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水泥窯用錨固件

  水泥窯爐用錨固件是支撐熱工設備耐火澆注料內襯或者耐火預制塊的骨架, 以增強耐火澆注料內襯抵抗靜載荷、熱應力、機械膨脹、機械振動。少數錨固件制造廠對錨固件所使用部位的工況缺乏研究, 對錨固件的質量、材質等多方面存在誤解, 有的甚至單方面考慮制造成本, 偷工減料, 不顧用戶的設備使用壽命和利益。本文結合實際生產, 從錨固件制造、檢驗過程、方法和容易產生的質量問題出發, 就水泥窯爐耐火澆注料錨固件制造質量的控制進行分析, 以資借鑒。
  1、錨固件的材質與形狀
  錨固件所用材料, 按照外觀分類, 有直條鋼絲和銀亮鋼絲兩種。在錨固件結構上, 目前還沒有相應的國家標準, 一般依據現行的熱軋耐熱鋼和不銹鋼的材料標準 (應符合GB/T4240-2009不銹鋼絲;其中, 化學成分按照GB/T1220-2007規定;規格尺寸按照GB/T342-1997冷拉圓鋼絲、方鋼絲尺寸、重量中表3的11級 (hll) 規定執行, 直條鋼絲的尺寸、外形應符合GB/T342-1997要求;銀亮鋼絲的尺寸、外形應符合GB/T3207-2008要求;鋼絲的圓度不得大于直徑公差之半) , 結合設計圖紙來制造和檢查驗收。沒有標準格式和限定, 設計者在設計錨固件時一般根據用途和自己的設想來設計形狀, 常見的有Y型和V型。
  2、錨固件的質量問題
  錨固件制造尺寸偏差
  一般錨固件的生產都是大批量的生產方式, 但加工設備相對簡陋, 管理者認識不到位, 導致產品精度低、直徑小和厚度薄, 這種產品的機械性能相對低。訂貨時, 水泥企業通常只要求尺寸和重量。建議企業錨固件驗收中參考圓鋼的直徑標準規定。
  國家標準GB/T3207-2008規定的銀亮圓鋼的直徑偏差錨固件制造廠進料時, 應嚴格控制材料的尺寸, 履行檢驗方法和程序。企業驗收扁鋼錨固件時, 應重點檢查材料厚度和寬度的尺寸偏差情況。驗收材料和成品時, 一般采用游標卡尺和鋼直尺分別檢查直徑和長度等, 見圖2。
  錨固件的制造形狀
  窯襯施工中存在的問題之一就是錨固件的結構不過關。對錨固件幾何角度和弧度要求寬松, 會方便制造生產, 但會對水泥生產線帶來經濟損失。熱工設備澆注料和錨固件在工作時會在高溫和常溫變化中發生應力釋放、膨脹和收縮等現象, 如果錨固件幾何角度和弧度偏差大, 其應力釋放、膨脹和收縮就會各自不同, 這種不同會引起耐火澆注料產生裂縫、松動而過早地脫落, 最終引起熱工設備紅殼現象。因此, 嚴格要求錨固件的制造形狀, 是關系到耐火澆注料使用壽命的大事。
  錨固件的材質
  在錨固件的材質檢測中, 我們通常會發現Ni和Cr的含量低, 同時還存在元素成分含量分布不均勻的情況, 這會影響材料的機械性能和耐熱性能, 從而導致所固持澆注料使用壽命降低。錨固件材質的檢測設備一般選用手持式或臺式光譜分析儀, 檢查范圍和精度等級略有差別, 檢查前, 必須采用校對試樣來復核測試設備的精度, 核對準確性。
  錨固件制造的焊接
  影響窯襯施工質量的因素之一就是錨固件焊接不過關。錨固件結構簡單, 生產中往往忽視焊接要求。忽視焊接要求實質就是忽視錨固件結構的作用, 會造成錨固件承載力量的功能低, 不能抵御重量和熱負荷的變化。因此, 焊接錨固件時, 一方面焊材的選擇要遵守材料的焊接原則, 另一方面要防止飛濺、焊渣、裂紋、咬邊、藥皮不清理等焊接中的不足。
  錨固件的設計圖紙和規格
  錨固件的設計圖紙和規格不統一, 制造廠會認為該產品隨意性大, 于是在加工方法、材料的選擇上也就隨意, 尺寸精度也各不相同, 材料上有冷拉的, 也有熱軋的, 有光亮圓鋼的, 也有黑皮圓鋼的。錨固件設計圖紙多為自由公差, 由于自由公差的范圍相對大, 制造廠理解上也是參差不齊, 制作出的錨固件的尺寸和形狀會有差別。所以, 建議在設計錨固件時, 尺寸要求具有統一性和明確性, 不僅便于制造廠家有要求可以執行, 也便于質量檢查人員有明確依據來檢查每個部位的尺寸精度。自由公差可參照GB/T1804-1992《線性尺寸的未標注公差》的相關規定。
  錨固件質量抽樣檢查方法
  錨固件質量檢查的抽樣檢查方法既要有效, 又要科學。對于某個品種數量巨大, 可以采取有意取樣、隨機取樣、分層隨機取樣、一次取樣、二次取樣等方法進行抽樣檢驗, 盡可能做到每種都檢驗到, 數量大的樣品要多, 來增大對批次抽檢的代表性。
  錨固件的質量檢查程序是:錨固件的材質→外觀→直徑或厚度尺寸、長度、角度、弧度等;錨固件的成分分析情況要求保留原始的光譜分析記錄, 以便于在今后使用過程中的追溯可查;同時要求提供相應錨固件的原材料出廠證明和元素成分化驗單等質量文件;對于錨固件的抽查測試和取樣方法和要求, 應該盡量面面俱到, 也就是說, 每種材質必須有樣, 批量大更必須有樣, 同時還要適當增加取樣的力度和范圍。
  3、錨固件的制造與采購
  制造廠家存在的問題
  從表4可知, 專業廠生產錨固件外觀美觀、焊接和形狀規范;包裝防護和分類保存的方法更為適合, 標識規范。所以, 對于整個設備的使用來說, 有些部位使用錨固件應做到一致性的要求, 使得受載的錨固件團結一致來抵抗受力和熱負荷的沖擊, 這樣可以收到較好使用效果。如果錨固件在預熱器頂部使用, 采用不同厚度或者直徑尺寸的錨固件, 厚度尺寸小的錨固件在高溫作用下率先產生熱變形, 失去應有的作用, 附近錨固件必然受力較大, 甚至超負荷, 會造成連鎖反應式的逐步損壞而脫落。
  采購
  水泥廠或總包商在采購錨固件的訂貨時, 應加入相關國家標準規定中可用于錨固件的規定和標準, 規定原材料的供貨狀態;規定錨固件的結構和材質, 可以適當合并和歸類, 以減少品種;在圖紙要求中明確相關的標準規定, 便于制造廠執行和遵守。
  對制造廠家建議
  重視錨固件的外觀、形狀, 規范角度和弧度;加強控制和管理錨固件材料的化學成分;完善工藝方法, 確保外觀尺寸更加精確, 避免長短不一致、不對稱等情況發生;改進錨固件的焊接, 防止焊渣、飛濺、縮裂縫、藥皮不清等情況。
  表4 三個錨固件制造廠生產質量情況對比
  5、結束語
  在水泥窯爐耐火澆注料工程中, 預埋耐火澆注料用錨固件的作用至關重要, 一旦錨固件失效, 將會造成耐火澆注料的剝落, 甚至是坍塌的重大事故, 對錨固件執行嚴格的、規范化的質量控制是確保工程質量的有效手段。
  按照合同、圖紙、標準要求進行錨固件質量的全面檢查工作是整個工程質量控制中的重要環節, 同時我們也不能忽略對錨固件的設計材質選型、制造加工過程、工程施工過程中的質量核查和監控工作。


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