汽轮机轴瓦的补焊与重新浇铸

肖　梅

[摘要]着重介绍对损坏的轴瓦补焊与重新浇铸。

[关键词]轴瓦 乌金

中图分类号：TG4文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0520093－01

汽轮机的轴瓦长时间工作在重载，高温及高振动的环境中，汽轮机轴瓦表面的乌金会发生磨损，电蚀，局部破损。当检修时发现上述情况要对轴瓦进行修复，更换新轴瓦工期长耗资多。从节约挖潜的角度看，可考虑自己对损坏的轴瓦进行补焊或重新浇铸。

一、轴瓦乌金面的局部补焊

轴瓦若存在间隙过大、乌金局部脱胎、有裂纹及砂眼等缺陷，可用局部补焊消除。

（一）局部乌金磨损的轴瓦补焊

1．先用一段角钢作为模具，将乌金熔化铸成条状，以便补焊时操作。2．用刮刀把磨损后需补焊的瓦面均匀地刮掉薄薄一层，并清除油脂、污垢。3．为了防止乌金温度升高过快，可将轴瓦放在水中，将需要补焊的部位露出水面。4．用碳化焰加热磨薄了的瓦面，同时不断用乌金条去擦加热处。待瓦面熔化，即填加乌金，填加乌金跟母材乌金能熔为一体即可。若看到有凹陷的熔化，就说明温度偏高，可立即停止此处补焊，重新在温度低另一处进行补焊。5．把补焊区分成若干小块，补焊时一块一块进行，不可在一处一直堆焊下去。若焊一遍的厚度不够，可再焊一遍，不宜一遍焊得过厚，否则将使乌金过热、变脆、易裂、易脱落。6．焊完经检验合格后，进行切削加工。

（二）乌金局部脱落的轴瓦补焊

1．用木棒轻轻敲击乌金，根据声音判断脱胎部位，然后用錾子把脱胎的乌金彻底清除。2．准备好氯化锌、锡条、乌金等，也可将轴瓦放在水池中。3．用热碱水刷洗，再用清水清洗，然后用钢丝刷将瓦胎刷干净。4．用氧化焰把脱胎的瓦胎面烧一遍，以清除残留在针孔内的石墨和油垢；然后用中性焰或轻微碳火焰加热瓦面到300℃左右，将氧化锌涂在瓦胎面上，用锡条摩擦加热面，锡条熔化后薄薄地覆盖于瓦面，直到全部瓦面挂均匀为止。5．挂锡后接着补焊乌金，不可放置时间过长，以免氧化。若脱落面积较大，应分成若干小块，一块一块地补焊后连成整体。6．焊后用木棒全面敲击检查一遍，以便发现补焊中是否有脱胎现象，合格后即可进行切削加工。

二、轴瓦重新浇铸乌金

对于轴瓦乌金面严重损坏，不宜采用补焊修复时，可以进行乌金重新浇铸。其方法如下：

1．准备图纸。准备轴瓦图纸，无图时可临时绘制草图。轴瓦上的孔、槽等凹面位置、形状，尺寸须画清楚，以便浇铸后按图纸加工。

2．清理轴瓦胎。（1）将轴瓦沿着轴向立放，用气焊嘴均匀地加热轴瓦胎外侧，直到原有的轴承合金熔化脱离为止。清除的旧轴承合金可留作浇铸其他较次要的轴瓦之用。（2）用钢丝刷将轴瓦的凹面清理干净，露出金属光泽。（3）将轴瓦胎放入80～90℃、含10%（重量）苛性钠的溶液内煮15～20min，并用钢丝刷清除瓦胎一的油质。取出后再用70～90℃的热凝结水冲洗，洗净残余碱水，最后用白布把轴瓦胎擦干。

3．挂锡。挂锡的目的是要增加轴承合金对瓦胎的附着力，使其紧密地结合在一起。锡料可用纯锡，也可用锡30%、含铅70%或含锡含铅各50%的焊锡。焊锡流动性较好，容易挂在轴瓦胎上，因此通常采用它。在挂锡前，先在瓦胎表面涂上一层盐酸，数分钟后，再用清水把酸液冲洗掉并擦干净。均匀地将瓦胎加热至250～270℃。加热时瓦胎要保持清洁，最好使用电炉加热，也可以用多个气焊嘴加热。在加热过程中可用1～2mm厚的薄锡条在瓦胎上轻轻地摩擦，锡条熔化即表示达到所要求的温度。在加热后的轴瓦胎面上均匀地涂抹一层氯化锌溶液（ZnCl2），然后撒上一层氯化铵（NH4Cl）粉末，随后即用细钢丝刷把粉末刷匀，铺成薄薄的一层。

4．轴瓦胎的预热。挂了锡的轴瓦胎要经过预热以后才能浇铸轴承合金。预热前，先在轴瓦胎内装好浇铸模心。大型轴瓦通常多采用铁板卷制而成的立式铁芯，平板上铺软纸。轴承合金从铸模中央的浇口浇入，经底部上升到模内。铸模内的空气则由模顶的气孔排出，这样熔渣和杂质由于密度小而残留在浇口附近，可以防止熔渣和杂质进入模内，较好地保证浇铸质量。

瓦胎上所有的油孔，都要用石棉绳和石棉泥严密封堵。铁芯四周的缝隙也都要用粘土65%、食盐17%和水18%所混和成的泥料将缝隙堵掉。泥料挂好，在预热以前要晾干。

瓦胎边同模心一起进行预热，加热的方法与挂锡时相同。预热的目的主要是使轴承合金浇入后瓦胎与轴承合金同时冷却收缩，以防止发生脱胎现象。其次经过预热还可清除瓦胎与模心上的油质和潮气，保证浇铸质量。预热温度刚刚能熔化焊锡为宜。

5．轴承合金的准备及浇铸。（1）轴承合金的选用。轴承合金是一种摩擦系数和摩擦消耗功率都比较低的灰白色合金。从组织上来说，它是一种含硬质组织成分的金属塑性体。常用的轴承合金有铅基和锡基两种。铅基轴承合金可塑性较差，汽轮机重要轴瓦均采用可塑性强的锡基轴承合金。轴承合金的选用是根据轴瓦单位面积上的负荷和轴颈表面的线速度的乘积来决定的。（2）熔化轴承合金，将轴承合金打成碎块放入锅内加热。熔化后，就在表面撒上20～30mm厚的一层粗木炭粒，使轴承合金与空气隔开，以免氧化。轴瓦的浇铸质量，在很大程度上取决于轴承合金浇铸时的温度。温度过高，会增加氧化作用，使结晶体粗大。因凝固时间延长，合金内不同高度的各种金属容易分离，造成组织不匀。温度过低又会影响流动性。因此在保证流动性和补偿浇入轴瓦以前的温度下降值的情况下，尽量地保持较低的温度。（3）注入轴承合金。准备注入轴承合金前，应先将预热好的铸模再检查一次，重新紧固铁芯的螺栓。确信无漏泄处，才可注入轴承合金。轴承合金加热到浇铸温度，用干净木棒搅均匀，然后拨开浮在液面上的木炭，将其注入铸模内。浇铸进，应该小心连续地在1.5～3min内一次浇完。考虑到合金冷却收缩，应向浇口内多浇一些轴承合金。浇注完毕，在铸模上部堆置一些木炭或用气焊嘴加热，使整个铸体自下而上地逐渐冷却下来。一些杂质的砂眼均可位于最后硬化的浇口部分内。此外，用铁棒把上部的气体排除。轴承合金凝固后（即温度已低于236℃后），至少还要在空气中静置8h。（4）浇铸后的质量检查和加工。浇铸质量的检查工作必须认真执行。其方法如下：轴承合金冷却到60℃以下就可打开铸模。检查合格后两半轴瓦结合面互相研合好后，可以进行切削加工。

五、结束语

虽然对破损的轴瓦进行修复可节约大量时间与资金，但是要视情况而定。实际操作中要注意以下问题：1．原厂轴

瓦乌金与购买的乌金可能会有差异，两者有可能会溶合不牢。2．对于大面积脱落的乌金还是选择换瓦因为原厂配件更加可靠浇铸风险过大。

参考文献：

[1]火力发电职业技能培训教材编委会，汽轮机设备检修，北京：中国电力出版社，2005.

[2]赵永民，汽轮机设备及运行，北京：水利电力出版社，1982.

[3]吴季兰，汽轮机设备及系统，北京：中国电力出版社，1998.