浅谈堆焊技术在国内石化、冶金行业机械设备维修中的应用

孙水江

【摘 要】随着社会的进步，堆焊技术日益广泛，堆焊技术是表面工程技术，比较传统且高效，尤其在冶金行业及国内的石化行业中大型的设备修复与强化上的运用非常广泛，应用前景也非常广阔。本文作者提出了石化行业，冶金行业堆焊技术的应用，并从冶金行业与石化行业实际生产中对新型堆焊技术着手，给出了目前所使用的堆焊技术，供同行参考。

【关键词】堆焊技术 冶金行业 石化 机械设备 维修应用

堆焊是表面工程中重要的分支，它是指利用热源的手段，将合金材料（具有一定的使用性能）与母体的材料表面进行溶覆，促使母体的材料失损的零件或者具有特殊性能的母材恢复到原有尺寸。母体的材料与堆焊层可以实现冶金的结合，并且促进堆焊层在应用的过程中的寿命能够有效延长，不容易脱落。并且可以依据零件的耐高温、耐腐蚀与耐磨损等性能上的要求，对堆焊的合金进行合理的选择，在工艺上具有非常大的灵活性。

1在石化行业中堆焊技术的应用

在石化行业中，动力设备中的大型机组发生故障的几率比较高，比如说，压缩机、风机、烟气轮机、汽轮机等，这些设备大多是以支撑瓦轴颈、风机叶片、隔板、汽轮机的高速转子，烟机叶片及轴颈、压缩机的转子叶轮、轮盘的零部件，叶片为主，其主要的失效形式就是腐蚀以及气体的冲刷。此外，在管道、阀门、油水过滤器、罐、换热器等特殊的部位，因为原油中大量的氯离子与硫离子等存在，对不锈钢所造成的腐蚀也特别的严重。

（1）压力容器。在石化企业中，压力容器质量会直接影响设备周期的安全运行与正常的生产。目前投入使用的压力容器大多都是带伤运行或者是超服役期运行，因此对设备的维修与检查变的更加的重要。

（2）原油的换热器。在石化行业中，原油换热器应用是比较广泛的，为了促进管程的耐腐蚀能力提高，在原油的介质接触面上要进行一层不锈钢的耐腐蚀层的堆焊。

（3）应用案例。在某石化的项目中，现场制作无缝管，发现有部分的管段其长度与图纸的要求存在差异。无缝管的钢管材质为 -106 ，三段管的规格为φ 毫米、φ 毫米，φ 毫米，标准值与实际的长度相比长了大致5毫米至7毫米。根据相关的技术协议与设计的标准中规定，其允许的误差值在3毫米以内，以上的管段长度与误差的允许范围值相比均超出，但是支管的焊接与开孔的焊接均已完成，因此，只能通过以管段的某一指定的端口利用堆焊技术方法，将管道的长度延长。

2在冶金行业中堆焊技术的应用

冶金行业的生产设备所处的环境（高热应力与高应力）大多是比较恶劣的，比如说半钢辊、料钟、冷（热）轧工作辊、槽型辊、铸管膜等。在这些设备当中，最关键的就是各种的轧辊设备零件，其价格都是比较昂贵的，并且消耗量很大，其寿命的长短不仅可以对钢铁制品质量造成直接影响，还与产品的成本有着密切的关系，特别是板型与表面的质量。经过国内外的实践生产表明，对旧轧辊给予堆焊的强化与修复是最有效、最经济的方法之一。

（1）风机叶片。风机叶片的工作环境都是比较恶劣的，在进风口处的叶轮叶片是最容易造成磨损与腐蚀的，一般叶轮叶片在使用3000到4000小时左右，就会因为磨损与腐蚀导致失去平衡，最终报废。

（2）齿轮。在冶金行业中，堆焊技术在修复大型的齿轮类零件非常的广泛。齿轮作为外硬内韧的典型零件，大多是根据低碳合金，淬透性比较好的材料制造而成，在经过化学热处理工艺（淬火、渗氮、渗碳）处理以后，使其硬性增大。在进行堆焊技术时，要注意对热输入量的控制，令机体组织受热影响尽量减少。

（3）轧辊。冶金行业中大型的设备结构在发展中复杂化不断加大，以最常见的连铸辊为例。连铸机中关键的部件就是连铸辊，珠光体的耐热钢（CrMo）是辊芯一般使用的材质，其主要的失效形式为表面的弯曲与磨损、环向裂纹及龟裂。

3冶金行业与石化行业实际生产中对新型堆焊技术的应用

堆焊技术的传统方法包括埋弧堆焊、焊条电弧焊、气体保护电弧焊，这些技术之所以应用的范围比较广泛，也是因为其技术比较成熟。在不断创新的焊接技术中，一些高效的堆焊技术得到了不断的发展，如电渣堆焊、宽带极堆焊、高速能堆焊及TIG堆焊等。在近几年中，高速能堆焊技术发展的最为迅速，其代表就是激光堆焊。

（1）激光堆焊技术。激光的堆焊技术其冷却的速度比较快，并且可以准确的对热输入量进行控制，速度快，稀释率与成分及厚度上的可控性比较好，热畸变小，可以得到性能优越且组织精密的堆焊层。激光的焊接技术在确定焊接工艺的参数后，焊接的可靠性比较高，容易保证焊接的质量，并且为无接触的加工，在焊接的过程中可以实现自动化的焊接技术，在众多新型技术中比较符合现代的标准要求。激光堆焊技术在冶金行业中应用较广，特别是轧辊的设备与强化上，应用最为广泛。

（2）宽带极堆焊。宽带极的堆焊技术在众多堆焊方法中的生产效率属于非常高的一种，与合金带（已成型）进行焊接，其宽度可以控制在300毫米上，完成堆焊的一次成形。堆焊的效率很高，并且合金的元素损失比较少，且容深浅，对于大面积平整的面给予表面改性处理是非常适合的。

经济的不断发展，生产技术也在发展中不断的更新换代，再加上一些大工程与大项目在发展中不断的增加，对生产技术提出的要求也越来越高。堆焊技术的设备比较简单，并且在工地的施工中容易得到广泛的应用。不只是冶金行业与石化行业，在铁路、模具、核动力、车辆等行业的修复与制造中，堆焊技术都发挥了重要的作用。

4结语

在冶金行业与石化行业中，堆焊技术的应用使部分机械设备的修复与制造过程中遇到的难题得到了解决，并且成为促进效益增加、效率提高、企业成本降低的有效手段之一。堆焊技术的使用为制造行业在发展的道路上做出了巨大的贡献，但其技术的发展还是不够经济化与高效化，其设备也不具备专业化。为了促进该技术在发展中做出更好的贡献，要加强材料与方法的改良。

参考文献：

[1]王雪光.浅谈激光熔覆技术在石化机械维修中的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2013（08）.

[2]刘曦泽.浅谈密封装置在石化行业的应用[J].广州化工，2015（01）.