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    皮帶輸送機滾筒軸材料缺陷分析

    發布時間:2014-10-14 10:04:33  來源:輸送機http://www.ourpovertywithaview.com   作者:上海昱音機械

          皮帶輸送機是現代散狀物料運輸的主要輸送設備, 它廣泛用于礦山、冶金、化工、電站和港口等工業領域。滾筒是皮帶輸送機的主要部件, 滾筒軸更是重中之重。皮帶輸送機的傳動滾筒軸屬鍛件, 要受到交變的彎矩、扭矩以及沖擊等載荷, 所以對質量要求高, 滾筒在精加工后, 還必須進行熱處理。材料一般選用45#中碳鋼, 若軸材料存在內部缺陷, 可能導致生產加工過程中的事故, 如斷裂傷人、熱處理后產生裂紋甚至發生軸暴現象。即使在加工過程中未反映出來, 這種隱患也將導致皮帶輸送機使用中的更大事故。所以, 必須重視生產加工過程中的檢測。
          導致滾筒軸內部缺陷的原因及檢測方法分析介紹如下。
          一、材質為鑄錠類的鑄件。這類鑄件外表光滑, 表面粗糙度在二級以上, 有的甚至光亮如鏡, 頭尾切除平直, 直徑一般大于150mm,長度一般不超過3m。由于鑄鋼件凝固溫度區間較大, 且鋼液凝固時要發生體積收縮, 除組織不勻外, 往往存在著各種鑄造缺陷, 如縮孔、疏孔、氣泡、偏析以及在縮孔和疏孔周圍積聚著各種低熔點的雜質區域偏析、非金屬雜質、晶內化學成分不均勻的晶內偏析等。若用鍛造補償缺陷方法進行超聲波探傷, 其缺陷對超聲波有嚴重的散射、吸收, 因而反射信號極低, 只出現聲波衰減、始波展寬、無回波等顯示情況。此外由于鑄造時, 鋼水注入模型后與模型壁最先接觸的表層金屬溫度下降快,形成較細的晶粒, 因而一般在其表面和近表面不生產裂紋。所以在上述超聲波探傷的結果下, 就沒有必要再進行滲透、磁粉等方式的表面控傷。如無特殊要求, 也無需進行低倍斷口金相檢查。這類鑄鋼件的化學成分極亂, 含碳量很高, 硫、磷等有害元素含量嚴重超標, 往往名義上是合金結構鋼, 實際上只是普碳鑄鋼。
          二、軋制鋼材或經過鍛造、但未切除鋼錠的上部或冒口。這類鋼材表面粗糙, 一端切除平直, 一端受擠凸起呈球面狀。一批料長短不均,一般在2m以下, 有多種直徑。多為大型鋼廠合格品上切除下來的料頭、冒口或軋材的端頭部分, 由小型鍛造廠鍛造而成。由于鋼錠在澆注時, 其上部形成縮孔?s孔周圍的非金屬夾雜物、低熔點雜質富集形成區域偏析, 雖經軋制或鍛造但孔洞愈合效果很差, 極易形成開裂和折疊。這種由于原始縮孔形成的裂紋和折疊一般為內藏封閉式, 故在縱波超聲控傷中, 從一端起約100mm范圍內波形正常, 即底波窄細、回波保持標準高度, 未見任何傷波反映。而越過這個區域則出傷波, 即波幅由低漸高再驟低呈不連續變化狀態, 缺陷嚴重時回波可能消失, 傷波的高度和位置在底波和回波之間變動。這一區域的長度不定, 但一般不超過500mm。此后又進入了底波清晰、回波高聳、無傷波的優質材料區, 一直延伸到軸材的另一端。缺陷區的低倍金相組織的特點是折疊或裂紋與鍛件表面呈銳角分布, 由表及里。作酸浸試驗時, 如流線清楚, 則可見流線順著裂紋彎曲, 其顯微組織的特點是無論折疊或裂紋均呈彎曲狀態或波紋形, 裂紋的周圍均有嚴重的脫碳現象, 其中心為淺灰色的氧化夾雜物質。
          三、軋制或鍛造不徹底。這類軸材特點是表面或內部均易形成裂紋。這是由于冶煉或軋制不良, 鋼材的表面形成的細微裂紋、皮下氣孔和邊緣點狀雜質等缺陷所致。鍛造工藝不當時即會擴大缺陷。對于圓棒型材鐓粗, 肉眼即可看到從其端面出現的裂紋, 沿軸向延伸。而拔長鍛造的棒材( 階梯軸毛壞) , 裂紋多沿軋制或鍛造方向且較細小, 用滲透著色的方法即可檢出。上述兩類裂紋的顯微特點是裂紋兩側組織白亮, 明顯脫碳。這是由于原來的缺陷在軋延后經過退火、正火以及鍛造時的高溫加熱, 在原裂紋處造成氧化現象的緣故。
          鍛造加熱不透以及停鍛溫度過低可產生鍛造裂紋。這類缺陷的產生機率隨鍛軸的直徑增大而增大。大直徑軸料如果低于標準加熱溫度而加熱時間又較長, 一般在其中心易出現開放式的十字形、一字形、人字形的裂紋, 用著色法即可探出。若過分遠離加熱溫度且加熱時間短,則在其近表面易出現豆腐渣狀裂紋且有和拔長方向相垂直的弧形裂紋面。由于軸料較長, 上述的缺陷一般具有區域性, 即在軸料的中部或一個端部( 另一端則較少產生)。大多數情況僅鍛兩頭( 每頭600mm以內) , 使缺陷易出現在軸材的中段且特別明顯。近表面的缺陷用磁場粉即可探出, 較深處的在超聲波檢查中出現明顯的傷波并具有方向性衰減, 亦可多方位縱波探傷。
          四、鋼材中含有嚴重的夾雜物和化學成分不純引起的鍛造裂紋。
          由于45#中碳鋼含碳量較高的影響, 加工后晶粒粗大, 組織不均勻。因鋼的含碳量越高, 其體積變化就越大, 形成開裂的機會也就越多。而不正規廠的此類鋼材化學成分紊亂, 碳含量高、偏析嚴重, 低倍的點狀偏析有的高達四五級。其斷口大多為結晶狀組織并伴有雜質, 試樣經過調質處理后局部區域呈層片狀, 有開口裂紋并伴有脫碳和氧化現象。超聲波檢查表現為傷波和回波交替出現, 表面可用磁粉或著色探出。因而要保證軸材質量, 一定要購買國營大型鋼鐵公司的合格產品并嚴格控制進貨渠道以杜絕鋼材殘次品進廠。



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