二線(xiàn)A水泥立磨主電機轉子軸裂紋事故案例分析
事故性質(zhì)：特大設備事故
事故經(jīng)過(guò)：
　　　2007年11月15日，16:00時(shí)左右，中控操作員報告二線(xiàn)水泥立磨主電機后軸瓦溫度56℃，有升高趨勢，水泥車(chē)間和設備部人員趕到現場(chǎng)檢查，發(fā)現新加接地碳刷被卡住，有火花，更換了新碳刷，溫度趨于平穩，并有下降趨勢，其它未見(jiàn)異常。22:00左右電機后軸瓦溫度上升到62℃。溫度又趨于平穩，決定維持生產(chǎn)。11月16日8:50左右，檢查這臺特護電機時(shí)，發(fā)現電機振動(dòng)，后軸瓦異音，馬上向公司領(lǐng)導匯報，并減料停磨。
　　　綜合考慮電機修瓦的前后經(jīng)歷，公司領(lǐng)導研究決定立磨電機送往上海一電機廠(chǎng)進(jìn)行維修，二線(xiàn)水泥磨提前進(jìn)入中修。
　　　電機在上海市一電機有限公司的檢查修理經(jīng)過(guò)：
　　　11月16日18:30電子裝車(chē)出廠(chǎng)，11月18日晚電機到達上海一電機廠(chǎng)。11月19日，公司電氣技術(shù)人員和上海一電機廠(chǎng)一起，對電機進(jìn)行直阻和繞組絕緣實(shí)驗（2500V搖表），結果都合格。下午對電機進(jìn)行解體抽轉子檢查，發(fā)現電機掃膛較嚴重。廠(chǎng)家對電機定、轉子清洗（專(zhuān)用電機清洗液），晚上烘干，次日做耐壓試驗，決定是保養還是大修。
　　　11月20日上午電機定、轉子出烘箱冷卻，準備做耐壓實(shí)驗。下午耐壓試驗結果為：定子交流7KV，轉子交流2.7KV，實(shí)驗結果不合格。電機絕緣受損嚴重，電機定轉子需大修更換線(xiàn)圈。豐潤公司技術(shù)人員立即公司領(lǐng)導匯報，領(lǐng)導要求做大修準備。公司領(lǐng)導當晚22:30趕到上海。
　　　11月21日，公司領(lǐng)導現場(chǎng)查看電機具體情況，和修理廠(chǎng)專(zhuān)家討論該電機事故的可能原因及大修方案。最后確定大修方案如下：
　　　1．確保導線(xiàn)截面積不變，設計、更換定子繞組。
　　　2．確保導線(xiàn)截面積不變，設計、更換轉子繞組。
　　　3．軸檔光車(chē)（軸承位）。
　　　4．前、后軸瓦重澆加工。
　　　5．前、后瓦油封更換。
　　　6．滑環(huán)車(chē)散熱溝（深度2mm），表面車(chē)平并拋光。
　　　7．新做軸瓦絕緣墊2套（因國內不能做改為測繪）。
　　　8．轉子找動(dòng)平衡。
　　　9．軸瓦備測溫原件，及油管連接口加絕緣墊。
　　　10．裝配，試車(chē)
　　　11．提供事故分析報告
　　　11月22至11月23日，電機定轉子拆線(xiàn)，進(jìn)烘箱升溫烘干作線(xiàn)圈下線(xiàn)準備，2:20轉子出烘箱后，發(fā)現軸負荷側在輪輻根部有裂紋（約占軸的3/1左右）。向公司領(lǐng)導匯報情況，并將照片傳過(guò)來(lái)，經(jīng)公司領(lǐng)導同意更換新軸。
　　　11月24日，廠(chǎng)家找到毛坯軸，開(kāi)始加工新軸，同時(shí)拆卸舊軸，安排24小時(shí)不間斷加工。12月9日晚，電機大修完。22:30電機從上海一電機廠(chǎng)裝車(chē)出廠(chǎng)，12月11日17:30電機到廠(chǎng)連夜回裝，23:30分電機回裝就位，開(kāi)主電機磨合電刷滑環(huán)和軸瓦，12月12日早晨，電機精確找正并調整聯(lián)軸器間隙，16:54水泥立磨帶料運行。
　　　遺留問(wèn)題：運行幾天來(lái)，電機軸瓦溫度正常，運行平穩，但繞組溫度偏高，正與修理廠(chǎng)進(jìn)行交流，準備淡季進(jìn)行處理。
　　　二線(xiàn)A水泥立磨電機軸瓦的幾次檢修經(jīng)過(guò)：
　　　1．第一次瓦溫高處理經(jīng)過(guò)：
　　　9月17日下午16點(diǎn)，水泥立磨主電機前后軸瓦溫度高報警，中控室停機，水泥電氣責工、公司領(lǐng)導及設備部技術(shù)人員相繼趕到現場(chǎng)，檢查電機前后軸瓦測溫熱電阻，前后軸瓦冷卻油站的供油壓力和前后軸瓦回油情況，均正常。判斷軸瓦在供油，冷卻和溫度檢測方面沒(méi)有問(wèn)題。再試車(chē)時(shí)軸瓦溫度上升趨勢減緩，于是決定減料和降低研磨壓力，讓電機帶負荷觀(guān)察運行。同時(shí)安排設備部抓緊落實(shí)軸瓦備件采購。
　　　2．第二次瓦溫高處理經(jīng)過(guò)：
　　　9月18日零點(diǎn)班主電機前后瓦各報一次溫度高，9月19日決定利用區調限電機會(huì )主動(dòng)停機，抽瓦檢查主電機軸瓦溫度高的原因。上午11時(shí)，工程公司將電機后瓦取出， 檢查發(fā)現鎢金側面有少量磨損，鎢金表面部分厚度減少，但并不影響正常使用，隨后將后瓦油池，油管，油箱等地方進(jìn)行清理并回裝。下午18時(shí)左右，將電機前瓦取出，發(fā)現上瓦有輕微磨損，但比后瓦磨損較重，下瓦北側磨損嚴重，最薄處鎢金厚度僅剩1mm左右，邊緣已有部分鎢金脫落。經(jīng)股份公司機械副總工、工程公司等專(zhuān)家檢查，判斷此瓦已經(jīng)不能再進(jìn)行刮瓦處理，但可以繼續使用，等到淡季和減速機大修同步處理，隨后對前瓦油池等進(jìn)行清洗后回裝。分析電機瓦異常磨損的原因，大家認為可能是減速機輸入軸或聯(lián)軸器不正，導致電機軸受徑向力的結果，也與電機前瓦磨損北側，而后瓦磨損南側的現象相吻合，于是安排對電機找正，檢查減速機輸入軸。
　　　電機找正結果（單位：絲）：
　　　

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　　　9月20日凌晨1:50，電機處理完畢，中控室單開(kāi)電機，電機電流穩定在82A，2:13溫度上升到44℃和45℃，在23分鐘內瓦溫變化基本正常。隨后將主電機停下，觀(guān)察電機前/后軸瓦溫度略有下降，說(shuō)明測溫元件和供油潤滑系統工作正常。2:21時(shí)磨主電機系統帶負荷運行，2:29立磨帶料，隨后連續觀(guān)察2個(gè)小時(shí)，瓦溫一直正常。到5:08電機前瓦溫突然升高，5分鐘內上升了5℃，電機前瓦溫度到64℃，電機聯(lián)鎖停機。對電機進(jìn)行檢查，并對照前瓦溫度曲線(xiàn)，判斷電機前瓦可能有部分鎢金脫落，但溫升并不高，前瓦鎢金脫落應不嚴重。6:13再次將立磨開(kāi)啟，觀(guān)察瓦溫趨勢走向正常。隨后，安排崗位清洗回油過(guò)濾網(wǎng)，發(fā)現有少量金屬碎屑，經(jīng)檢查是瓦表面鎢金；再次清洗時(shí)沒(méi)有。
　　　根據以上情況，安排操作員將磨喂料量控制在170噸/小時(shí)以下，對立磨電機進(jìn)行特護，維修車(chē)間倒班電工每一小時(shí)巡檢一次，對電機的電流，前后瓦溫，電機振動(dòng)情況進(jìn)行檢查。再次敦促設備部采購電機前后軸瓦。
　　　3．第三次瓦溫高處理經(jīng)過(guò)：
　　　9月23日零點(diǎn)班和八點(diǎn)班，前后瓦交替報瓦溫高停，17:00左右，電機前軸瓦溫度升高，鑒于上次檢查結果決定抽瓦檢查，發(fā)現軸瓦鎢金脫落嚴重，已經(jīng)無(wú)法再正常使用。設備部聯(lián)系修瓦，軸瓦重新澆鑄鎢金并刮瓦，調整油囊和瓦間隙，電機再次找正并調整聯(lián)軸器間隙。至9月27日19:00左右，電機回裝完畢，單開(kāi)電機監視運行參數，運轉4小時(shí)后，前瓦穩定在45℃，后瓦穩定在47℃。然后連接聯(lián)軸器，9月28日3:33左右立磨電機帶料運轉。繼續對立磨電機進(jìn)行特護。
　　　4．第四次瓦溫高處理經(jīng)過(guò)：
　　　10月18日21:23立磨主電機后軸瓦溫度高報（67℃），聯(lián)鎖停車(chē)。對照前瓦溫度曲線(xiàn)，懷疑后瓦可能有部分鎢金脫落或損壞，崗位人員清洗回油過(guò)濾網(wǎng)，發(fā)現有少量金屬碎屑。決定拆瓦檢查，發(fā)現上瓦有一定磨損，下瓦上沿也有一定磨損。找接觸點(diǎn)刮瓦研瓦。10月19日19:00左右，電機回裝完畢，空載試車(chē)仍然溫度高停機，現場(chǎng)檢查電機，判斷中控室溫度顯示與實(shí)際一致(采取溫度表測量和前、后瓦測溫回路對調兩種辦法)，連續測試幾次都是一樣結果。電話(huà)請示股份公司機械副總工，決定晚上再把瓦拆下來(lái)，明天早上現場(chǎng)決定修瓦方案。10月20日8:00，股份公司機械副總工來(lái)到現場(chǎng)，共同檢查軸瓦的磨損情況，指出油囊尺寸和瓦的間隙不太合適，于是重新刮瓦，修整油囊，調整瓦的間隙，回裝后瓦并單機試車(chē)8小時(shí)，前后瓦溫度值走勢正常，穩定在46℃，電流84A。然后進(jìn)一步找正電機聯(lián)軸器并安裝，帶負載試車(chē)2小時(shí)，10月20日22:25帶料運行，監視電機運行平穩。電機電流約225A左右，前瓦溫度53℃，后瓦溫度63℃。隨后立磨特護運行。
　　　5．第五次瓦溫高處理經(jīng)過(guò)：
　　　2007年11月2日16點(diǎn)班開(kāi)始，電機后瓦又報溫度高停機，11月3日零點(diǎn)班拆電機后瓦檢查，發(fā)現磨損不大，決定由工程公司對電機后瓦刮研修復，到16點(diǎn)班電機后軸瓦修完并回裝完畢，空試電機，后軸瓦溫度仍然上升很快，很快到達停機溫度。11月4日零點(diǎn)班接著(zhù)拆瓦檢查，上午請到股份公司機械副總工、北重退休的刮瓦技師趙技師到現場(chǎng)進(jìn)行指導，他指出軸瓦頂隙，側隙及油囊尺寸都不符合要求。經(jīng)過(guò)大家研究決定對后瓦重新澆鑄，由趙技師來(lái)重新刮研。
　　　11月6日16點(diǎn)多鐘，后瓦重新澆注加工完回廠(chǎng)，北重趙技師用自帶工具親自刮瓦、研瓦，并現場(chǎng)指導安裝調整，11月7日零點(diǎn)班完畢，試車(chē)時(shí)后軸瓦溫度仍然上升非?？?，決定再連夜拆瓦檢查，發(fā)現下瓦口和上瓦有硬點(diǎn)，股份公司機械副總工、趙技師和大家分析后，決定修瓦再試一次，下午瓦修完并回裝完，試車(chē)時(shí)后軸瓦溫度仍然上升非?？?，試車(chē)兩次后，檢查電機后瓦熱電阻測溫桿，發(fā)現局部過(guò)熱，且在翻動(dòng)時(shí)測溫桿對電機外殼有時(shí)有輕微火花，判斷電機有軸電流產(chǎn)生，測量電流在0.1A至0.5A左右波動(dòng)，在允許的范圍內，于是在電機的后軸伸處增加一個(gè)接地碳刷。18:02單試電機，后軸瓦溫升正常，監視運行1小時(shí)，前瓦46℃，后瓦50℃。16點(diǎn)班準備開(kāi)磨，減速機高壓泵出口壓力低，最后查出是壓力傳感器壞，更換至11月8日零點(diǎn)班，二線(xiàn)水泥立磨帶料運行。隨后電機特護運行，并著(zhù)手淡季對電機徹底檢查，保養或大修的準備工作。
停機時(shí)間及經(jīng)濟損失：
　　　此設備事故造成二線(xiàn)A水泥立磨停機632.08小時(shí)，直接經(jīng)濟損失約42萬(wàn)元（修理費）。
事故主要原因：
　　　1．電機故障原因：
　　?。?）故障現象：
　　　1) 定轉子鐵芯相擦，轉子掃膛。
　　　2) 轉子有軸電壓，軸電流產(chǎn)生。
　　　3) 定轉子繞組耐壓試驗，絕緣被擊穿。
　　?。?）原因分析：
　　　轉子繞組拆除線(xiàn)圈后發(fā)現，主軸在負荷側輪輻焊接根部有明顯斷裂現象（這個(gè)裂紋在轉子繞組線(xiàn)圈拆除前無(wú)法看到），軸斷裂彎曲后使轉子鐵芯偏心，造成轉子鐵芯在固定的點(diǎn)周期相擦、掃膛。轉子繞組相擦部位慢慢磨損，磨損嚴重點(diǎn)絕緣破壞，最后轉子繞組局部短路，導致軸電壓軸電流的產(chǎn)生。隨著(zhù)磨損加劇，軸電壓軸電流逐步增大。定轉子繞組絕緣磨損后進(jìn)行耐壓實(shí)驗時(shí)，沒(méi)有達到額定電壓就被擊穿。電機必須進(jìn)行更換定轉子繞組大修。
　　　總之，造成電機故障的根本原因是軸斷裂彎曲。
　　　2．軸斷裂的可能原因：
　　　轉子制造過(guò)程中，輪輻焊接部位經(jīng)過(guò)熱處理工藝，應力未能完全消除，存在較多殘余應力，當負載過(guò)大或所帶負載振動(dòng)較大時(shí)，在軸的薄弱環(huán)節因應力釋放產(chǎn)生裂痕，裂痕擴大產(chǎn)生軸斷裂。
　　　總之，軸殘余應力的存在及負載過(guò)大是產(chǎn)生軸斷裂的根本原因。
　　　3．其他原因：
　　?。?）長(cháng)期滿(mǎn)負荷運轉（額定電流為239A，工作電流230A左右），及立磨系統不可避免的振動(dòng)問(wèn)題，是造成軸斷裂的可能誘發(fā)因素。
　　?。?）在冀東的檢修規程中，沒(méi)有涉及電機軸電壓軸電流的檢查規范，和相應的實(shí)施技術(shù)規范，規定的預防性檢查試驗項目中也沒(méi)涉及此項內容。
事故教訓及今后的防范措施：
　　　此次電機事故不存在檢查，管理不到位，檢修措施不力等人為過(guò)錯因素，因此不追究相關(guān)人員責任。
　　　1．在冀東的檢修規程中，增加高壓電機軸電壓軸電流的檢查規范和制度，和相應的實(shí)施技術(shù)規范，在預防性試驗中，盡早發(fā)現問(wèn)題。
　　　2．電機軸瓦出現異常的溫升和磨損時(shí)，應首先檢查軸電壓軸電流，對于軸電壓軸電流超標的電機，應盡早安排軸的整體探傷檢查項目。
　　　3．推動(dòng)集團公司內部建立共享備件庫，有條件時(shí)可推動(dòng)與大的伙伴或供應商交換設備數據，利于調劑備品備件，減少故障停機時(shí)間。