磨煤辊明弧堆焊修复技术学习体会

文献概况与问题背景

本文发表于《铸造技术》2009年第30卷第3期，由包头职业技术学院材料工程系曹朝霞、丁振波和中国兵器工业52研究所王东联合撰写。文献分析了立式磨煤机磨煤辊的磨损机理，提出了采用新型明弧自保护堆焊技术修复再制造磨煤辊的方案，并通过工程实践验证了修复效果。实践表明，经修复的磨煤辊抗磨损性能优异，与铸造新磨煤辊相比，使用寿命提高了2倍。

立式磨煤机是火力发电厂制粉系统中的核心设备，磨煤辊（也称磨辊）在运转过程中与磨盘发生相对滑动摩擦，同时受到煤粉颗粒的磨粒磨损和冲击磨损。磨煤辊的磨损直接导致制粉效率下降、煤粉细度不合格、电耗增加等问题，是火电厂设备维护中的重点和难点。

磨煤辊磨损机理分析

磨煤辊的磨损是一个多因素耦合的复杂过程，主要涉及以下磨损机制：

磨煤辊在实际服役中，上述磨损机制往往同时存在，但以磨粒磨损和冲击磨损为主。磨煤辊的工作面硬度通常在HRC 40～48之间，而煤粉中石英等硬质颗粒的硬度可达HRC 70以上，这种硬度差异导致磨煤辊表面持续磨损。

明弧自保护堆焊工艺原理与技术特点

明弧自保护堆焊（Open-Arc Self-Shielded Surfacing）是一种在开放大气环境中进行的堆焊工艺，焊条药皮中含有造渣剂和造气剂，在焊接过程中形成熔渣和气体保护熔池，无需外加保护气体。这一特点使其特别适合在火电厂现场进行磨煤辊的修复堆焊。

工艺优势

• 无需外接保护气体，现场施工条件要求低；
• 设备简单，投资小，适合大规模现场修复；
• 焊条药皮自保护，对环境湿度和风速的适应性较强；
• 焊接参数范围宽，操作容错性较好；
• 堆焊层硬度高、耐磨性好，适合磨煤辊的修复需求。

工艺参数

修复工艺实施与质量控制

焊前准备

磨煤辊焊前准备是保证堆焊质量的前提条件：

1. 表面清理：用角磨机打磨去除磨损层、氧化皮和锈蚀层，露出金属光泽；
2. 缺陷检查：对磨煤辊进行磁粉检测，检查是否存在裂纹、气孔等缺陷；
3. 缺陷修复：对发现的裂纹进行开槽清根，必要时进行补焊修复；
4. 预热处理：采用电加热或火焰加热将磨煤辊预热至150～250°C；
5. 堆焊区域标记：根据磨煤辊几何形状标记堆焊区域和堆焊顺序。

堆焊过程控制

堆焊过程中需要严格控制以下环节：

• 焊接顺序：采用分段退焊或对称焊接，减少焊接变形和残余应力；
• 层间清理：每层堆焊后清理熔渣和飞溅，确保层间结合质量；
• 层间温度：通过红外测温仪监控层间温度，控制在300°C以下；
• 堆焊方向：堆焊方向应与磨煤辊工作时的滑动方向垂直，有利于提高耐磨性；
• 堆焊道数：通常采用2～3层堆焊，第一层为过渡层，后续层为耐磨层。

焊后处理

堆焊完成后进行以下处理：

• 自然缓冷或覆盖保温缓冷；
• 去除多余堆焊层，车削至设计尺寸；
• 表面精加工，保证磨煤辊几何精度；
• 硬度检测，确保堆焊层硬度满足要求；
• 动平衡校验，确保磨煤辊装配后的运行平稳性。

修复效果验证与工程应用

经修复的磨煤辊在实际运行中的表现验证了明弧自保护堆焊技术的有效性：

修复磨煤辊使用寿命提高2倍，意味着火电厂可以减少更换磨煤辊的频率，降低停机时间和备件成本。同时，现场修复方式避免了磨煤辊外委制造带来的长周期和长距离运输问题，大大提高了检修效率。

学习心得与推广价值

该文献的研究和工程实践为火电厂磨煤辊的再制造修复提供了切实可行的技术方案。明弧自保护堆焊技术在磨煤辊修复中的成功应用，体现了表面工程技术在设备再制造领域的重要价值。从更广泛的视角来看，明弧自保护堆焊技术因其现场施工适应性强、设备投资小、工艺灵活等特点，在大型设备修复、矿山设备耐磨件修复、水泥设备耐磨衬板修复等领域同样具有广阔的推广应用前景。对于从事钢管、管件制造的技术人员而言，明弧自保护堆焊技术在大型管件现场堆焊修复、钢管内壁耐磨堆焊等场景中的应用也值得深入研究和探索。该文献的工程实践成果为表面工程技术在能源装备领域的推广应用提供了有益的参考。