堆焊熔敷修复技术在检修中的应用

赵玉栓

（河北钢铁集团唐山分公司，河北 唐山 063000）

堆焊熔敷修复技术广泛应用于化工设备和各种机械设备的磨损部件的堆焊修补，如搅拌机叶片、汽轮鼓风机叶片、除尘风机叶片等。堆焊是用电焊或者气焊把金属熔化，堆在工具或者机械零件上的焊接法，通常用来修补设备零部件的磨损部位。堆焊对于提高设备零部件的使用寿命，合理使用材料，提高设备性能，降低设备成本有显著的经济效益，不同的工件和堆焊焊条要采用不同的堆焊工艺才能获得最终的堆焊效果。

1 堆焊熔敷修复技术简介

堆焊熔敷修复技术是利用焊接热源使基材表面与敷焊的材料之间形成熔化结合的一种表面工程，是借用焊接的手段在部件上堆焊一层或者多层高性能的材料，以获得所需的耐磨、耐热、耐蚀等特殊性能的熔敷层。

能源科技分公司在设备日常检修维护中经常发现设备由于腐蚀、磨损、冲刷、汽蚀等损坏，以往在出现此类问题时，为保证设备性能，需要更换新备件，造成备件材料消耗量较大，维护工作量大且对正常生产造成较大影响。随着现代工业的发展，设备应急维修技术，在保障生产和安全方面起到了特殊的作用。设备应急维修技术是在设备出现故障失去能力时，运用应急诊断与维修技术，迅速对设备进行评估并根据需要快速修复损伤部位，使设备能够恢复全部或部分功能。

堆焊熔敷修复技术是设备维修的主要手段之一，科学进步推动了焊接技术的发展，新的焊接技术不断涌现：热喷涂、堆焊在公司设备检修中应用广泛。在设备检修中经常发现设备由于磨损、缺陷、刮伤、裂纹、磕碰伤、砂眼、塌角、崩角、沟痕等缺陷，以往在出现此类问题时，需要更换新备件，造成备件消耗量较大，在设备出现故障失去能力时，利用焊接修复技术可快速修复损伤部位，恢复全部或部分功能，减少备件消耗。

为了最有效地发挥堆焊层的作用，希望采用的堆焊方法有较小的母材稀释，较高的熔敷速度和优良的堆焊层性能，即优质、高效、低稀释率的堆焊技术。

2 案例1汽轮发电机组调速汽门阀座的堆焊熔敷技术修复

唐钢能源科技分公司北区10#汽轮发电机组由于调速汽门不严，打闸停机后，调速汽门仍有蒸汽进入机组，导致机组转速上升，最高到4900rpm，不得不破坏真空，迅速关闭主汽门，才能将转速降低而停机。如果不及时破坏真空，迅速将失去控制，严重的将造成飞车等严重设备事故。即升速时将一道门全开，二道主汽门全关，缓慢打开二道主汽门旁路门控制转速上升。这种升速方法完全依靠职工手感和经验，转速虽然能控制在一定范围内，但由于定速并网需要转速稳定在4340rpm，而手动升速很难将其控制在一个稳定值上，故并网需要反复调整转速，造成发电机并网困难，同时机组存在设备安全隐患。

为了保证机组稳定运行，经过生产科、设备科等相关科室协调后，机组将利用2BF定修时间停机检修。将调速汽门阀座拆卸，用干净的白布堵塞阀座进气孔上部，并放置软白面，放置金属粉末及杂物进入进气孔内，接着将阀座除锈、除油、砂纸打磨，开始现场堆焊熔敷修复，熔敷结束后用铣床进行粗加工熔敷层，根据阀座弧形角度数控车床加工铸铁研磨试件，并进行精研磨阀座，修复完后将其进行探伤、检查熔敷层内有无气孔等缺陷，最后将部件结构尺寸及密封效果进行检验、验收。

调速汽门结题检查发现，在其中一个组合阀碟的中心阀碟密封处有一不规则硬物，致使中心阀碟无法正常关闭，导致阀碟与阀座密封处均出现裂痕，造成设备进气量不能有效控制，进而机组无法正常启、停机。

我公司采用堆焊熔敷修复技术对调速汽门阀座进行修补，此方法检修时间短，损坏部位无需拆卸，可现场修复，修复后的部件可保持原有性能，大大降低检修费用，提高公司经济效益。

修复前后效果对比：

图1 能源科技分公司北区10#汽轮发电机组调速汽门阀座因磨损堆焊修复处理

调速汽门使用堆焊熔敷修复技术检修后，机组启机正常冲转，调速汽门能够在调速系统的控制下缓慢打开，中控室内用调速系统对机组转速进行控制，按照正常的升速曲线进行启机（600rpm暖机10分钟，1400rpm暖机30分钟，4340rpm定速），每个转速节点均能保持转速稳定，不仅保证了机组的正常暖机，且机组并网时，能够稳定维持4340rpm转速，为并网创造了良好的条件。机组打闸停机后，调速汽门能够迅速关闭，机组转速缓慢下降，正常停机。不会出现打闸后转速迅速上升的现场，避免了因汽轮机超速对机组产生的严重损伤。

利用此堆焊熔敷修复技术首先在时间方面节省检修时间，如果调速汽门阀座返厂检修，检修时间长达10天左右，而此检修技术仅用2天时间，其次节省备件费用和运输费用。此堆焊熔敷修复技术共节省300万元左右。

案例2除尘风机叶轮的堆焊熔敷修复技术。

除尘风机作业时，由于高速通过大量高浓度的粉尘和颗粒，风机叶轮承受着严重的冲刷和磨损，经过机组运行一段时间后除尘风机的叶轮、叶片磨损，机组失去平衡，叶轮叶片损坏导致报废。为解决除尘风机叶片的耐磨问题，耐磨堆焊熔敷修复技术显著的优势，得到了广泛应用并取得了较好的经济效益。我厂一般采用TM65耐磨堆焊焊条，在除尘风机叶轮的磨损部位堆焊上单层的直条或网络状耐磨道，此方法可起到良好的耐磨效果，对于机组设备工况特别恶劣的情况，公司针对性的使用TN65、TA45焊条，效果十分显著，并取得了良好的经济效益和社会效益。

图2 除尘风机叶轮磨损使用堆焊熔敷修复技术修复

能源科技分公司除尘风机生产过程中除尘系统因高温、高风压、高风速、高浓度粉尘的冲刷，风机叶片磨损严重，但因生产任务重，无法长时间停产检修。分别采用小修、现场大修和恢复性大修三种方式进行修复，因部件磨损主要发生在工件表面，用堆焊修复技术的方法将耐磨材料熔覆在工件表面以改善耐磨性是一种经济有效的工艺方法，还可以获得优异的综合性能，对提高设备的使用寿命、节能、节材、减少维修成本、提高产量和生产效率、增加效益有重大意义。因此为了保证机组稳定运行，经过生产科、设备科等相关科室协调后，将除尘风机叶轮修复采用堆焊熔敷修复技术。

图3 除尘风机转子叶片磨损使用堆焊熔敷修复技术修复

3 总结

对于能源科技分公司大型A类设备，尤其是其有些主要零部件不可能进行申请备用，一旦发生磨损等情况，拆卸或返厂更换极其困难，给生产和检修造成了很大的麻烦，堆焊修复技术成功解决了这一难题，对损坏部位进行现场修复，节省了大量的人力、物力、财力，是一种新型的部件修复技术，可在公司大型旋转设备如汽轮机、鼓风机、TRT、除尘风机等设备检修方面推广应用。