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电厂磨煤机磨辊及磨盘衬瓦的堆焊修复经验总结

发布时间:2021-01-22
本文针对中速磨煤机长期运行时各研磨件磨损严重,更换费用较高问题,研究分析了磨煤机各研磨件在线堆焊修复技术及注意事项,提高磨煤机磨辊、磨盘衬瓦使用寿命及降低设备投入成本,具有借鉴意义。
【关键词】 锅炉;中速磨煤机;磨损;在线堆焊
引言
磨煤机是火力发电厂锅炉系统的重要辅机设备之一,磨煤机磨辊及磨盘衬瓦又是磨煤机的关键部件,其质量的优劣,特别是耐磨性能直接影响到制粉系统的工作效率、煤粉质量和磨煤机的检修周期。同时磨煤机稳定运行,对锅炉的安全经济及环保达标运行起到决定性作用。国内外的制造厂商对改进磨辊及磨盘衬瓦材料、提高耐磨性、延长使用寿命做了大量的工作。现在我国火力发电厂的磨煤机磨辊采用基体加高铬离心铸造的方式生产,磨盘是在托盘上镶焊高铬衬瓦,它们在一定温度下具有较好的耐磨性,公司在2013年对国内济南黄台电厂、青岛大唐黄岛电厂、华能济宁电厂磨煤机堆焊技术进行了考察,各发电厂磨煤机检修时均采用了将磨辊、磨盘衬瓦表面堆焊高铬材料,恢复到设计尺寸,并努力提高堆焊金属的耐磨性,继续轮换使用,其使用寿命达到初设8600小时要求。目前同一磨辊、磨盘衬瓦只有连续三次堆焊价值,一旦达到三次,需进行更换新部件。我公司目前只有长山一厂磨煤机运行时间较长,堆焊次数较多,是否有再次堆焊价值,需进行实验及探讨。
目前磨煤机堆焊分为在线堆焊及离线堆焊。离线堆焊需厂内专门配置一台离线堆焊设备,将堆焊部件拆除后,对拆下的辊套进行焊补,该方式堆焊时间长,费事费力,一般不建议使用。而在线堆焊,用ARC-NMP7-1磨辊/盘在线自动堆焊机进行连续堆焊只需8天左右时间,取得了良好的生产实效,降低了生产成本。现重点对在线堆焊的相关技术知识介绍如下:
1、磨煤机的堆焊条件
ZGM95G-II磨煤机是一种中速辊式磨煤机,其磨辊是在较高的温度下运行的,要承受较大的碾磨压力以及由较大石子煤、黄铁矿、铁块等带来的巨大冲击力。而磨辊具有良好的高温耐磨性;又具有一定的抗冲击性。磨辊设计厚度110mm,使用过程中,磨胎磨损是单侧磨损,磨损达到其厚度的50℅时,要进行在线堆焊。堆焊时使用ARC-NMP7-1磨辊/盘在线自动堆焊机,用磨煤机辊套在线堆焊工艺1台磨大约用时8天左右。使用硬面堆焊药芯焊丝,焊补一个辊套(磨损至50%)需要堆焊600公斤左右,1台磨煤机大约需要焊接1800公斤,具体焊补重量按磨辊磨损情况多少而定。另外需注意的是需要时间短,但辊套磨损剩余厚度达到40%时才进行在线堆焊,可能出现辊套断裂的几率偏大,而且需采用近距离接地线,防止轴承受电流过大影响其寿命。
2、磨煤机磨辊、磨盘衬瓦堆焊特点分析
2.1 磨煤机磨辊、磨盘衬瓦堆焊的焊接特点,磨煤机磨辊、磨盘衬瓦堆焊主要考虑的是提高焊后熔敷金属的耐磨性和防止耐磨层的大块剥落问题,现在使用的堆焊焊丝都是通过在焊接过程中,使焊道表面出现分布均匀的网状龟裂纹来进行应力释放,实践证明,这些裂纹不会扩展,避免了磨辊、磨盘衬瓦在焊接过程中以及使用中出现堆焊层脱落和剥离现象。焊接的主要关键因素就是如何选择恰当的堆焊材料来保证熔敷金属的耐磨性。目前我公司普遍使用的是硬面堆焊药芯焊丝,焊接后表面硬度在一定范围内的增高,将提高金属的耐磨性,其堆焊后满足了磨辊、磨盘衬瓦达到了初设要求,在生产实践中得到充分运用。
2.2堆焊材料的选择。针对ZGM95磨煤机磨辊及磨盘衬瓦原材料为高铬合金铸体,为了保证堆焊修复后磨辊及磨盘衬瓦硬度和耐磨性不降低,甚至高过铸件产品,通过以上分析,认为选择堆焊材料的特点应该是具有良好的焊接操作性的同时,在成分上含C量不要过低,含Cr量要尽量高,且含有一定量的Mn。目前我公司使用的硬面堆焊药芯焊丝¢2.8mm,成分(%):C-5.0,Cr-3.0,Mn-0.8-1.4(其余的为Fe)。根据分析,该焊丝能满足现场焊接需要,但要对到货的堆焊磨辊、磨盘衬瓦的明弧自保药芯焊丝进行了焊接试板试验,检测堆焊熔敷金属合金成分和表面硬度,是否能合格,才决定是否使用。测试的试板使用Q235钢板,规格为400mm×100mm×16mm,堆焊3遍,进行检验,根据检测试验结果,判断其现在堆焊磨辊、磨盘衬瓦的焊接材料是否能够使用。
3、堆焊工艺措施分析
3.1 堆焊方法及设备。选择磨辊、磨盘衬瓦的堆焊修复工作全部采用明弧堆焊在线堆焊。堆焊设备的配备ARC-NMP7-1磨辊/盘在线自动堆焊机,配用变频式弧焊电源(ARC-NMG7-1000焊接逆变电源)和焊接控制柜。
3.2堆焊材料。耐磨堆焊均使用硬面堆焊药芯¢2.8mm焊丝,因生产厂家较多,该焊丝在使用前必须进行焊接试板试验,实验及检测合格后方可使用。
3.3堆焊修复焊接工艺及措施
(1)为防止堆焊过程中产生气孔,利于根部熔合,磨辊、磨盘衬瓦堆焊前要对堆焊面进行清理油污和除锈。一般使用氧乙炔火焰烘烤磨辊、磨盘衬瓦表面,清理渗进龟裂纹中的残存煤粉及油污等杂物,用钢丝刷或角向磨光机清理磨辊表面的锈蚀层。
(2)磨辊、磨盘衬瓦局部磨损严重的地方要用镍基铸铁焊条补焊找正。补焊时宜多层、多道、分段退焊,运条速度要快,道间温度低于200℃,每焊完1道,用小锤敲击焊道金属,有利于防止补焊金属的剥离。且修正焊前进行火焰预热,温度控制在200 ℃左右,用温度仪不断的测试预热温度,防止温度过高。
(3)磨辊、磨盘衬瓦堆焊修复前,先将磨辊、磨盘衬瓦进行装夹和找正,调整磨辊、磨盘的中心线,应与焊接变位器转台轴中心重合,保证磨辊、磨盘衬瓦堆焊时以中心线为基准焊圆,焊接不跑偏,成形符合要求。
(4)堆焊时使用准硬面堆焊药芯¢2.8mm焊丝。堆焊时,为了减少堆焊时的飞溅、改善焊道成形使其美观,施焊前应试验焊接参数。堆焊参数:堆焊电流450~480A,堆焊电压为30~35V,堆焊速度为 1000~1300mm/min。堆焊时根据堆焊角度和堆焊轨迹的半径,在范围内进行调整,保证焊接质量和外观成形。
(5)堆焊修复采用多层多道焊。由于磨辊、磨盘衬瓦要承受很大的荷载,同时还要受到高温磨损等因素的影响,要求堆焊层有较高的抗磨料磨损和耐黏着磨损的能力,并能承受一定的冲击力。第1层堆焊完成后要求对堆焊金属进行仔细检查,外观不允许有贯穿性裂纹存在。
(6)堆焊时单道焊道宽度在12~16mm,焊道厚度不大于4mm。埋弧堆焊时单道焊道宽度在8~12 mm,焊道厚度不大于3.5mm。在堆焊磨损严重的超标磨辊时,应将焊接速度尽量降低及焊接热量,确保不产生贯穿性裂纹而失去修复价值。
(7)堆焊时从磨损最严重处开始补焊,要先将磨损严重部位逐步堆焊到与其他部位尺寸基本一致。
(8)堆焊修复的焊道布置原则是同一层间焊道要求后续焊道压住前一焊道的1/3左右;不同层间要求后一焊层的焊道安排在前一焊层的2焊道之间。
(9)每道焊道表面要求出现分布均匀的致密龟裂纹。堆焊层不得有贯穿性裂纹和密集气孔等缺陷。出现后立即进行修正。表层硬度。为了降低道间温度,便于连续堆焊,降低焊接速度或采用堆焊过程。
(10)堆焊控制道间温度不大于200℃,以保证焊缝中表面少量喷水,以降低道间温度,温度控制在25-90℃,以提高焊缝硬度。
(11)焊接到接近设计尺寸后,要根据样板尺检查情况,布置焊接层次和焊接道数,使堆焊修复的外形尺寸最大程度地接近设计尺寸。
4、焊后必须进行检查及检测
 
4.1进行外观检查。观察是否有表面贯穿性裂纹和密集气孔等缺陷。焊道均匀、平整、细密、结合好,成型美观。堆焊后工作表、里硬度,耐磨性能一致,使堆焊层硬度≥HRC60-62的要求。
4.2外形尺寸用样板尺进行检验,保证样板尺与堆焊面的接触在70%以上,没有局部或一个圆弧面处严重亏肉的现象。对照原产品的图纸要求,外径尺寸偏差:Φ1575±3mm,高度尺寸偏差不大于525±3mm,堆焊层表面的焊道高低不平度不大于±3mm,圆弧偏差不大于±3mm,保证堆焊后工作正常安装和足够的出力。
4.3修复后的磨辊、磨盘衬瓦进行硬度检测,每个件上至少打3个点,取平均值。如果硬度值偏低,要分析原因,找到原因后进行改进或作必要的调整。
(鹰眼研究)
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