王壽興，陳大海

（山東南山東海氧化鋁有限公司，山東 龍口，265706）

球磨機一般由水平的筒體，進出料空心軸及磨頭等部分組成，筒體為長的圓筒，筒內裝有研磨體，依靠研磨體的滾動和拋落撞擊起到將筒體內的物料給擊碎，球磨機體型大多笨重大型球磨機的總重量可大幾百噸以上且在運行中會受到研磨體、研磨物料的沖擊以及本身的震動，這些因素都會對球磨機的運行產生不良影響導致R區(qū)疲勞損傷或產生斷裂，如果裂紋不能及時發(fā)現將產生巨大的生產隱患，因此對端蓋R區(qū)受力點必須定期采用專業(yè)方法進行檢查，以確保及時發(fā)現存在隱患。

1 雙倉溢流球磨機介紹

雙倉溢流球磨機是氧化鋁生產流程中研磨礦石配置礦漿的關鍵性設備，筒體直徑為3.6m長8.5m筒體內裝有160噸的研磨體，在電機和減速機的帶動下旋轉工作，筒體支撐在進出料兩端主軸承上，筒體內部分粗磨/細磨兩個倉，進料端為粗磨倉，粗磨倉里裝粗鋼球，內襯大波形襯板；另一端出料為細磨倉，裝細鋼球內襯小波形耐磨襯板，磨機旋轉時粗磨倉鋼球在大波形襯板的帶動下做拋落式運動，細磨倉鋼球在小波形襯板的帶動下做瀉落式運動，兩個倉室內的鋼球分別對被磨原料進行破碎打擊和磨剝。

2 R區(qū)檢查方式簡介

保證設備的平穩(wěn)運行的前提在定期停機時進行詳細的排查尤其對關鍵部位的專業(yè)檢測，設備表面的裂紋可以通過肉眼進行檢查，但要確定裂紋的詳細情況肉眼檢查是遠遠不夠的，這就需要借助一些檢查工具和方法，進行進一步的細致檢查以確定肉眼不易觀察到的細小裂紋和裂紋的深度。

3 超聲波檢查

超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發(fā)生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法，利用超聲波檢查能夠檢測出零部件內部無法用肉眼觀測到的缺陷并且靈敏度高能夠準確檢測出內部缺陷的大小和形狀，在這起裂紋故障中主要利用超聲波檢測裂紋的深度以及端蓋內部的斷裂情況，超聲波檢查有專用的超聲波探傷儀，操作簡單方便，由于超聲波探傷要排除探頭和被測工件之間的空氣使超聲波能有效的穿入被測工件因此只需要在超聲波探頭和被檢查的機件之間涂抹適量的耦合劑（例如：潤滑脂、甘油等）就能夠對被檢測的工件進行檢測，超聲波能夠檢查到肉眼無法觀測到的內部缺陷情況，超聲波檢測精度高但檢測的范圍有限，不適合數量多的工件檢查，多用于重要點的檢查。

4 DPT著色檢查

著色探傷是無損檢測的一種方法，它是一種表面檢測方法，主要用來探測諸如肉眼無法識別的裂紋之類的表面損傷，由于著色探傷的檢測原理是將溶有彩色染料(如紅色染料)的滲透劑滲入工件表面的微小裂紋中，清洗后涂吸附劑，使缺陷內的彩色油液滲至表面，根據彩色斑點和條紋發(fā)現和判斷缺陷的方法。所以著色探傷適用于檢查工件表面的不易用肉眼直接觀察到的細小裂縫，在這起裂紋故障中主要利用DPT著色檢查確認斷裂位置和焊接坡口的處理深度，由于處理過程中要多次應有到DTP著色檢查所以詳細介紹使用過程；

4.1 DPT著色檢查前的打磨和清洗

著色探傷前必須首先要把工件表面打磨光滑，做到機件見本色，并將打磨后的表面擦拭干凈，將打磨下的金屬屑和砂輪屑清除，然后用著色探傷配用的清洗劑進行表面的噴涂清洗并充分干燥。

4.2 噴滲透劑

將工件表面清洗干凈待清洗劑揮發(fā)后對工件表面噴涂滲透劑，噴滲透劑后等待5～10分鐘待滲透劑滲入工件的裂縫區(qū)域再使用清洗劑將噴在工件表面的滲透劑清洗干凈，使得被檢表面要清潔用干凈的紗布擦干或在室溫下自然干燥清除多余的滲透劑時，應防止過清洗或清洗不足保證工件表面沒有滲透劑即可。

4.3 噴顯像劑

噴顯像劑前首先確保工件表面沒有殘留的滲透劑，否則會影響缺陷的觀測，將顯像劑充分搖勻后，對被檢工件表面（已經清洗干凈、干燥后的工件）保持距離150mm～300mm均勻噴涂，噴灑角度為30°～ 40°，顯像時間不大約在7分鐘左右。DPT適用于檢查設備表面的裂紋，檢測范圍大能夠清晰的現實設備表面裂紋的長短、粗細但是對裂紋的斷裂深度等檢查難度較大，所以對R區(qū)的檢查需要兩種檢查方式配合使用，首先用DPT大面積的進行檢查，再用聲波對重點區(qū)域進行詳細檢查。

5 球磨機斷裂區(qū)域情況

根據前面介紹的DPT檢查步驟對球磨機整個端蓋進行了著色檢查，在端蓋R區(qū)總共檢測出六道裂縫，最長的一道裂縫長度為600mm，最短的為150mm，斷裂位置均為球磨機端蓋R區(qū)底部，且呈不規(guī)則延伸狀，部分裂縫接近連接。檢查出這些裂紋的具體位置后再用超聲波在裂紋周圍進行檢查以進一步確定裂紋深度以及內部斷裂情況根據詳細數據制定修復方案。

6 端蓋裂紋分析

設備故障一般不是單純原因引起的其中可能包含多種因素，而球磨機端蓋裂紋的原因可以分為內部原因和外部原因，內部原因是：球磨機端蓋的平面較大而壁厚相對較薄，鑄造時冷卻收縮不均勻，產生內應力，加上端蓋與中空軸近似垂直相交，澆鑄時易產生渦流，質量不易保證，運轉時這個圓角部位是承受“變向應力”和“應力集中”最敏感的地方，因此也極易在此斷裂。

前后兩軸不同心端蓋焊縫處受到的應力最大，且在長期運行中受交變載荷的反復作用而發(fā)生疲勞破壞。外部原因則主要是因為球磨機在啟動時中空軸受到油壓的沖擊要將整個球磨機提起使中空軸與基座之間填滿充足的潤滑油，由于油壓的沖擊是在一瞬間產生的這種沖擊力足以對受力的R區(qū)產生強大破壞而且由于球磨機的自身重量和運行頻率以及啟動次數更加重了這種影響。

7 結語

DPT和聲波探傷只是無損探傷中比較常見的兩種方式，隨著機械設備的大型化發(fā)展對關鍵部位的檢查要求越來越嚴格，準確及時的診斷機械設備存在的隱患是保證設備安全運行的基礎，因此設備管理的技術人員需要熟悉各種檢測技術并在實踐應用中不斷加以總結，使探傷技術得到更多的應用。