西宁特殊钢股份有限公司 青海西宁 810005
摘要：风机叶轮的修复，主要是原衬板的拆除、背板的修磨、新衬板的安装，铆接，焊接以及叶轮动平衡的实现。耐磨钢板NM360的焊接工艺的确定，叶轮衬板安装方法的确定，修复主要难度在选用材质，焊材，安装和焊接施工工艺。
关键词： 耐磨衬板 焊接工艺 变形控制 动平衡
西宁特钢股份公司炼铁分厂一烧结机尾风机叶轮是2004年从美国耐克斯逊公司成套进口的设备，价值400余万元，其中叶轮价值约200万左右，经过多年的使用，现12片叶轮耐磨衬板全部已经打磨变薄，已经不能使用，严重影响一烧结的生产使用。为保证生产的顺利进行，必须对叶轮进行修复处理，由于请原生产厂家更换或外委更换，费用巨大，交货周期长。为节省成本，降低设备检修费用，提高职工技术创新精神，公司决定利用自身技术力量解决叶轮修复检修项目。
经过技术部门对此叶轮材质的检验，其化学成分分析如下：
从取样实验结果可知，衬板材料为16MnT，螺杆材质为30Mn。通过对抗拉强度、化学成分等的分析我们选用国产耐磨钢板NM360，CO2气体保护焊进行焊接施工。在此次检修项目中，公司需采购的主材耐磨钢板、CO2焊丝、高强螺栓预计4-5万元采购费，其余辅材自耗，人工均为公司员工完成。同更换新设备相比，为公司节省采购费用约190万左右费用，节约利润可观，也为方案的实施可行性奠定了经济基础。
一、施工中主要解决的技术难题
1.耐磨材料、焊接材料、铆接材料的选用。
由于原叶轮材质为国外材质，国内没有采购，需选用达到生产要求的相对应的国内材质来替代，经过对叶轮的使用要求及生产环境的勘察，并与原材质进行试样分析，通过对比得出国产耐磨钢板NM360与原材质化学成分相似，可以替代使用，与之相应的焊接材料确定为Q-MG60-G焊丝，用CO2气体保护焊进行焊接施工，铆接螺栓材质选用30Mn。
耐磨衬板的修复更换难点在于其安装及焊接，其余衬板的图纸测绘及切割加工不加详细说明，在此重点阐述安装及焊接问题，这也是我们首先要解决的技术难题，对叶轮的详细了解可知，从图一可知原衬板为整体组装焊接，经过我们技术人员的反复研讨，整体安装已不可实现，因整安装会破坏原大部分叶轮主体框架，这样就得不偿失了。我们决定从衬板高点分割分体安装，如图二所示，同样能得到生产使用要求，从而解决了安装技术问题。
二、具体安装工艺
1.组装
1）切割拆除原耐磨衬板。
2）打磨衬板背板，使其平整光滑，保证衬板安装的严实性。
3）切割出耐磨衬衬板，并以最高点分割分体安装。
4）衬板连接缝处切割坡口，呈V字形，钝边留5mm，以待焊接。
5）安装完衬板后，对此连接缝进行焊接。
6）打磨焊缝。
7）衬板周围焊接。
2.焊接
接下来解决的是NM360衬板的焊接技术问题。通过对此材料的研究，我们需采用CO2混合气体保护焊，焊丝采用Q-MG60-G焊丝，焊丝直径为φ1.2mm。经过技术人员的及相关焊接资料的查询，得出具体焊接工艺方案如下：
1）施焊前钢板预热温度为120℃-150℃，在近焊接区边缘采用氧乙炔局部预热的方法。注意预热温度不能太高，否则将增加高温停留时间，减缓冷却速度，促使出现脆性裂纹；
2）耐磨衬板与框架钢板点固时长度为40-60mm，同时采用小电流点固，使整个结构处于预热状态；
3）由于混合气体保护焊电弧稳定、飞溅少，能实现溶滴过渡频率稳定的短路过渡，因此采用Ar+CO2混合气体保护焊，其中Ar为70%-80%，CO2为20%-30%；
4）线能量的选择，应采用较小的线能量减少焊接缺陷的产生；
5）合理保证焊接速度，过高会造成咬边、未焊透、气孔等缺陷，过慢则形成熔池满溢、焊缝粗糙等缺陷；
6）焊接参数参考焊接电流为270A左右，电压为25V左右。
3.焊接变形的控制
焊缝焊接变形量的控制是通过铆接螺栓来实现，在施焊前紧固所有铆接螺栓使衬板刚性固定，以控制焊接变形。
3.动平衡的实现
1）保证衬板切割尺寸一致。
2）焊接衬板周围焊缝时先焊第一块衬板，并记录所用焊接材料量，焊接其余11块衬板时均按第一块衬板所用焊接材料量为准施工焊接，确保每块衬板施工完的焊接重量相同。
3）确保以上两点达到动平衡的实现。
4.工期安排
1）8月1日—8月10日 拆除旧耐磨衬板、旧螺栓割除、旧衬板割除；
2）8月11日—8月31日 准备材料阶段，原衬板图纸的测绘，钢板的准备划线下料及切割，并进行钻孔、矫正衬板料， 提高强M20螺栓及垫圈、螺帽；
3）9月1日—9月31日 衬板安装阶段，修磨衬板底板，去除焊疤及毛刺，螺栓把紧，周围施焊。
结论
采用一定的新工艺、新技术，我们利用自身技术力量解决了风机叶轮这种特殊材质—耐磨钢板NM360的焊接修复，而且也实现了衬板高点分割分体安装的技术难题，为公司降低了采购费用约190万左右，实现了可观的利润。
参考文献
[1]朱玲凡,金海男.科研院所非标设备研制全过程管理的思路和方法[J].中国设备工程,2017（06）.
论文作者:严文祥
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/2
标签：衬板论文; 叶轮论文; 耐磨论文; 材质论文; 螺栓论文; 钢板论文; 焊丝论文; 《基层建设》2017年第28期论文;