“福世蓝”修复技术应用实例

秦学恒

1 前言

新型干法水泥系统生产设备属于连续运转工况，其设备故障应急处理要求高效、可靠地处理突发设备故障，尽量缩短系统停机时间，“福世蓝（First Line）”高分子复合材料修复技术应运而生。在水泥企业中该技术已在设备维修方面得到较为广泛的应用，并以其简易、高效、可靠等性能优势改善了传统设备抢修中劳动量大、费时长、成本高等问题，在控制生产成本以及提高设备管理水平等方面取得了较好的效益。与此同时，掌握该技术需要一定的技术水平与实践经验，操作过程中要求操作者严格控制好各项技术参数。笔者总结了几年来使用该技术在设备维修方面取得的一些经验，以下介绍三个使用“福世蓝”技术进行设备维修的实例，供同行参考。

2 实例1：窑头排风机轴面修复

2.1 故障描述

2009年12月黑龙江某新建5000t/d工厂，试生产过程中窑头排风机非负荷侧轴承高温，轴承内套与轴表面烧熔“胶合”，轴表面形位尺寸受到破坏。

2.2 原因分析

轴承座密封处漏油，内部缺油，巡检忽视导致。

2.3 解决方案

2.3.1 常规方法

先将风机叶轮传动组整体拆卸，更换传动轴或拆卸传动轴，并且对轴补焊加工修复，预计工期48h。

2.3.2 使用“福世蓝”技术

施工方法上不采取整体拆卸，仅对胶合面局部进行修复；使用2211复合材料产品配比粘结，预计工期12h（含加工制作模具、复合材料固化养生）。

在施工过程中应注意以下几个方面：

（1）模具的制作（图1）。

以风机的轴肩尺寸为定位面，采取一次车削加工保证轴键圆弧面和轴肩圆弧面的同轴度；两端孔制作配合定位销（一面、两销定位），其余用螺栓夹紧、两对半圆接合面的表面粗糙度达到6.3级、倒角1×45°、轴肩尺寸（过渡配合）进行定位。

（2）轴表面修磨，加工制作标准形位尺寸模板（图2），保证涂胶层均匀，厚度尺寸达到修复要求。

使用抛光机将胶合面打磨光滑，建议开10mm间距、3mm深度网格槽增加粘附强度；以第一道轴肩外形尺寸为基准制作模具，修复同时受损的轴肩和轴承配合面。在模具制作过程中，要注意以下几点：

a尽可能采用外形尺寸及刚度足够的材料。在选择材料过程中，建议使用轴径1.5倍的实心中碳钢，以保证足够的刚度和加工余量。加工工序需要先进行剖分、定位、夹紧后，车削加工。

b尽可能全部冷加工，若必须经过焊接工序，要充分考虑温度和形位尺寸变化。

c固化、脱模后，接口部位修磨，使用尺寸模板以及塞尺、千分尺等量具，检查修复后的形位尺寸，将局部缺胶部位修补涂抹，达到要求以后进行轴承装配等工作。在脱模过程中由于“福世蓝”材料具备均衡的物理性能（用于修复轴类磨损的“福世蓝”2211复合材料具有高达1030kg/cm2的抗压强度、415kg/cm2的粘结力和抗腐蚀性能），用“福世蓝”技术修复后，利用“福世蓝”材料良好的吸波性和退让性，可以缓冲金属之间的相对冲击，使其紧密配合。

该方法只可进行一次装配，如果能避免二次装配中联轴器与轴套拆卸以及滚键等情况出现的间隙和产生的相对运动，则可保证修复部位在正常周期内的使用。

3 实例2：回转窑地脚螺栓拉断及基础修复

3.1 故障描述

2012年10月安徽某2500t/d工厂，回转窑托轮底座两个M48地脚螺栓松动后被拉断，造成托轮底座与混凝土基础振动。

3.2 原因分析

图1 模具

图2 尺寸模板

图3 托轮轴承座及基础底座

回转窑托轮在生产过程中，因腐蚀、老化、意外损伤、设备振动等因素影响，造成混凝土基座、地面等部位损伤，导致地脚螺栓断裂，严重影响回转窑设备的安全及系统连续生产。

3.3 解决方案

3.3.1 常规方法

设备停机后，取出混凝土基础内断裂的地脚螺栓，或在不停机条件下新增加4组地脚螺栓孔，重新进行一、二次浇筑，预计工期20d（含钻孔、一次、二次灌浆养护15d）。

3.3.2 使用“福世蓝”技术

施工方法与常规方法相同，使用5010A/D-1511复合材料产品配比粘结，预计工期5d（含钻孔、复合材料养护）。

考虑到回转窑主机连续运转，在长时间松动情况下，影响窑体振动增加和轴瓦润滑效果，存在隐患，故采取第二种解决方案。费用方面第二种方案与第一方案基本相同。在施工环节中需要注意以下几点：

（1）清洁、清洗工作中，应先将钻下的混凝土清除，再使用无水乙醇对钻孔内彻底清洗。

（2）使用电热风机吹干钻孔，将高分子复合材料按照重量比例调和进行浇注。

（3）24h固化后，才可以进行螺栓紧固。

（4）施工后对新增加的地脚螺栓部位，焊接连接板和支撑筋板，紧固地脚螺栓。

（5）利用停机检修机会，清除振动局部损坏的二次灌浆混凝土层，重新进行修复浇筑，同时把新增加的底座板与原基础连成整体。

养护期后基础牢固，设备运转平稳，彻底解决了地脚螺栓折断问题。

4 实例3：篦冷机传动轴与法兰套磨损修复

4.1 故障描述

2013年2月安徽某2500t/d工厂，篦冷机传动轴与法兰套滚键内部磨损。

4.2 原因分析

该处设计双键传动，在部件装配过程以及受轴和法兰套键槽加工基准影响，必然会出现某一个键槽与键单边先受挤压力，局部组织疲劳变形后，两者之间出现间隙，导致运转过程中产生轻微抖动现象。传动轴与法兰套之间经过一段时间的相互冲击、摩擦，使其配合的间隙变大，最后出现相对转动和摆动的问题。修复前，法兰套内表面与轴表面已经出现2～3mm的间隙，轴表面麻点状坑分布数量较多（直径1～2mm，深度1mm）。

4.3 解决方案

4.3.1 常规方法

整体拆卸传动轴，将轴和配合法兰套的磨损表面部位进行补焊后重新切削加工，现场重新装配。施工时间约为72h（需20位人工费用及含吊装机具费用）。

4.3.2 使用“福世蓝”技术

利用键槽定位即修复轴、孔键槽，加工配合尺寸的平键。在磨损面涂抹高分子金属修补剂，将定位后孔轴表面粘结。“福世蓝”工艺修复方案具体包括：

（1）表面处理

第一步，对磨损的法兰套与轴用现场氧气、乙炔割炬对轴表面加热除油去水处理，将渗透到金属内的油、水类液体完全烤出。擦拭清除部件上残留的灰渣及污染物，使用游标卡尺或螺旋千分尺测量磨损后的实际尺寸。

第二步，确定磨损量以后，对待修表面用磨光机打磨，直至打磨出金属原色为止，以除去表面的氧化、钝化膜，保证粘结强度。

第三步，用无水酒精进行表面清洗，除去表面的灰尘。

（2）调和材料

材料为双组分材料，均匀调和，调至一种颜色为止。

（3）修复磨损面

图4 篦冷机传动轴装配图

采用模具修复或者定位修复，最大精度地保证同心度。涂抹材料时，先将材料均匀地涂抹在轴外表面，然后再涂法兰套内磨损表面，将轴套对准键槽位置进行装配（该部位键槽前端开放式见图4）；将双键同时锤击装配进入轴、套键槽；通过键体微变形胀紧达到配合定位要求，打磨处理外部残余键料；安装轴承、螺栓等部件。双键胀紧定位彻底解决了键和键槽装配间隙问题，修复固化后满足装配件同轴度要求。

（4）固化要求

由于当时的窑系统点火升温时间满足固化要求，所以修复后采取常温24h固化（注：材料本身24℃的情况下需要24h完全固化，温度每升高11℃，固化时间缩短一半，所以当设备需要马上开机生产时，可以采用电弧灯加热的方式对材料进行加热。当加热至68℃时，只需固化1.5h即可。材料具有非常好的机加工性能和抗化学腐蚀性能，所以在修复转速达到1500r/min以上的电机轴时，完全可以采用机加工修复的工艺来保证同轴度）。

带载运转一个月后，利用检修机会对修复部位检查，其状态与修复时相同（注：修复层的粘接强度是衡量修复层与基体表面间结合力的标志，也是衡量修复层质量的重要数据。“福世蓝”材料的试样拉伸试验，断面拉伸强度为425kg/cm2。分析试样的破坏形式，属于内聚破坏。修复层粘着牢固不易脱落，满足被修复部件的使用条件）。

本次设备维修使用福世兰技术，采取双键胀紧定位以及利用材料结合强度替代过渡配合进行修复。在成本方面约节省50%，工期方面节省48h。

5 结语

材料性能与设备维修技术的有机结合是福世兰技术的核心，合理运用该技术可减轻设备维修劳动强度和运行风险，缩短设备维修时间，降低设备维修成本。