kw工程机械用焊接结构钢板种类与研发方向资料讲解

工程机械用焊接结构钢板种类与研发方向工程机械是指土方工程和建筑工程施工用机械，种类非常多。

在日本，河川和道路工程以及城市设施工程用的油压挖掘机和小型挖掘机数量最多，其次是建筑工程施工用的起重机。

从世界范围来看，由于对资源需求的增长，矿山机械的需求量不断增加。

矿山机械比工程机械大得多，例如常见的中型挖掘机的重量为20t 左右，而矿山用的油压挖掘机重量达到300-800t ，使用的钢板也是厚钢板。

工程机械是以土砂岩石为工作对象的，因此，挖掘机的铲斗、推土机的刮板、翻斗载重汽车车厢等部位要求使用耐磨钢板。

1、工程机械的焊接结构部件工程机械的焊接部件大小不同、形状各异。

以中型油压挖掘机为例，可分为下部行走体、上部回转体和工作机构（动臂、斗杆、铲斗）。

这些部分的制作材料主要是铸钢和钢板。

大部分钢板是廉价的抗拉强度40kgf级的低碳钢，厚度6-50mm 焊接方法是高效率自动焊接的活性气体保护电弧焊。

焊接的熔敷效率高达80%-90%并且焊接电流可达到500A以上，以提高焊接效率。

超大型油压挖掘机的焊接部件使用的是抗拉强度50-80kgf级的高强度钢，厚度达40-250mm t铲斗与土石摩擦部分使用了大量的耐磨钢板。

超大型油压挖掘机焊接部件的成本约占全部成本的30%，其中大部分为钢板材料费，因此降低钢板成本是一项紧迫的问题。

2、工程机械用钢板表1是日本小松工程机械采用的焊接结构钢板种类，钢板抗拉强度的范围包括了从40kg/mm级的低碳钢到80kg/mm2、110kg/mm级的高强度钢板。

除了表1中的拉伸试验和冲击试验，还对钢板的弯曲性能和焊接裂纹敏感性参数（化学成分）进行了规定。

110kg/mm?级的高强度钢板用于推土机刮板，所以钢板应具有对土砂的耐磨性。

表2是耐磨钢板的种类，耐磨钢板的硬度有HB360-440的SAR400和HB450-520的SAR500 两个级别。

这些耐磨钢板对焊接裂纹敏感性参数也有要求。

图1 是工程机械中使用钢板的比例。

图中也有SPHC等薄钢板，这些薄钢板主要用于机械的外包装和油箱，板厚w 6mm从图中可知，工程机械使用的钢板中，抗拉强度为40-110kg/mm2焊接结构钢板的比例为87.5%，耐磨钢板的比例为 2.4%,薄钢板比例为10.1%。

在焊接结构用钢板中以低碳钢为主占薄钢板的比例达67.2%。

对于大量使用低碳钢的原因，一方面是低碳钢价格低廉，另一方面是使用高强度钢板时，焊接接头的疲劳强度没有多大变化，不能降低钢板厚度，高强钢的优点不能充分发挥岀来。

但根据降低燃料消耗和提高工作效率的要求，悬臂式工程机械对轻量化的要求不断增强，因此，大型液压电铲也采用了高强度钢以减小板厚，实现轻量化。

翻斗汽车的车箱支撑着荷重，因此也迫切需要轻量化。

由于车箱多采用耐磨钢板，因此，可以通过采用耐磨性更好的钢板来实现厚度减薄和轻量化。

图1：工程机械使用钢板的比例3、工程机械用钢的研发方向工程机械用钢的研发方向主要体现在提高焊接接头的疲劳强度、不预热焊接、提高钢板光洁度三个 方面。

1）提高焊接接头的疲劳强度设计是基于疲劳强度的设计，因此工程机械焊接部件的制约性部位是焊接接头。

在试验台进行试验产生大应力的情况下，对焊接接头可进行砂轮机精整或在焊接区配置加强板。

最近对采用焊趾进行喷丸来 提高疲劳强度的方法进行了研究。

图 2是焊接状态（未进行喷丸处理）角焊接头和焊趾喷丸处理后的角焊接头疲劳强度的对比。

喷丸处理后的角焊接头疲劳寿命是焊接状态角焊接头疲劳寿命的3倍左右。

此外, 还对使用低相变温度焊接材料，对焊接区附加残余压缩应力提高疲劳强度的方法进行了研究。

这些方法都 是通过焊接材料或焊后处理提高疲劳强度的方法。

另一方面，对提高钢板本身的焊接接头疲劳强度的高疲 劳强度钢板的开发和应用也在加快进行。

这些提高焊接接头疲劳强度的方法的开发和应用都是工程机械焊 接结构部件的重要研发课题。

2）不预热焊接如前所述，工程机械焊接结构部件主要使用的钢板是低碳钢钢板。

对于低碳钢钢板不论厚度多大，都可进行不预热焊接。

但对于矿山大型工程机械采用的高强钢板，和厚度大于 100mnm 勺50kg/mm 钢板和厚图2 :焊趾喷丸处理后的疲劳强度€=XZ・-R闕楸帕雪畀暉度大于40mm的80kg/mm钢板，焊前要进行100C预热焊接。

对于耐磨钢板，SAR400级可不预热焊接，但SAR500级要进行100C预热焊接，矿山大型工程机械使用的大厚度耐磨钢板则要进行150C预热焊接。

这些预热焊接虽然是工程机械制造中的一部分，但影响了焊接效率的提高，特别是使焊接自动化（机械手）难以实现。

因此需要开发焊前不预热钢板和焊接材料。

3）高光洁度钢板工程机械用户对工程机械的外观质量也有很高的要求。

近10多年来在这方面已经有了很大提高。

焊接后对焊接结构部件进行全面处理，然后再进行涂装。

表面粗糙度不好的钢板，经喷砂处理表面形成了麻坑，如果就这样进行涂装，外观检查是不合格的。

因此在喷砂处理后要涂抹油灰腻子并进行研磨处理。

因此要求工程机械钢板表面粗糙度要小，光洁度要高。

电厂分散控制系统故障分析与处理作者：单位：摘要：归纳、分析了电厂DCS系统出现的故障原因，对故障处理的过程及注意事项进行了说明。

为提高分散控制系统可靠性，从管理角度提岀了一些预防措施建议，供参考。

关键词：DCS故障统计分析预防措施随着机组增多、容量增加和老机组自动化化改造的完成，分散控制系统以其系统和网络结构的先进性、控制软件功能的灵活性、人机接口系统的直观性、工程设计和维护的方便性以及通讯系统的开放性等特点，在电力生产过程中得到了广泛应用，其功能在DAS、MCS、BMS、SCS、DEH系统成功应用的基础上，正逐步向MEH、BPC、ETS和ECS方向扩展。

但与此同时，分散控制系统对机组安全经济运行的影响也在逐渐增加；因此如何提高分散控制系统的可靠性和故障后迅速判断原因的能力，对机组的安全经济运行至关重要。

本文通过对浙江电网机组分散控制系统运行中发生的几个比较典型故障案例的分析处理，归纳岀提高分散系统的可靠性的几点建议，供同行参考。

1考核故障统计浙江省电力行业所属机组，目前在线运行的分散控制系统，有TELEPERM-ME、MOD300，INFI-90，NETWORK-6000，MACS I 和MACS- II，XDPS-400，A/I。

DEH 有TOSAMAP-GS/C800，DEH-IIIA 等系统笔者根据各电厂安全简报记载，将近几年因分散控制系统异常而引起的机组故障次数及定性统计于表1表1热工考核故障定性统计2热工考核故障原因分析与处理根据表1统计，结合笔者参加现场事故原因分析查找过程了解到的情况，下面将分散控制系统异常（浙江省电力行业范围内）而引起上述机组设备二类及以上故障中的典型案例分类浅析如下：2.1测量模件故障典型案例分析测量模件“异常”引起的机组跳炉、跳机故障占故障比例较高，但相对来讲故障原因的分析查找和处理比较容易，根据故障现象、故障首出信号和SOE 记录，通过分析判断和试验，通常能较快的查出“异常”模件。

这种“异常”模件有硬性故障和软性故障二种，硬性故障只能通过更换有问题模件，才能恢复该系统正常运行；而软性故障通过对模件复位或初始化，系统一般能恢复正常。

比较典型的案例有三种：（1）未冗余配置的输入/输出信号模件异常引起机组故障。

如有台130MW 机组正常运行中突然跳机，故障首出信号为轴向位移大H ”，经现场检查，跳机前后有关参数均无异常，轴向位移实际运行中未达到报警值保护动作值，本特利装置也未发讯，但LPC 模件却有报警且发出了跳机指令。

因此分析判断跳机原因为DEH 主保护中的LPC 模件故障引起，更换LPC 模件后没有再发生类似故障。

另一台600MW 机组，运行中汽机备用盘上“汽机轴承振动高”、“汽机跳闸”报警，同时汽机高、中压主汽门和调门关闭，发电机逆功率保护动作跳闸；随即高低压旁路快开，磨煤机B跳闸，锅炉因汽包水位低低” MFT。

经查原因系# 1高压调门因阀位变送器和控制模件异常，使调门出现大幅度晃动直至故障全关，过程中引起＃1 轴承振动高高保护动作跳机。

更换＃ 1 高压调门阀位控制卡和阀位变送器后，机组启动并网，恢复正常运行。

（2）冗余输入信号未分模件配置，当模件故障时引起机组跳闸：如有一台600MW 机组运行中汽机跳闸，随即高低压旁路快开，磨煤机B和D相继跳闸，锅炉因炉膛压力低低” MFT。

当时因系统负荷紧张，根据SOE及DEH 内部故障记录，初步判断的跳闸原因而强制汽机应力保护后恢复机组运行。

二日后机组再次跳闸，全面查找分析后，确认 2 次机组跳闸原因均系DEH 系统三路“安全油压力低”信号共用一模件，当该模件异常时导致汽轮机跳闸，更换故障模件后机组并网恢复运行。

另一台200MW机组运行中，汽包水位高I值，H值相继报警后MFT保护动作停炉。

查看CRT 上汽包水位， 2 点显示300MM ，另 1 点与电接点水位计显示都正常。

进一步检查显示300MM 的2 点汽包水位信号共用的模件故障，更换模件后系统恢复正常。

针对此类故障，事后热工所采取的主要反事故措施，是在检修中有针对性地对冗余的输入信号的布置进行检查，尽可能地进行分模件处理。

（3）一块I/O模件损坏，引起其它I/O模件及对应的主模件故障：如有台机组“CCS控制模件故障"及一次风压高低”报警的同时，CRT上所有磨煤机出口温度、电流、给煤机煤量反馈显示和总煤量百分比、氧量反馈，燃料主控BTU输出消失，F磨跳闸（首出信号为一次风量低”）。

4分钟后CRT上磨煤机其它相关参数也失去且状态变白色，运行人员手动MFT （当时负荷410MW）经检查电子室制粉系统过程控制站（PCU01柜MOD4 ）的电源电压及处理模件底板正常，二块MFP模件死机且相关的一块CSI模件（（模位1-5-3，有关F磨CCS参数）故障报警，拔出检查发现其5VDC 逻辑电源输入回路、第4输出通道、连接MFP 的I/O 扩展总线电路有元件烧坏（由于输出通道至BCS（24VDC ），因此不存在外电串入损坏元件的可能）。

经复位二块死机的MFP 模件，更换故障的CSI 模件后系统恢复正常。

根据软报警记录和检查分析，故障原因是CSI 模件先故障，在该模件故障过程中引起电压波动或I/O 扩展总线故障，导致其它I/O 模件无法与主模件MFP03 通讯而故障，信号保持原值，最终导致主模件MFP03故障（所带A-F磨煤机CCS参数），CRT上相关的监视参数全部失去且呈白色。

2.2 主控制器故障案例分析由于重要系统的主控制器冗余配置，大大减少了主控制器“异常”引发机组跳闸的次数。

主控制器“异常”多数为软故障，通过复位或初始化能恢复其正常工作，但也有少数引起机组跳闸，多发生在双机切换不成功时，如：（1）有台机组运行人员发现电接点水位计显示下降，调整给泵转速无效，而CRT 上汽包水位保持不变。