określić odstępy między inspekcjami i kryteria sukcesu.

5. Korekty geometryczne i ładowania

Wiele problemów ze zniekształceniem można zmniejszyć poprzez zmiany na poziomie systemu, a nie zwykłą modernizację stopów.

• Zmniejszenie nieobsługiwanego przedziału:dołączyć prawidłowo umieszczone nośniki lub przeprojektować szyny, jednocześnie sprawdzając wolność i przepływ pieca.
• Rozdzielić kontakt:Zastąpić skoncentrowane kontakty części z zweryfikowanymi podkładkami, siodłami lub wzorami ładowania.
• Unikaj nagłych zmian:używać praktycznych promieni i stopniowe zmiany między żebrami, szefów, i cienkie ściany.
• Pozwolić na ruch cieplny:Przeglądanie ograniczeń, gniazdowania i interfejsów uniemożliwiających swobodną ekspansję.
• Równowaga sekcji sterującej:Bardzo grube i cienkie przejścia mogą komplikować odlewanie, ogrzewanie, chłodzenie i rozkład naprężeń.
• Standaryzacja obsługi:oznaczyć punkty podnoszenia i miejsca widelców, aby uszkodzenia spowodowane obróbką na zimno nie były mylone z uszkodzeniami pieca.

Wszelkie zmiany w geometrii muszą być sprawdzane pod kątem pojemności ładunkowej, możliwości wyrobu, zakłóceń pieca, przepływu, odwadnienia, bezpieczeństwa podnoszenia i dostępu do kontroli.urządzenia do obróbki cieplneji powiązaneodlewy stalowe odporne na ciepłodo rysunków klienta i uzgodnionych wymagań; ostateczna odpowiedzialność za projekt i walidację serwisu pozostaje w gestii klienta i jego wykwalifikowanych inżynierów.

6Plan inspekcji urządzeń w eksploatacji

Określ kryteria emerytalne przed kolejnym upadkiem

Dobry plan przekształca wyniki kontroli w decyzje. kryteria wycofania mogą obejmować maksymalny łuk, różnicę przekątną, długość lub lokalizację pęknięcia, utratę sekcji, uszkodzone elementy podnoszące,niestabilne układanie, zakłócenia przenośnika lub niezdolność do utrzymania obrabionego elementu w wymaganym położeniu.

7Naprawić czy wymienić?

Naprawa jest rozsądna tylko wtedy, gdy zrozumiany jest mechanizm uszkodzenia, pozostała sekcja, tożsamość materiału, metoda naprawy, plan inspekcji i geometria po naprawie.Wyprostowanie może powodować dodatkowe obciążenie lub pozostałe obciążenieSpawanie starego, odlewanego, odpornego na ciepło stopów może być trudne, ponieważ ekspozycja zmienia mikrostrukturę i podatność na pęknięcia.Złot kosmetyczny, który zamyka widoczne otwarcie, może nie przywrócić zdolności pełzania.

rozważyć wymianę, gdy zniekształcenie zagraża bezpiecznemu podnoszeniu, układowi, przemieszczaniu pieca, jakości produktu lub kontroli wymiarów; gdy pęknięcia powtarzają się w miejscach krytycznych;gdy utrata sekcji jest dużaPrzed zwrotem naprawionego urządzenia do użytku należy uzyskać zgodę odpowiedzialnego personelu inżynieryjnego i bezpieczeństwa.

8Co umieścić w RFQ opartym na rysunku

W celu uzyskania znaczącej oferty należy przesłać więcej niż tylko starą próbkę lub nazwę nominalną stopów.

1. Rysunek wymiarowy, model 3D, jeśli jest dostępny, rewizja i dane funkcjonalne.
2. Rodzaj urządzenia, interfejsy montażu, wzór układania i punkty styku pieca.
3. Maksymalny i typowy ładunek, mapa kontaktu części, środek ciężkości i metoda obsługi.
4. Temperatura pracy, wycieczki, załadunku i rozładunku oraz profil rampy/chłodzenia.
5. Skład atmosfery i znane zanieczyszczenia.
6. Oczekiwany cykl i profil czasu wchłaniania nie jest wymogiem gwarantowanej żywotności.
7. Specyfikacja materiału lub wniosek o technicznie ograniczoną propozycję.
8. Wymagania dotyczące odlewu/produkcji, dopuszczalne warunki naprawy, obróbki cieplnej i stanu powierzchni.
9. Tolerancje wymiarowe, standardy kontroli, kryteria akceptacji, oznakowanie i sprawozdania.
10. Zdjęcia i zapisy pomiarowe uszkodzonych urządzeń, w tym pozycji eksploatacyjnej.

Przegląd EB Chinazdolność fabrykia takżeinformacje dotyczące jakości i kontroliWięc...wysłać rysunki do ofertylub e-mailcast@ebcastings.comProdukcja i inspekcja powinny być zgodne z rysunkiem klienta, warunkami obsługi i uzgodnionymi wymaganiami akceptacji.

9. Odpowiedzialność w zakresie bezpieczeństwa i inżynierii

Gotowe urządzenia mogą narażać personel na promieniowanie cieplne, gorące powierzchnie, niestabilne obciążenia, ostre skale i nieoczekiwane złamania.Zalecenia NIOSH dotyczące stresu cieplnego mogą wspierać program ciepła w miejscu pracy, ale pracodawca musi ocenić własne warunki, pracowników, kontrole i reakcję na wypadek awarii.

Żaden stop, metoda inspekcji, czy artykuł w blogu nie może zagwarantować trwałości urządzenia.zezwolenie na naprawę, a bezpieczeństwo personelu pozostaje w gestii właściciela/operatora oraz wykwalifikowanych specjalistów ds. inżynierii i bezpieczeństwa.

10. Praktyczna lista badań

• Zapis identyfikacji urządzenia, przegląd rysunku, zapis stopów, uruchomienie serwisu, cykle i naprawy.
• Przed czyszczeniem wykonać zdjęcie i zaznaczyć położenie i orientację pieca.
• Pomiar płaskości, przekątnych, wysokości danych, otworów, słupów i interfejsów krytycznych.
• Pęknięcia mapy, skalę, utratę sekcji, ślady uderzenia i punkty kontaktu.
• Porównanie rzeczywistej temperatury urządzenia, a nie tylko punktu ustawienia pieca.
• Dokument lokalizacji ładunku, stan wsparcia, układanie i obsługa.
• Oddzielny przepływ, gradient termiczny, zmęczenie, atmosfera i hipotezy obsługi.
• Przed badaniem uzgodnić metodę inspekcji i kryteria akceptacji.
• Badanie 1 kontrolowana zmiana korygująca i monitorowanie jej w zaplanowanych odstępach czasu.
• Wyjąć wszelkie urządzenia, które naruszają zatwierdzone granice bezpieczeństwa lub funkcjonalności.

Odnośniki

• ASTM E139, Przeprowadzenie badań materiałów metalicznych w zakresie wzdrygnięcia, wzdrygnięcia i wzdrygnięcia pod obciążeniem.
• ASTM E606/E606M, Badanie zmęczenia kontrolowane naprężeniem.
• ASTM E165/E165M, Badanie przepuszczalności płynów w przemyśle ogólnym.
• ISO 8062-3, Tolerancje wymiarowe i geometryczne oraz dopuszczenia do obróbki do odlewów.
• NIOSH, zalecenia dotyczące stresu cieplnego w miejscu pracy.

Potrzebujesz przeglądu opartego na rysunku?Wysyłaj rysunek urządzenia, mapę obciążenia, profil temperatury pieca, atmosferę, zdjęcia awarii i wymagania dotyczące inspekcji przezStrona EB China RFQOcenę można następnie opierać na określonych wymaganiach produkcyjnych i akceptacyjnych, a nie na ogólnej klasyfikacji temperatury.