电厂风机磨损原因以及用耐磨堆焊方式修复

河南某电力有限公司是美国控股公司，他的一台引风机叶轮经过一年的运行，因磨损严重而必须报废。该叶轮直径为f2670，净重为3.6吨，材质为16Mn。该风机长期工作在粉尘浓度较高的环境中，承受剧烈的磨粒磨损，温度高达150℃左右的粉尘更加剧了风机叶轮的破坏，使得风机破坏严重，无法继续使用。风机叶轮破坏形式属于严重的磨粒磨损，叶片进风口被磨成了尖刀豁牙状，边缘部分被磨穿，与面板发生部分脱离，失去平衡，风机无法正常工作。

经现场检查，该叶轮除风叶磨损比较严重外，其他基本完好，完全能够通过焊接的方法加以修复。选用适当的焊接修复工艺和耐磨材料，再结合智能化的动平衡仪校正，可以保证修复后的叶轮的使用性能优于新叶轮，而修复费用远低于新购风机叶轮的价格。这就要求风机叶轮表面不仅要具有良好的抗磨粒磨损性能，而且要具有良好的高温硬度稳定性，从而可以大大延长其使用寿命。

郑州机械研究所研制的TN-65耐磨堆焊焊条属于高铌高合金型堆焊焊条，为满足叶轮常温及高温的抗磨性能，加入了Cr、Mo、W、Nb 、B、Ti、V等多种合金元素强化，堆焊层具有优异的耐磨性和良好的韧性，而且能在高温下保持较高的硬度和耐磨性。该焊条堆焊层硬度HRC62-66，其组织为马氏体基体上弥散分布大量碳化物硬质点的过共晶高合金组织，相对抗磨粒磨损性能为16Mn钢的144倍（实验平均结果），主要合金元素如下：

C      Cr     Mo     W     Nb    其他     余（%）

4—5  20—25   3—5   1—3   2—5   ≤10     Fe

其中Nb为目前国际上公认并一致推荐的具有细化晶粒、提高耐磨性、抗裂性和韧性的最优秀合金元素之一。

而风机堆焊修复的关键主要在于①控制叶片变形②耐磨堆焊的对称均匀性③材料的高耐磨性④动平衡的精度：

①控制叶片变形

  控制叶片变形在风机堆焊修复中起着关键的作用。我们知道，如果修复过程中不能很好的控制叶片变形，将导致风流紊乱，使风机的震动加大、风量减小，还会因不均匀磨损造成刚做好的平衡很快失效，使风机无法正常使用。只要采用合理的焊接工艺、焊接顺序及应力释放形式，变形是能够得到很好控制的。

②耐磨堆焊的对称均匀性

风机叶片的磨损失效形式属磨粒磨损，由气流中的硬质颗粒在惯性及压力的作用下，直接冲击叶片头部所致，磨损很不均匀，这就要求在堆焊过程中，不同的部位堆焊量也不一样，磨损严重的部位重点保护，磨损较轻的部位焊成搓衣板状条纹即可。但每个叶片的相同部位堆焊量必须保证一样，从而确保叶片的平衡性。

③材料的高耐磨性

材料的高耐磨性能够大大提高风机的寿命，不致使风机频繁修复，减小了因停产造成的不必要的损失。

④动平衡的精度

叶轮修复后的动平衡测量是控制叶轮质量的关键技术之一。动平衡仪，能对叶轮等回转工作件快捷、准确、直观地进行动平衡校正，克服了目前手工动平衡粗糙等问题。当叶轮转

动的信号传到CAB941型动平衡仪中，动平衡仪电脑屏幕上便自动生成图象，显示叶

轮哪个部位需要配重，配重量是多少等数据，严格地保证了叶轮的动平衡精度。CAB941

型动平衡仪已有中试所、调试所、电厂、制造厂、高校、研究所等几十家用户，遍及

电力（包括核电）、石化、机械、航天、建材等行业，如300MW发电机主轴、大亚湾

核电站、风机行业等关键部件的动平衡测量，经受了各种考验，解决了大量现场振动

问题。

  以上每一步缺一不可，否则不能保证风机的使用寿命。

  叶轮修复具体方案如下：

1.  清除叶轮表面的灰尘、油、锈杂质，使之露出金属光泽；

2.  检查风机叶轮是否有裂纹等缺陷，如有应及时严格处理；

    用E5015焊条对风机叶轮的磨损、损伤部位进行补焊至原始形状；

3.  叶片和侧板磨损部位用TN-65型耐磨焊条在表面进行耐磨堆焊5mm厚并打磨，保

  证堆焊处圆滑过渡，局部可焊到8mm厚，磨损较轻处焊成搓衣板状条纹。

4.  堆焊过程要分段焊接，尽量控制热输入，并释放应力，减小叶片变形；

5.  堆焊过程要对称施焊，保证每个叶片具有相同的堆敷量，同时，叶片相对应部位

  也应具有相同的堆敷量；

6.  用CAB941型智能化动平衡仪对修复后的风机叶轮进行动平衡校正。

  该风机经修复后，至今已有两年多的的时间，没有发现任何异常现象，叶轮振动参数V参＜1mm/s，轴承温度＜50℃，叶轮修复效果取得了十分满意的经济效益。