表面粘涂技术在窑托轮球面瓦修复中的应用

陈宏刚

表面粘涂技术在窑托轮球面瓦修复中的应用

The Application of Surface Cohering Technology in the Repair of Spherical Bush of Kiln Support Roller

陈宏刚

表面粘涂技术是粘接技术的一个最新发展分支。与粘接不同，表面粘涂技术是以高分子聚合物与特殊填料（如石墨、二硫化钼、金属粉末、陶瓷粉末和纤维）组成的复合材料胶粘剂，涂敷于零件表面赋予零件某种特殊功能（如耐磨、抗腐蚀、绝缘、导电、保温、防辐射）或填充恢复零件功能的一种表面强化和修复方法。它具有应用广泛、技术工艺简便、无需专门设备、可现场作业、维修周期短、可实现特殊功能、不会使零件产生热影响区和变形等优点，是一门重要的现代化表面专门技术。特别是在铸造缺陷、零件磨损及尺寸超差、零件划伤、零件防腐、零件密封堵漏等机械设备维修领域中表现突出，云南红塔滇西水泥股份有限公司在一次回转窑托轮瓦翻瓦事故中运用此项技术，获得成功。

1 事故概况

2007年6月16日凌晨，公司3号窑窑头托轮瓦因润滑不良严重发热，球面瓦与轴颈发生局部烧结，将轴瓦带离瓦座造成翻瓦事故。事故发生后，当班工作人员未能及时发现异常，致使托轮轴长时间直接磨蚀球面瓦，在球面瓦承瓦面底部接触范围形成了一块面积约800cm2、最深13mm的扇形磨蚀区，托轮瓦失效报废。

事故发生正值水泥销售旺季，每停1h就会给企业带来巨大的损失，更不要说更换球面瓦至少还需要20多天采购周期，形势十分严峻。

2 修复措施

在这个关键时刻，对球面瓦进行修复就成为最快速、也是最经济的选择。经仔细检查，被磨蚀的球面瓦除磨蚀区外主体完整，球面接触良好，冷却水道完好，承瓦面在瓦口处尚余两处连续完整的加工面。如采取热修复，施工条件要求高，工艺环节多，大面积大厚度堆焊热影响加剧，极易发生开裂变形，同时堆焊后还必须进行机加工，也是费时费工风险较大。

根据检查情况和面临的形势，笔者提出了“运用修补胶修复”的建议：（1）根据窑托轮瓦的结构特点及现状，轴瓦、推力盘与瓦座承瓦面及其端面会自然形成胶腔，胶粘剂的充分填充几乎可以使轴瓦与瓦座承瓦面完全接触，获得紧密的接触面；（2）轴瓦可以自然成为修复模具，在使用脱模剂的情况下，可以完全再生瓦座承瓦面；（3）由于所有表面均为加工表面，胶粘剂形成的新表面可以不需要进一步加工，简化了修复环节；（4）使用胶粘剂修复没有热影响，修复约需48h，周期短。这一想法经公司相关设备主管共同讨论，得到了认可。

3 施工步骤

3.1 修补胶的选择

选用美国Belzona（贝尔佐纳）高分子修补剂——超级金属1111。

图1球面瓦装配示意图

超级金属1111修补剂是将高分子重反应聚合物及低聚合物与硅钢合金混合，并以此基础构成由两种原料组成的粘接修复系统，呈泥状，固化后，系统经久耐用，可进行机加工。适用于承重基座、键槽、机箱、法兰盘面、轴等的修复。抗压强度91.6MPa（远大于约60.0MPa的实际载荷），使用温度-55℃～230℃，抗化学腐蚀、抗压、抗冲击性能好（由于受现场条件限制，公司仅存一套贝尔佐纳1311陶瓷R-修补剂，为尽快恢复生产，用1311代替了1111。1311基本性能同1111，硬度更高，只能磨削加工）。北京的几家新材料公司生产的国产铁质修补剂基本性能与贝尔佐纳相当，也可选用。

3.2 磨蚀表面预处理

（1）初清洗。用丙酮、毛刷除去油污（也可根据情况先烧灼去除重油污、杂质后再清洗），为粗化处理做准备。

（2）清理毛刺、飞边、粘连物及肉瘤。

（3）粗化处理。由于轴颈的磨削，磨蚀区呈明显的拉丝状及螺纹状，较为粗糙，故在施工时未刻意进行粗化处理。

（4）后清洗。用丙酮、钢丝刷反复清洗，彻底清除表面油污、氧化物。同时清洗轴瓦装配面。

3.3 涂层涂敷及固化

（1）修补胶的配制和涂层涂敷。基料、固化剂两组分，按体积比3:1配比。配胶时注意要一次配够量，留足涂胶时间。拌和要充分混合均匀，以色泽一致为准；拌和时动作不要过快，要始终顺同一个方向拌和，以尽量避免胶内混入空气，形成气孔。贝尔佐纳1111、1311在20℃温度下，操作时限约20min。

涂敷时，要先反复挤压刮涂第一层，以促使修补胶与基体充分浸润，提高粘接强度。涂层达到要求厚度后（要留有3～5mm余量），表面尽量刮平整，以减少空气混入。

（2）压模及固化。将轴瓦按装配要求小心装入瓦座，压实，使两者紧密贴合。可轻击瓦面，听声辨别有无空鼓。

装配完毕后，清理刮除溢出的多余胶液，静置固化16h。为进一步提高固化速度及其机械性能，使用碘钨灯进行了加热。

在紧张作业55h后，窑又产出熟料了，抢修取得了成功。投运后，经持续跟踪检查，该瓦温度正常运转良好，按1000t/d熟料计，至少为企业挽回20000余吨的减产损失。2011年6月，该窑又发生翻瓦事故，后用作备件的修复轴瓦再次发挥作用，迅速恢复了窑的运转，目前仍然在线运行。

[1]翟海潮,李印柏,林新松.粘接与表面粘涂技术[M].北京:化学工业出版社.1995-03.

TQ172.622.29

B

1001-6171（2011）06-0043-02

通讯地址：1云南红塔镇滇西水泥股份有限公司，云南大理 671000；

2011-06-07；

沈 颖