淺談磨煤機耐磨件堆焊再制造在電廠中的應用

賈曼華

【摘要】選擇堆焊作為磨煤機耐磨件表面處理和強化手段，提高耐磨件的耐磨性能，降低企業(yè)設備維修和更換的成本，為企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。

【關(guān)鍵詞】耐磨件堆焊再制造

1、前言

近年來，選擇堆焊作為磨煤機耐磨件表面處理和強化手段，提高耐磨件的耐磨性能，從而獲得最佳減磨效果和最大經(jīng)濟效益，已經(jīng)成為電力系統(tǒng)解決磨煤機耐磨件的首選方式之一。應用這項技術(shù)，在耐磨件表面堆焊一層或多層硬質(zhì)合金，使其表面層具有更好的耐磨損、耐腐蝕、高抗熱疲勞性等特點，顯著提高耐磨件的使用壽命，此技術(shù)被廣泛應用于水泥、礦山、電廠等行業(yè)耐磨件的制造和修復工程中，降低企業(yè)設備維修和更換的成本，為企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。大唐遼源發(fā)電廠2×330MW機組共有10臺MPSHP-Ⅱ中速磨煤機，每臺磨煤機有3個磨輥和1個盤瓦，共計30套磨輥套和10套磨盤瓦，每套磨輥套和磨盤瓦運行一年以上，就會磨損30-50mm，如用更換同型號部件的方式進行來維修，新輥套每套8萬元，磨盤瓦每套11萬元。如果一年更換一次，費用將近350萬元。而如果每年拿出40-50萬元，對磨損的耐磨件表面進行堆焊修復，不僅比更換新件費用低，而且耐磨部件經(jīng)表面硬化后的使用壽命是未硬化處理部件的1.5～2倍左右，將部件磨損率大大降低，節(jié)約維修費用。

2、中速磨煤機原理

磨輥套及磨盤是磨煤機的核心部件之一，它依靠壓碎和碾磨兩種作用將煤粉碎。磨煤機運行過程中，磨輥套、磨盤襯板是易損件，磨輥和磨盤有碾壓破碎時受物料反復多次切削磨粒磨損，磨輥的自重和其上的外加力，使它承受巨大的周期性的交變壓應力；磨煤機自振及磨盤上物料粒度、厚度的變化，均使磨輥受到一定的沖擊載荷。從對失效磨輥觀測，磨輥外側(cè)磨損嚴重，磨損區(qū)呈現(xiàn)有方向性的波浪形狀，這是因為物料在離心力的作用下，被甩到邊緣，粗大物料受離心力大，從磨盤中間到邊緣形成物料粒度由小變大，使物料的研磨過程主要集中在磨輥外側(cè)進行，也使磨輥外緣受擠壓力、剪切力作用，致使磨料磨損嚴重。因此，要求磨輥及襯板表面具有良好的耐磨損性能，并具有較高的表面硬度。

3、耐磨材料的選擇

磨煤機磨輥套及磨盤瓦由高鉻鑄鐵制成，這是一種高耐磨材料且適用于表面耐磨硬化處理。對高鉻鑄鐵表面實施堆焊，需要選用合適的堆焊修復材料即焊絲。我廠先后用過ARCFCW1001、ARCFCW1011、ARCFCW9011、DT603、GY-72等幾種焊絲，經(jīng)過幾年的實踐，從硬度、成形、性價比等幾個方面選擇了DT603焊絲做為最佳堆焊材料并長期使用。

4、堆焊方式

磨煤機的磨輥/盤瓦這類工件，要求高耐磨、低抗沖擊性，我廠采用Φ3.2mm自保護藥芯焊絲明弧堆焊，性能可靠，且不易引起耐磨件開裂變形，而且實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)，減少焊工長期手工焊接操作引起的疲勞造成的堆焊質(zhì)量下降問題，同時也具有人工操作不可及的高效率，能適應高質(zhì)量、高效率的堆焊修復要求，且修復后的磨輥/盤瓦可根據(jù)情況反復多次堆焊。

5、堆焊修復設備

5.1離線堆焊修復設備

我廠安裝兩臺ARC-NMG7-1磨輥/盤瓦自動明弧堆焊設備，它采用逆變電源及其對電弧的控制技術(shù)，配備焊槍擺動器和焊槍高度跟蹤系統(tǒng)，用PLC實現(xiàn)堆焊程序控制及對擺動器和高度跟蹤的控制，保證在堆焊的過程中飛濺小，焊道成型率高，而且裝有遮弧及煙塵凈化裝置，堆焊作業(yè)中大大地改善了工作現(xiàn)場煙塵大，透光率高等弊端。由于磨輥拆裝方便，且備品充足，如磨損到一定程度，可在設備停備期間拆卸或安裝，所以我廠磨輥一般采用離線自動堆焊修復，以保證其焊道成形美觀、硬度合適，使堆焊質(zhì)量可以得到保證。

5.2在線堆焊修復設備

我廠有一臺ARC-NMP7-1磨輥/盤瓦明弧自動堆焊機，是現(xiàn)場磨輥/盤瓦修復專用設備，在磨輥套/盤瓦不拆除的情況下，使用Φ3.2mm自保護藥芯焊絲明弧堆焊，完成耐磨件堆焊修復工作。因為在堆焊工作中不用拆卸磨輥和襯板，只需在設備檢修或磨煤機停機的較短時間內(nèi)進行磨輥套/盤瓦堆焊再制造，即滿足檢修的需要，也最大程度地縮短停工的時間，在時間上占有很大優(yōu)勢。但由于在線焊焊件基層熔接牢固度差，容易產(chǎn)生虛焊現(xiàn)象，直接影響到產(chǎn)品使用壽命，另外磨輥套/盤瓦的自身缺陷無法完全檢測出來，而現(xiàn)場堆焊施工時前所做的染色探傷卻無法全面檢測舊耐磨件表面的裂紋，綜合考慮，我廠在線焊設備主要用于磨煤機盤瓦的現(xiàn)場堆焊修復工作。

6、耐磨堆焊工藝控制

對耐磨件舊品堆焊再制造前應對基體進行殘余壽命評估，達到使用要求時才能繼續(xù)進行堆焊作業(yè)，當耐磨件舊品有貫穿性裂紋或局部基體被磨穿，又或者基體厚度太薄等，可能導致耐磨件使用時發(fā)生失效的缺陷時，不能對其進行堆焊再制造。

對于需要堆焊的耐磨件，在堆焊前應使用滲透探傷或超聲波探傷等方式對耐磨件進行檢測，檢驗磨輥套/盤瓦沒有沙眼、縮孔、較大面積的空洞或者較深的裂紋等鑄造缺陷，判斷其可焊性和殘余壽命后，再進行耐磨堆焊。

磨輥套/盤瓦的檢測項目主要包括外觀尺寸的檢查、基體滲透探傷、堆焊層金相檢驗和硬度檢驗。

在焊接工作開始前，做好焊接工藝評定前期準備，完善記錄，它包括焊前準備、焊接、試驗及其結(jié)果評價的過程。焊接工藝評定要按照所制定的焊接工藝標準和方案進行焊前準備、試件焊接、試件檢驗、試件測定等，堆焊層是否達到所要求的使用性能，各項技術(shù)指標是否合格，最后要將全過程累積的各項焊接工藝因素、焊接數(shù)據(jù)和試驗結(jié)果整理成具有結(jié)論性、推薦性的資料，形成《焊接工藝評定報告》，用以指導堆焊施工。

通過焊接工藝評定可驗證焊接工藝的正確性和合理性，還能夠在保證焊接質(zhì)量的前提下，盡可能提高耐磨件堆焊的生產(chǎn)效率和最大限度的降低生產(chǎn)成本這樣雙嬴的效果。

7、結(jié)論

磨煤機磨輥/盤瓦等耐磨件堆焊修復后表面平整美觀、硬度均一，且具有優(yōu)越的耐熱性和耐磨性，使用壽命可比原有產(chǎn)品的使用壽命提高30%～100%，且可反復多次堆焊。無論從生產(chǎn)效率的提高上，還是能源的節(jié)省方面，耐磨件堆焊修復技術(shù)給電力企業(yè)帶來具大的經(jīng)濟效益。