特种电焊条堆焊防磨在排粉风机叶轮上的应用学习体会

文献概况与工程背景

本文献由江西萍乡发电厂的邱和明、赖辉、杨益源三位工程师撰写，发表于《中国电力》1995年第28卷第10期。文章报道了特种电焊条堆焊防磨技术在火力发电厂锅炉排粉风机叶轮上的实际应用。排粉风机是燃煤锅炉制粉系统的关键设备，其叶轮长期承受含粉气流的高速冲刷，磨损问题严重制约着机组的安全经济运行。

排粉风机叶轮的磨损机理主要包括：

• 冲击磨损：高速含粉气流中的硬质颗粒（如石英、刚玉）以较高速度冲击叶轮表面，造成局部塑性变形与切削磨损。
• 磨蚀磨损：气流中的细小颗粒在叶轮表面持续滑动摩擦，逐渐磨削表面材料。
• 冲刷磨损：气流中的粗颗粒以一定角度冲击叶轮前缘，造成严重的局部磨损。
• 热磨损：排粉风机的入口温度通常为150~300℃，高温加速了表面氧化与材料软化。

特种电焊条堆焊的技术方案

针对排粉风机叶轮的磨损问题，传统的防护措施包括：在叶片工作面上加焊圆钢、表面化学热处理、表面喷涂等。然而，这些方法存在以下不足：

• 加焊圆钢：增加了气流阻力，降低了风机效率，且圆钢与叶片的结合强度有限，容易脱落。
• 化学热处理：工艺复杂，对叶片形状要求高，难以用于大型风机叶片。
• 表面喷涂：涂层厚度有限（通常0.1~1mm），耐磨寿命较短。

特种电焊条堆焊技术的优势在于：堆焊层厚度可控（1~5mm）、与基体冶金结合强度高、耐磨寿命长、施工灵活。

堆焊材料选择

排粉风机叶轮的堆焊材料需要综合考虑耐磨性、耐热性、韧性与焊接性。根据磨损工况的不同部位，可采用不同的堆焊材料：

堆焊工艺控制

排粉风机叶轮的堆焊工艺需要特别注意以下控制要点：

1. 焊前处理：清除叶片表面的锈蚀、油污、旧涂层，必要时进行坡口加工，确保堆焊层与基体的良好结合。
2. 预热与层间温度：预热至150~200℃，层间温度控制在150℃以下，防止过热导致晶粒粗化。
3. 堆焊层厚度：叶片前缘堆焊层厚度为2~3mm，工作面为1~2mm，背面为0.5~1mm。
4. 堆焊道次：采用多层多道堆焊，每道宽度不超过焊条直径的2倍，以避免过热。
5. 焊后处理：堆焊完成后进行去应力退火（500~600℃），消除残余应力。

应用效果与FMEA分析

从工程实践的角度看，特种电焊条堆焊技术在排粉风机叶轮防磨方面的应用效果主要体现在：

• 磨损寿命延长：堆焊叶片的更换周期显著延长，减少了非计划停机时间。
• 风机效率保持：堆焊层表面平整度优于加焊圆钢，对气流阻力影响较小。
• 经济性提升：堆焊修复成本远低于叶片整体更换成本。

然而，堆焊叶轮在运行过程中仍可能面临以下失效模式：

工程实践启示

排粉风机叶轮堆焊防磨技术的应用，是火力发电厂设备维护领域"以修代换"策略的典型实践。该技术方案的实施，对于提高机组可用率、降低维护成本具有重要意义。在实际工程中，建议建立以下管理体系：

1. 磨损监测体系：定期对堆焊叶片进行磨损测量，建立磨损速率数据库，实现预测性维护。
2. 材料-工况匹配数据库：积累不同工况条件下不同堆焊材料的寿命数据，为材料选择提供依据。
3. 工艺标准化：制定排粉风机叶轮堆焊的标准工艺规程，确保堆焊质量的一致性。
4. 失效分析机制：对堆焊叶片的失效案例进行系统分析，持续改进材料与工艺。

特种电焊条堆焊防磨技术在排粉风机叶轮上的成功应用，为同类设备的耐磨修复提供了可借鉴的技术方案，对于提高火力发电厂设备运行可靠性具有积极的工程价值。