表面粘涂技術(shù)在窯托輪球面瓦修復(fù)中的應(yīng)用

陳宏剛

表面粘涂技術(shù)在窯托輪球面瓦修復(fù)中的應(yīng)用

The Application of Surface Cohering Technology in the Repair of Spherical Bush of Kiln Support Roller

陳宏剛

表面粘涂技術(shù)是粘接技術(shù)的一個(gè)最新發(fā)展分支。與粘接不同，表面粘涂技術(shù)是以高分子聚合物與特殊填料（如石墨、二硫化鉬、金屬粉末、陶瓷粉末和纖維）組成的復(fù)合材料膠粘劑，涂敷于零件表面賦予零件某種特殊功能（如耐磨、抗腐蝕、絕緣、導(dǎo)電、保溫、防輻射）或填充恢復(fù)零件功能的一種表面強(qiáng)化和修復(fù)方法。它具有應(yīng)用廣泛、技術(shù)工藝簡(jiǎn)便、無需專門設(shè)備、可現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、維修周期短、可實(shí)現(xiàn)特殊功能、不會(huì)使零件產(chǎn)生熱影響區(qū)和變形等優(yōu)點(diǎn)，是一門重要的現(xiàn)代化表面專門技術(shù)。特別是在鑄造缺陷、零件磨損及尺寸超差、零件劃傷、零件防腐、零件密封堵漏等機(jī)械設(shè)備維修領(lǐng)域中表現(xiàn)突出，云南紅塔滇西水泥股份有限公司在一次回轉(zhuǎn)窯托輪瓦翻瓦事故中運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)，獲得成功。

1 事故概況

2007年6月16日凌晨，公司3號(hào)窯窯頭托輪瓦因潤(rùn)滑不良嚴(yán)重發(fā)熱，球面瓦與軸頸發(fā)生局部燒結(jié)，將軸瓦帶離瓦座造成翻瓦事故。事故發(fā)生后，當(dāng)班工作人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，致使托輪軸長(zhǎng)時(shí)間直接磨蝕球面瓦，在球面瓦承瓦面底部接觸范圍形成了一塊面積約800cm2、最深13mm的扇形磨蝕區(qū)，托輪瓦失效報(bào)廢。

事故發(fā)生正值水泥銷售旺季，每停1h就會(huì)給企業(yè)帶來巨大的損失，更不要說更換球面瓦至少還需要20多天采購周期，形勢(shì)十分嚴(yán)峻。

2 修復(fù)措施

在這個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻，對(duì)球面瓦進(jìn)行修復(fù)就成為最快速、也是最經(jīng)濟(jì)的選擇。經(jīng)仔細(xì)檢查，被磨蝕的球面瓦除磨蝕區(qū)外主體完整，球面接觸良好，冷卻水道完好，承瓦面在瓦口處尚余兩處連續(xù)完整的加工面。如采取熱修復(fù)，施工條件要求高，工藝環(huán)節(jié)多，大面積大厚度堆焊熱影響加劇，極易發(fā)生開裂變形，同時(shí)堆焊后還必須進(jìn)行機(jī)加工，也是費(fèi)時(shí)費(fèi)工風(fēng)險(xiǎn)較大。

根據(jù)檢查情況和面臨的形勢(shì)，筆者提出了“運(yùn)用修補(bǔ)膠修復(fù)”的建議：（1）根據(jù)窯托輪瓦的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)狀，軸瓦、推力盤與瓦座承瓦面及其端面會(huì)自然形成膠腔，膠粘劑的充分填充幾乎可以使軸瓦與瓦座承瓦面完全接觸，獲得緊密的接觸面；（2）軸瓦可以自然成為修復(fù)模具，在使用脫模劑的情況下，可以完全再生瓦座承瓦面；（3）由于所有表面均為加工表面，膠粘劑形成的新表面可以不需要進(jìn)一步加工，簡(jiǎn)化了修復(fù)環(huán)節(jié)；（4）使用膠粘劑修復(fù)沒有熱影響，修復(fù)約需48h，周期短。這一想法經(jīng)公司相關(guān)設(shè)備主管共同討論，得到了認(rèn)可。

3 施工步驟

3.1 修補(bǔ)膠的選擇

選用美國(guó)Belzona（貝爾佐納）高分子修補(bǔ)劑——超級(jí)金屬1111。

圖1球面瓦裝配示意圖

超級(jí)金屬1111修補(bǔ)劑是將高分子重反應(yīng)聚合物及低聚合物與硅鋼合金混合，并以此基礎(chǔ)構(gòu)成由兩種原料組成的粘接修復(fù)系統(tǒng)，呈泥狀，固化后，系統(tǒng)經(jīng)久耐用，可進(jìn)行機(jī)加工。適用于承重基座、鍵槽、機(jī)箱、法蘭盤面、軸等的修復(fù)?？箟簭?qiáng)度91.6MPa（遠(yuǎn)大于約60.0MPa的實(shí)際載荷），使用溫度-55℃～230℃，抗化學(xué)腐蝕、抗壓、抗沖擊性能好（由于受現(xiàn)場(chǎng)條件限制，公司僅存一套貝爾佐納1311陶瓷R-修補(bǔ)劑，為盡快恢復(fù)生產(chǎn)，用1311代替了1111。1311基本性能同1111，硬度更高，只能磨削加工）。北京的幾家新材料公司生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)鐵質(zhì)修補(bǔ)劑基本性能與貝爾佐納相當(dāng)，也可選用。

3.2 磨蝕表面預(yù)處理

（1）初清洗。用丙酮、毛刷除去油污（也可根據(jù)情況先燒灼去除重油污、雜質(zhì)后再清洗），為粗化處理做準(zhǔn)備。

（2）清理毛刺、飛邊、粘連物及肉瘤。

（3）粗化處理。由于軸頸的磨削，磨蝕區(qū)呈明顯的拉絲狀及螺紋狀，較為粗糙，故在施工時(shí)未刻意進(jìn)行粗化處理。

（4）后清洗。用丙酮、鋼絲刷反復(fù)清洗，徹底清除表面油污、氧化物。同時(shí)清洗軸瓦裝配面。

3.3 涂層涂敷及固化

（1）修補(bǔ)膠的配制和涂層涂敷?；稀⒐袒瘎﹥山M分，按體積比3:1配比。配膠時(shí)注意要一次配夠量，留足涂膠時(shí)間。拌和要充分混合均勻，以色澤一致為準(zhǔn)；拌和時(shí)動(dòng)作不要過快，要始終順同一個(gè)方向拌和，以盡量避免膠內(nèi)混入空氣，形成氣孔。貝爾佐納1111、1311在20℃溫度下，操作時(shí)限約20min。

涂敷時(shí)，要先反復(fù)擠壓刮涂第一層，以促使修補(bǔ)膠與基體充分浸潤(rùn)，提高粘接強(qiáng)度。涂層達(dá)到要求厚度后（要留有3～5mm余量），表面盡量刮平整，以減少空氣混入。

（2）壓模及固化。將軸瓦按裝配要求小心裝入瓦座，壓實(shí)，使兩者緊密貼合?？奢p擊瓦面，聽聲辨別有無空鼓。

裝配完畢后，清理刮除溢出的多余膠液，靜置固化16h。為進(jìn)一步提高固化速度及其機(jī)械性能，使用碘鎢燈進(jìn)行了加熱。

在緊張作業(yè)55h后，窯又產(chǎn)出熟料了，搶修取得了成功。投運(yùn)后，經(jīng)持續(xù)跟蹤檢查，該瓦溫度正常運(yùn)轉(zhuǎn)良好，按1000t/d熟料計(jì)，至少為企業(yè)挽回20000余噸的減產(chǎn)損失。2011年6月，該窯又發(fā)生翻瓦事故，后用作備件的修復(fù)軸瓦再次發(fā)揮作用，迅速恢復(fù)了窯的運(yùn)轉(zhuǎn)，目前仍然在線運(yùn)行。

[1]翟海潮,李印柏,林新松.粘接與表面粘涂技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.1995-03.

TQ172.622.29

B

1001-6171（2011）06-0043-02

通訊地址：1云南紅塔鎮(zhèn)滇西水泥股份有限公司，云南大理 671000；

2011-06-07；

沈 穎