高分子金属陶瓷材料在FGD脱硫浆液循环泵叶轮修复中的优势
李生有（冶金邯郸518实验室、邯郸百家铸造技术中心）
关键词：高分子金属陶瓷是目前极好的浆液循环泵叶轮耐磨修复材料、可以保证不低于原新叶轮寿命、且成本降低从而只需其他修复厂家的一半费用。
煤炭目前是我国最大的能源品种（能源总消费量70％），而硫是煤炭中主要的有害元素。硫与氧燃烧反应生成有毒的SO2气体大量释放后对大气造成严重污染，SO2也是形成酸雨的主要祸首。随着国民经济和我国工业化进程的快速发展，SO2的排放量也在不断增加，燃煤锅炉烟气对生态环境的破坏日益严重，燃煤烟气的脱硫治理和彻底达标排放已经成为全社会的呼声和环境保护工作的急迫要求。
在国民环保意识日益提高的今天，为实现经济和社会的可持续发展，国家环保部门出台了刻不容缓的严格政策，要求火力发电厂、化工厂、钢铁厂等燃煤烟气排放不达标的企业必须建设高效脱硫装置解决硫排放问题。
SO2的控制途径有三个：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫（即烟气脱硫），目前FGD湿法烟气脱硫被认为是最成熟、效率高、操作简单、控制SO2最行之有效的方法。
吸收塔浆液循环泵是FGD湿法烟气脱硫装置中的重要关键设备，脱硫系统的正常运行对该泵的可靠性和使用寿命有很高的的要求。
浆液循环泵负责不断的输送石灰浆液到吸收塔顶部后向下喷淋，与塔内SO2（二氧化硫）等酸性气体逆向对流接触，使烟气中的二氧化硫完全被吸收。泵送的石灰浆液含有大量细微的高硬度固体颗粒，液体为偏酸性pH=4~6，温度45℃~60℃，含有大量氯离子Cl-。
浆液循环泵在长时间连续运行过程中，叶轮表面经受着石灰浆液的冲击磨损、腐蚀、气蚀等破坏作用、叶片逐渐磨薄，形成穴蚀凹坑、甚至出现缺损豁口和裂纹穿孔，这些破坏会积累成结构性破坏，最终导致叶轮报废，同时还会严重降低泵的工作效率、耗费电能。
浆液循环泵按材质分类大体有金属泵、衬胶泵、陶瓷泵三类。而金属泵目前在国内为大多数电厂所采用。金属泵品牌主要有德国凯士比KSB、瑞士苏尔寿Sulzer、澳大利亚沃曼Warman、石家庄强大、襄樊525等，材质多为双相不锈钢或高铬铸铁。热浇注陶瓷泵在国内一些电厂有使用，厂家有德国DÜCHTING、凯士比KSB。衬胶泵国内所用多为澳大利亚Warman生产。
浆液循环泵部件是易损件，金属叶轮经常1年左右即严重磨损。热浇注陶瓷叶轮虽然耐磨性较好、但出现损坏也不可避免。衬胶叶轮目前反映存在衬胶脱落问题、市场占有率低。浆液泵壳、前后护板等也会磨损破坏报废。
由于浆液泵属于高价值泵，叶轮等部件损坏后如更换新备件，存在价格高投入大、订货周期长的问题。同时报废的泵件也形成了极大浪费。因此，迫切需要一种可靠的泵部件修复方法、以实现降低采购成本、减少备件库存、保证部件使用时间不低于新部件的基础上更进一步延长叶轮的使用寿命、降低工人频繁拆装导致的劳动强度。
在和焊接修复、热喷涂保护等传统维修手段比较的基础上，通过大量的实践已经证明了高分子耐磨材料修复是一种更有优势的方法。
目前市场上常用的高分子修复材料都是环氧填充类陶瓷、以及高分子碳化硅陶瓷。这些材料的优势在于优异的耐腐蚀、耐磨性能，但是和金属相比强度明显不足，因此在修复浆液浆液循环泵的实践中虽然取得了一定效果、但是很难提高到更理想的修复水平。
针对叶轮修复，我们的技术人员创造性的提出了高分子金属陶瓷的理论、从而开发出一种全新的区别于目前市场上任何技术的耐磨修复新材料，该材料以高硬度的碳化硅SIC材料为基础、通过结合硅材料金属雾化技术、以高分子材料形式最终聚合而成。该材料在具有高分子碳化硅材料高耐磨性、耐腐蚀性的基础上、由于金属相的存在提高了强度和韧性、从而实现了更好的综合修复效果。
其中，邯郸市复兴凯盾设备维护有限公司（www.86armor.com）采用我们的高分子金属陶瓷材料给国内某电厂修复的叶轮，已经使用3年，目前还在使用。这是其他修复材料和技术所达不到的。
邯郸复兴凯盾公司与我们合作后，由于掌握自主材料技术，不像其他修复厂家一样依赖购买进口材料，从而大大降低了材料和施工成本，所以可以低成本、低收费对外承接浆液循环泵修复业务，收费仅为其他厂家的一半，并且质量上承诺不低于新叶轮寿命，在一年半时间内免费维修，首次合作质保金一年半后再付。
高分子金属陶瓷修复FGD脱硫浆液循环泵叶轮的施工过程简介如下：
1、高压水冲洗叶轮表面污染物。
2、对缺口部位焊接金属骨架塑造形状，同时实现修补结构上的增强。
3、对于叶轮金属基体必要的打点或拉沟。
注:一些修复厂家经常对叶轮外圆配合面进行车削加工、目的是车出敷料空间。我们认为这是对原叶轮的恶性破坏，而且外圆部位本来也不是磨损主要位置，因此不赞成此做法。我们研发了不车原金属基体的更好办法。
4、覆盖保护不需要表面处理的部位。喷砂使叶轮金属表面粗糙。
5、 清扫叶轮表面浮灰，用中性清洗剂擦洗叶轮，然后等叶轮表面彻底干燥。
6、不需要施料的部位添加保护物。
7、制作必要的成型模具，施料：高分子金属陶瓷刷涂剂底涂一遍——高分子金属陶瓷泥状材料填充修补整形——高分子金属陶瓷刷涂剂面涂2遍。保证修复后的叶轮表面平整光滑。
8、叶轮动平衡。
9、制做专用木包装箱，确保运输中完整无损。
