筒体断裂事故频发

近几年来，水泥窑筒体断裂的恶性事故频繁发生，轻则停工停产，重则危及人员安全，使企业陷入停产抢修、耗费巨资的被动局面，给企业带来极大的经济损失和负面影响。近期山东某水泥企业2500tpd生产线回转窑筒体发生断裂，给我们行业再次敲响了警钟。

【资料图】

作为水泥生产线的关键主机设备，回转窑的“长期稳定运行”对熟料和水泥生产的产量、质量及综合经济指标等各方面都有极为重要的影响，是设备维护和生产管控的重中之重。近几年来，“回转窑筒体断裂”的恶性事故时有发生，分别在山西（大同）、陕西（米脂）、山东、福建等省份，一般发生在冬季检修期间。一次次的事故分析，往往将其诱发因素指向“气体腐蚀”、“冷脆断裂”等方面，而现场却总是难以确查到“材质衰变”或“分子级”的现象或实物证据，因此最终的结论令人难以确信，莫衷一是。

主要原因分析

诚然，窑筒体断裂有生产工艺方面的“物料特性、气体腐蚀”，以及与区域气候相关的“冬季冷脆断裂”等难以避免的“可能原因”；同时应清醒的认识到，除了这些“可能原因”之外，还有其它的可以检查、可以预先管控的因素——回转窑机械状态检测，这是具有很强的可操作性、很有实际意义的工作。

对回转窑进行机械状态检测，是一个专业性、系统性很强的工作，包括四个主要方面：(1)回转窑中心线的直线度；(2)窑筒体的椭圆度；(3)回转窑轴向力的平衡；（4）窑筒体机械弯曲。

回转窑的特点是外形尺寸巨大，运行负荷大、热工状态复杂（温度应力/机械应力）；而作为关键主机设备，回转窑在制造、安装过程中，有诸多质量控制条件和检查检测项目，归根结底，保证“回转窑运行直线度”是所有这些测控指标的核心目标。据业内经验数据，以通常的三档支撑的回转窑为例，一般认为：

直线度偏差4mm以内，正常良好状态；

偏差5~9mm，可接受，适当调整；

偏差10mm以上，应核实确认，及时调整。

如果直线度偏差较大，则轮带处筒体和轮带间的筒体将产生不同方向附加弯曲应力。参考下图，我们仅作定性分析。再加上驱动回转窑的转矩作用到筒体上的扭转应力，则筒体局部叠加的交变应力将成倍数增加，其安全运转寿命则成倍数减小，这是造成筒体断裂的直接因素之一。

设备检测应常规化

对于回转窑中心线的重要性，相信业内无人否认，但为什么至今对回转窑中心线检测（年度检测或者周期性检测）并未形成普遍认可的常规检测呢（通过各种方式对前文提到的几个省份的筒体断裂事件进行了解和查询，上述案例均无“年度直线度检测”的记录）？原因主要有两方面：

1.企业管理层的决策依据是否合理，有待商榷。我们曾做过非正式调研，许多公司的回转窑从来没有进行直线度检测的计划，因为其“窑况正常”（尤其是托轮瓦温度未见异常），无须检测。我们认为，瓦温正常固然重要，但回转窑中心线直线度正常，才是“窑况正常”的核心指标。回转窑在重负荷连续动态作用下，托轮、轮带、垫板、轴瓦等部件不同程度的磨损，地基的不均匀沉降，热工状态的变化等都是引起回转窑中心线变化的因素；随着托轮瓦材质（铝基合金）和托轮润滑油（大瓦宝）等方面的不断优化进步，我们控制托轮轴瓦温度的办法越来越多，因此，即使托轮轴瓦温正常，并不能证明回转窑的中心线一定处于良好状态——这也正是周期性检测窑中心线的意义所在。

2.对窑中心线检测的不同方法和测量准确度方面，有不同认识与困惑。由于回转窑中心线的检测专业性较强，水泥生产企业一般无自备资源，需要委托第三方专业机构完成检测服务；不同的服务机构有不同的原理和方法，对冷态或热态的适用性也有区别，再加上经济性方面的考虑，往往影响到业主决策。

三维激光扫描技术

目前来看，比较回转窑中心线的检测技术和方法，可以归纳为如下几代：

三维激光扫描技术是二十世纪九十年代中期开始出现的一项新技术，是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面的大量密集的点的三维坐标、反射率和纹理特征等信息，快速建立被测物体的三维模型及线、面、体等各种图件数据。与传统测量仪器（如经纬仪、全站仪等）的单点测量模式相比，三维激光扫描是针对被测物体的面和体，大面积、高分辨率、快速获取被测物体表面的点云数据，为快速建立物体的三维影像模型提供了全新的技术手段。由于具有主动性、不接触性、实时动态、高密度、高精度等特性，其应用在各行业得到迅速推广。

依托多年专业经验和深耕研究，唐山有度科技有限公司创新性地将三维激光扫描技术应用到回转窑中心线检测，并自主研发出专用的测量仪器——“轮带滑移量/顶间隙测量仪”，能够安全、便捷、准确、直观地测量出生产运行状态下的轮带滑移量和顶间隙；利用这一关键数据，结合三维扫描测得的点云数据，准确地检测出回转窑直线度的（热态）数值。这一突破性的专业检测方法，已率先应用于新建生产线（某水泥公司万吨线项目）和经年在用回转窑的冷态、热态检测服务项目，使得检测过程便捷高效，检测数据更加准确，检测结论更加直观，并以极佳的经济性和安全性，得到业主认可，正在引领“回转窑中心线检测”这一专业技术服务趋向更加优质的水平层级。

如果各位用户朋友对前述提及的”回转窑机械状态检测“有兴趣，敬请反馈，后续我们可以将上述四个方面的检测方法及其评估指标分别进行专项论述，供行业同仁参考、指正。

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