一种磨穿且无通透裂纹磨辊、衬瓦的堆焊方法
【专利摘要】本发明提供了一种磨穿且无通透裂纹磨辊、衬瓦的堆焊方法，本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供了一种解决磨穿、脱胎、研磨过薄的磨辊与衬瓦的修复问题，并提高磨辊衬瓦利用小时数，本发明的主要工艺包括对磨穿且无通透裂纹磨辊、衬瓦的焊前处理，其步骤主要有清洗，检测，焊机调整等步骤；焊接过程主要步骤包括焊件的加温、控制，起焊点的控制等步骤，焊后检测主要对磨辊或衬瓦堆焊完成后，选取至少9个点，使用硬度检测仪进行检测并取平均值，保证HRC值达到58～63之间。
【专利说明】一种磨穿且无通透裂纹磨辊、衬瓦的堆焊方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磨辊、衬瓦的堆焊技术，尤其是一种磨穿且无通透裂纹磨辊、衬瓦的堆焊方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]磨辊/衬瓦是火电厂磨煤机制粉系统的主要部件，磨损率很高。物料中如果含有一些硬杂质，在碾磨过程中会造成磨辊/磨盘瓦耐磨层大块状脱落、磨损程度不均匀及磨穿，使磨辊失去碾磨作用，所以磨辊、衬瓦磨损后必须及时堆焊修复，以达到正常的制粉作用。
[0004]现在国内堆焊方法是，先使用1011型号的打底焊丝(硬度在HRC51度左右)进行堆焊打底成型，然后再利用硬度在HRC52-54度之间的1099型号焊丝进行堆焊完毕，由于磨辊、衬瓦堆焊材质不一致，硬度不一样，造成两种焊丝接合面金属发生裂变，融合度降低，造成磨辊、衬瓦在堆焊过程中断裂，堆焊成型磨辊在投入运行中只能使用3500-5000小时，并出现打底堆焊层与盖面堆焊层脱胎的现象。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供了一种解决磨穿、脱胎、研磨过薄的磨辊与衬瓦的修复问题，并提高磨辊衬瓦利用小时数，本发明通过如下方式实现:
本发明提供了一种磨穿且无通透裂纹磨辊、衬瓦的堆焊方法，主要包括以下步骤: 步骤一，焊前处理包括:
1)清洗，对进入车间修复的磨辊、衬瓦进行煤粉清理，将辊套腔内与衬瓦积粉清扫干净，用配用清洗剂、破布将表面擦拭干净，对其进行编号；
2)检测,对磨辊、衬瓦整体进行探伤检测给辊体与衬瓦表面喷涂清洗剂并用破布擦拭，做细微化的处理把表面杂质清除干净后，均匀的喷涂渗透剂，喷完约10至15分钟后再进行擦拭，去除表面多余的渗透着色剂和喷涂显像剂，观察辊体与衬瓦表面裂纹的延伸程度；
3)焊件处理，在裂纹检测确定无通透后对无通透裂纹进行深挖处理，选用合适的磨光机打磨裂纹坡口，对磨穿处的豁口进行杂质去除，选用清新剂做细微处理，选用穿孔大小不易焊穿厚度的铁板加以垫衬到辊体腔内和衬瓦穿孔处，使之紧密贴合无缝隙并固定住；
4)焊机调整，装上磨穿且无通透裂纹的磨辊或衬瓦，上机找正调整中心点，操作变位机回转一圈并调整磨辊或衬瓦，使之不偏离中心点I至2个毫米，固定磨辊或衬瓦滚架，将磨辊或衬瓦夹紧固定住不移动，翻转变位机调整最佳的堆焊角度，使之横臂进退自如不发生与变位机碰撞摩擦，将装有焊枪的横臂伸缩至切挖打磨过的坡口处，枪头与坡口下行高度调整保持在2至3个厘米；
步骤二，焊接过程包括: 1)用火焊烤把对辊体进行均匀地加热升温，使之温度达到所需补焊时的温度150°c，调整焊机控制柜面板上的焊接电压、送丝电流、回转速度、横臂行程；
2)起焊点从最厚的部位起焊，使辊体或衬瓦用火焊烤把加热温度与堆焊过度温度均匀传导到辊体或衬瓦，再逐步的过度到需要修补的辊体或衬瓦的过薄、磨穿部位；
3)将远控操作盒中的自复开关打到补焊档，人工手动点焊修补坡口，将坡口填充起来鼓包，适当的人工浇水降温来进行金属调制，垫衬板的穿孔处焊补时要手动控制好变位机回转辊体转速，焊道间隙覆盖调整得当不宜过宽，防止焊接拉裂；
4)焊道点焊拉弧成型再次对焊接参数重新设定，调整控制柜面板上的焊接电压、送丝电流、回转速度、横臂行程；
5)对穿孔部位处整体进行全面的堆焊覆盖适当的人工浇水降温，渐渐转入由大小头过渡修复辊体；
6)投入冷却水雾化喷于焊道面上使之减小焊道成型后表面应力，将其温度控制在110?120°C之间，同时将车间内环境温度控制在18?25°C，避免温度直线下降对刚点焊拉弧焊补成型的补丁焊道有直接影响，导致产生金属应力裂纹延伸致使补丁与辊体母材脱开；
步骤三，焊后检测包括:
I)对磨辊或衬瓦堆焊完成后，选取至少9个点，使用硬度检测仪进行检测并取平均值，保证HRC值达到58?63之间。
[0007]本发明有如下效果:
I)由于采用新技术、新工艺后，磨煤机磨辊、衬瓦磨损度降低，运行时间延长，退备时间降低，制粉系统安全性大大提高。
[0008]2)随着磨煤机大修的减少，使运行人员的操作次数降低，减少了由于操作不当造成的停机或降负荷的事故，提高了设备运行的可靠性。
[0009]3)由于可靠性大幅度的提高，大大节约了维修使用成本。
[0010]
【具体实施方式】
[0011]在不背离本发明精神或基本特征的前提下，本发明可以以几种形式实施。本发明的范围由所附权利要求确定，而并非由具体说明确定。因此落在权利要求书等同特征的意图和范围内的所有实施例应被权利要求书包含。
[0012]目前火力发电厂使用的煤质变化非常大，煤中煤矸石块、铁块非常多，而且为了满足负荷需要，经常使磨煤机满负荷甚至超负荷运行，致使磨煤机主要附件磨辊、衬瓦磨损非常严重，造成磨煤机磨辊、衬瓦磨穿、磨透、断裂、脱胎现象频繁发生，磨煤机大修时间严重缩短。在采用传统工艺的前提下只能堆焊磨损1/2及以下且无通透裂纹的磨辊和衬瓦，但无法解决磨穿、脱胎、研磨过薄的磨辊与衬瓦和扫打边的衬瓦，修复问题一直成为困扰我们的技术难题。国内目前对磨穿、脱胎、研磨过薄的磨辊与衬瓦和扫打边的衬瓦采取方法就是制造厂家按照废品回收进行回炉重新铸造，八万多元一套的磨辊只能报废，这样不仅增加了检修成本，而且由于磨组大修频繁致使电厂运营经济效益下降。同时由于现在国内对磨辊、衬瓦磨损薄厚在堆焊过程中堆焊温度、堆焊起弧点、环境温度、堆焊焊丝速度、堆焊焊机电流、堆焊方法无法掌握到一个合适的点，使磨辊、衬瓦在堆焊过程中经常出现由于热应力过于集中而造成的磨辊、衬瓦在堆焊中断裂现象和堆焊完毕使用过程中脱胎现象，致使磨辊、衬瓦报废，损失严重。
[0013]为了提高高铬铸铁堆焊层的耐磨性，除了提高组织中基体硬度外，主要的是要通过适当的堆焊工艺来获得最佳的碳化物硬度、尺寸、和分布状态等。只有整个焊接材料的硬度提高，才有利于耐磨性的提高。同时，碳化物与基体很好的结合强度，有效的抵抗磨料对基体磨损的撕裂。由于现在国内对磨辊、衬瓦磨损薄厚在堆焊过程中堆焊温度、堆焊起弧点、环境温度、堆焊焊丝进度、堆焊焊机电流、堆焊方法无法掌握到一个合适的点，使磨辊、衬瓦在堆焊过程中经常出现由于热应力造成的磨辊、衬瓦断裂现象和堆焊完毕使用过程中脱胎现象，致使磨辊、衬瓦报废，损失严重。通过我们长时间的摸索和试验，通过提炼堆焊方法和堆焊工艺可以提高磨辊、衬瓦堆焊硬度，满足现场需要，延长磨辊、衬瓦的使用寿命。同时对磨穿、脱胎、研磨过薄的磨辊通过堆焊技术的变化也可以进行堆焊再使用，而且使用寿命远远大于传统工艺堆焊的磨辊和衬瓦。同时还可以提高废旧磨辊、衬瓦的修复率。
[0014]由于磨辊、衬瓦材质为高铬铸铁，堆焊温度对其影响特别大，温度掌握不好，会造成热应力无法释放，致使磨辊、衬瓦在堆焊过程中断裂和硬度过低现象，经过我们长时间的探索，对不同堆焊层面硬度的检查和不断的调整堆焊温度，找出了适应此材质的堆焊温度，确认在110°c -120°C的温度是控制堆焊硬度提高到HRC58-63度之间的最佳温度，同时在此温度下热应力能够及时释放，降低了磨辊、衬瓦在堆焊过程中断裂的可能性。
[0015]堆焊磨辊、衬瓦从底到面硬度达到一致与环境有很大的因素，根据春、夏、秋、冬环境温度的不同(特别是大风天气)，控制环境温度在18-25°C之间，本堆焊间采用对大门和窗户进行开关来调整堆焊间的环境温度的措施，从而使达到堆焊时机械温度控制、环境温度控制及堆焊温度的控制，使堆焊磨辊从底到面硬度一样。
[0016]当堆焊厚度达到20_25mm时开始少量投入冷却水，逐步加大到正常投入冷却水量，将150°C左右堆焊的温度随着逐步加大投入的冷却水量，而逐步将低到正常堆焊温度110 C -120 C左右，达到逐步提闻堆焊材质的硬度消除应力。
[0017]对磨穿磨辊、衬瓦堆焊过程中，曾考虑从磨穿位置(薄面)开始堆焊等多种方法进行堆焊，结果先后有11个衬瓦，6个磨辊在堆焊过程中断裂，在摸索过程中，通过对金属特性的分析得出:
(I)磨辊、衬瓦的原材质是:(钥)Μο:1.68 (铜)Cu::0.16 (铌)N1:0.71 (铁)Fe:78.25(锰)Μη:0.66 (硌)Cr: 18.19 (不锈钢)高铬铸铁。
[0018](2)堆焊焊丝的材质是:(钥)厘0:1.73(铜)(:11::0.35(镍)祖:0.73 (铁)Fe: 72.67(锰)Mn: 1.23 (铬)Cr:21.95 (锆)Zr: 0.59 (铌)Nb:0.19 (不锈钢)高
铬铸铁。
[0019]经过对金属特性的分析，我们考虑先从厚处起焊，堆焊前先对磨穿堆焊磨辊、衬瓦加温预热温度到150°C左右时再进行全堆焊面堆焊，起焊时先不投入冷却水，由厚向过薄部位进行过渡堆焊，以此方法消除磨辊、衬瓦与堆焊材料所产生的金属应力。对研磨过薄(原磨棍、衬瓦厚度120mm,最薄不小于10 mm左右)和高低不平过深的部位进行手工控制堆焊速度，来回进行堆焊。磨穿磨辊、衬瓦堆焊部位使用垫底引拉弧堆焊，手工控制的方法进行来回修补堆焊，达到整体堆焊面平整为止在进行焊机的自动堆焊。(现在国内堆焊方法是，先使用1011型号的打底焊丝(硬度在51度左右)进行堆焊打底成型，然后再利用硬度在52-54度之间的1099型号焊丝进行堆焊完毕，由于磨辊、衬瓦堆焊材质不一致，硬度不一样，造成两种焊丝接合面金属发生裂变，融合度降低，造成磨辊、衬瓦在堆焊过程中断裂，堆焊成型磨辊在投入运行中只能使用3500-5000小时，并出现打底堆焊层与盖面堆焊层脱胎的现象)经过对现有技术充分调研，最后定型使用国产德国(法奥迪)堆焊焊丝VC-90产品，VC-90堆焊焊丝的优点是:
I)金属特性与磨辊、衬瓦的原材质接近。
[0020]2)无打底和盖面焊丝的区别，全部堆焊层面硬度一致。
[0021]3)直接进行堆焊，在加上在堆焊过程中对三个温度点的控制，再没有发生堆焊焊裂的现象。
[0022]4)在堆焊过程中对堆焊材料的金属调制，使全部堆焊层面硬度达到合理硬度应在58-63之间，不宜过高。
[0023]5)运行时间可达10000-12000小时左右，上机运行的稳定性可保证，以后再次与多次反复堆焊磨辊、衬瓦的稳定性可保证。
[0024]使用本技术后的有益效果体现在:
一)经济效益:
I) 一个新磨辊购买费用8.6万元，堆焊一个磨辊减去材料及其他费用35600元，一台磨组(3个磨辊)可节约费用:(86000-35600) X 3=151200元，一年磨煤机大修12次，堆焊磨辊36台，可节约:50400X 36=1814400元。
[0025]2) —套新衬瓦12.78万元减去维护成本，可节约费用:127800-(52000+2400+2000) =71400元，一年磨煤机大修12次，堆焊12套衬瓦，可节约:856800 元。
[0026]3)由于采用新工艺，焊件堆焊后硬度大幅提高，一套磨辊与一套衬瓦过去运行3500-5000小时，现在运行10000-12000小时，至少减少一次大修、一次堆焊，提高了磨煤机的可运行小时数。由过去两台机组一年大修12次以上降低到6次以下。
[0027]4) 一次磨煤机大修更换新磨辊、衬瓦费用在37万元，一年减少六次磨煤机大修，可节约:37X6=222万元。
[0028]5) 一台磨煤机大修需要检修人员8名最快10天完成(无加班)，需要80个工日，每个工日200元计算，支出人工费用:80X200=16000元，一年12次磨煤机大修，人工费用支出:16000X 12=192000万元，如果一年减少到6次，可节约:192000 + 6=32000元。
[0029]6)由于采用新技术、新工艺使磨辊、衬瓦的使用寿命增加了一倍，一年可节约费用:1814400+856800+2220000+32000=4923200 元。
[0030]二)安全效益
I)由于采用新技术、新工艺后，磨煤机磨辊、衬瓦磨损度降低，运行时间延长，退备时间降低，制粉系统安全性大大提高，为电厂增加发电量奠定了基础。
[0031]2)随着磨辊、衬瓦磨损度延长，使用寿命增加，大大降低了职工的劳动强度，使职工受到伤害的危险性降低。
[0032]3)随着磨煤机大修的减少，使运行人员的操作次数降低，减少了由于操作不当造成的停机或降负荷的事故，提高了设备运行的可靠性。
【权利要求】
1.一种磨穿且无通透裂纹磨辊、衬瓦的堆焊方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一，焊前处理包括: 清洗，对进入车间修复的磨辊、衬瓦进行煤粉清理，将辊套腔内与衬瓦积粉清扫干净，用配用清洗剂、破布将表面擦拭干净，对其进行编号； 检测,对磨辊、衬瓦整体进行探伤检测给辊体与衬瓦表面喷涂清洗剂并用破布擦拭,做细微化的处理把表面杂质清除干净后，均匀的喷涂渗透剂，喷完约10至15分钟后再进行擦拭，去除表面多余的渗透着色剂和喷涂显像剂，观察辊体与衬瓦表面裂纹的延伸程度； 焊件处理，在裂纹检测确定无通透后对无通透裂纹进行深挖处理，选用合适的磨光机打磨裂纹坡口，对磨穿处的豁口进行杂质去除，选用清新剂做细微处理，选用穿孔大小不易焊穿厚度的铁板加以垫衬到辊体腔内和衬瓦穿孔处，使之紧密贴合无缝隙并固定住； 焊机调整，装上磨穿且无通透裂纹的磨辊或衬瓦，上机找正调整中心点，操作变位机回转一圈并调整磨辊或衬瓦，使之不偏离中心点I至2个毫米，固定磨辊或衬瓦滚架，将磨辊或衬瓦夹紧固定住不移动，翻转变位机调整最佳的堆焊角度，使之横臂进退自如不发生与变位机碰撞摩擦，将装有焊枪的横臂伸缩至切挖打磨过的坡口处，枪头与坡口下行高度调整保持在2至3个厘米； 步骤二，焊接过程包括: 用火焊烤把对辊体进行均匀地加热升温，使之温度达到所需补焊时的温度150°C，调整焊机控制柜面板上的焊接电压、送丝电流、回转速度、横臂行程； 起焊点从最厚的部位起焊，使辊体或衬瓦用火焊烤把加热温度与堆焊过度温度均匀传导到辊体或衬瓦，再逐步的过度到需要修补的辊体或衬瓦的过薄、磨穿部位； 将远控操作盒中的自复开关打到补焊档，人工手动点焊修补坡口，将坡口填充起来鼓包，适当的人工浇水降温来进行金属调制，垫衬板的穿孔处焊补时要手动控制好变位机回转辊体转速，焊道间隙覆盖调整得当不宜过宽，防止焊接拉裂； 焊道点焊拉弧成型再次对焊接参数重新设定，调整控制柜面板上的焊接电压、送丝电流、回转速度、横臂行程； 对穿孔部位处整体进行全面的堆焊覆盖适当的人工浇水降温，渐渐转入由大小头过渡修复辊体； 投入冷却水雾化喷于焊道面上使之减小焊道成型后表面应力，将其温度控制在110?120°C之间，同时将车间内环境温度控制在18?25°C，避免温度直线下降对刚点焊拉弧焊补成型的补丁焊道有直接影响，导致产生金属应力裂纹延伸致使补丁与辊体母材脱开；步骤三，焊后检测包括: 对磨辊或衬瓦堆焊完成后，选取至少9个点，使用硬度检测仪进行检测并取平均值，保证HRC值达到58?63之间。
【文档编号】B23K9/04GK103920969SQ201410136498
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】孙武毅, 尤天军, 杨文平 申请人:宁夏银仪电力设备检修安装有限公司