浅谈磨煤机耐磨件堆焊再制造在电厂中的应用

贾曼华

【摘要】选择堆焊作为磨煤机耐磨件表面处理和强化手段，提高耐磨件的耐磨性能，降低企业设备维修和更换的成本，为企业创造巨大的经济效益。

【关键词】耐磨件堆焊再制造

1、前言

近年来，选择堆焊作为磨煤机耐磨件表面处理和强化手段，提高耐磨件的耐磨性能，从而获得最佳减磨效果和最大经济效益，已经成为电力系统解决磨煤机耐磨件的首选方式之一。应用这项技术，在耐磨件表面堆焊一层或多层硬质合金，使其表面层具有更好的耐磨损、耐腐蚀、高抗热疲劳性等特点，显著提高耐磨件的使用寿命，此技术被广泛应用于水泥、矿山、电厂等行业耐磨件的制造和修复工程中，降低企业设备维修和更换的成本，为企业创造巨大的经济效益。大唐辽源发电厂2×330MW机组共有10台MPSHP-Ⅱ中速磨煤机，每台磨煤机有3个磨辊和1个盘瓦，共计30套磨辊套和10套磨盘瓦，每套磨辊套和磨盘瓦运行一年以上，就会磨损30-50mm，如用更换同型号部件的方式进行来维修，新辊套每套8万元，磨盘瓦每套11万元。如果一年更换一次，费用将近350万元。而如果每年拿出40-50萬元，对磨损的耐磨件表面进行堆焊修复，不仅比更换新件费用低，而且耐磨部件经表面硬化后的使用寿命是未硬化处理部件的1.5～2倍左右，将部件磨损率大大降低，节约维修费用。

2、中速磨煤机原理

磨辊套及磨盘是磨煤机的核心部件之一，它依靠压碎和碾磨两种作用将煤粉碎。磨煤机运行过程中，磨辊套、磨盘衬板是易损件，磨辊和磨盘有碾压破碎时受物料反复多次切削磨粒磨损，磨辊的自重和其上的外加力，使它承受巨大的周期性的交变压应力；磨煤机自振及磨盘上物料粒度、厚度的变化，均使磨辊受到一定的冲击载荷。从对失效磨辊观测，磨辊外侧磨损严重，磨损区呈现有方向性的波浪形状，这是因为物料在离心力的作用下，被甩到边缘，粗大物料受离心力大，从磨盘中间到边缘形成物料粒度由小变大，使物料的研磨过程主要集中在磨辊外侧进行，也使磨辊外缘受挤压力、剪切力作用，致使磨料磨损严重。因此，要求磨辊及衬板表面具有良好的耐磨损性能，并具有较高的表面硬度。

3、耐磨材料的选择

磨煤机磨辊套及磨盘瓦由高铬铸铁制成，这是一种高耐磨材料且适用于表面耐磨硬化处理。对高铬铸铁表面实施堆焊，需要选用合适的堆焊修复材料即焊丝。我厂先后用过ARCFCW1001、ARCFCW1011、ARCFCW9011、DT603、GY-72等几种焊丝，经过几年的实践，从硬度、成形、性价比等几个方面选择了DT603焊丝做为最佳堆焊材料并长期使用。

4、堆焊方式

磨煤机的磨辊/盘瓦这类工件，要求高耐磨、低抗冲击性，我厂采用Φ3.2mm自保护药芯焊丝明弧堆焊，性能可靠，且不易引起耐磨件开裂变形，而且实现了自动化生产，减少焊工长期手工焊接操作引起的疲劳造成的堆焊质量下降问题，同时也具有人工操作不可及的高效率，能适应高质量、高效率的堆焊修复要求，且修复后的磨辊/盘瓦可根据情况反复多次堆焊。

5、堆焊修复设备

5.1离线堆焊修复设备

我厂安装两台ARC-NMG7-1磨辊/盘瓦自动明弧堆焊设备，它采用逆变电源及其对电弧的控制技术，配备焊枪摆动器和焊枪高度跟踪系统，用PLC实现堆焊程序控制及对摆动器和高度跟踪的控制，保证在堆焊的过程中飞溅小，焊道成型率高，而且装有遮弧及烟尘净化装置，堆焊作业中大大地改善了工作现场烟尘大，透光率高等弊端。由于磨辊拆装方便，且备品充足，如磨损到一定程度，可在设备停备期间拆卸或安装，所以我厂磨辊一般采用离线自动堆焊修复，以保证其焊道成形美观、硬度合适，使堆焊质量可以得到保证。

5.2在线堆焊修复设备

我厂有一台ARC-NMP7-1磨辊/盘瓦明弧自动堆焊机，是现场磨辊/盘瓦修复专用设备，在磨辊套/盘瓦不拆除的情况下，使用Φ3.2mm自保护药芯焊丝明弧堆焊，完成耐磨件堆焊修复工作。因为在堆焊工作中不用拆卸磨辊和衬板，只需在设备检修或磨煤机停机的较短时间内进行磨辊套/盘瓦堆焊再制造，即满足检修的需要，也最大程度地缩短停工的时间，在时间上占有很大优势。但由于在线焊焊件基层熔接牢固度差，容易产生虚焊现象，直接影响到产品使用寿命，另外磨辊套/盘瓦的自身缺陷无法完全检测出来，而现场堆焊施工时前所做的染色探伤却无法全面检测旧耐磨件表面的裂纹，综合考虑，我厂在线焊设备主要用于磨煤机盘瓦的现场堆焊修复工作。

6、耐磨堆焊工艺控制

对耐磨件旧品堆焊再制造前应对基体进行残余寿命评估，达到使用要求时才能继续进行堆焊作业，当耐磨件旧品有贯穿性裂纹或局部基体被磨穿，又或者基体厚度太薄等，可能导致耐磨件使用时发生失效的缺陷时，不能对其进行堆焊再制造。

对于需要堆焊的耐磨件，在堆焊前应使用渗透探伤或超声波探伤等方式对耐磨件进行检测，检验磨辊套/盘瓦没有沙眼、缩孔、较大面积的空洞或者较深的裂纹等铸造缺陷，判断其可焊性和残余寿命后，再进行耐磨堆焊。

磨辊套/盘瓦的检测项目主要包括外观尺寸的检查、基体渗透探伤、堆焊层金相检验和硬度检验。

在焊接工作开始前，做好焊接工艺评定前期准备，完善记录，它包括焊前准备、焊接、试验及其结果评价的过程。焊接工艺评定要按照所制定的焊接工艺标准和方案进行焊前准备、试件焊接、试件检验、试件测定等，堆焊层是否达到所要求的使用性能，各项技术指标是否合格，最后要将全过程累积的各项焊接工艺因素、焊接数据和试验结果整理成具有结论性、推荐性的资料，形成《焊接工艺评定报告》，用以指导堆焊施工。

通过焊接工艺评定可验证焊接工艺的正确性和合理性，还能够在保证焊接质量的前提下，尽可能提高耐磨件堆焊的生产效率和最大限度的降低生产成本这样双嬴的效果。

7、结论

磨煤机磨辊/盘瓦等耐磨件堆焊修复后表面平整美观、硬度均一，且具有优越的耐热性和耐磨性，使用寿命可比原有产品的使用寿命提高30%～100%，且可反复多次堆焊。无论从生产效率的提高上，还是能源的节省方面，耐磨件堆焊修复技术给电力企业带来具大的经济效益。