泵軸不解體現場修復技術

吳德起 夏金龍 何 軍 薛 燕

中石化管道儲運公司 山東濰坊市

1.輸油泵軸頸磨損情況

泵為德國魯爾輸油泵，泵型號ZMII 630/06。輸油泵端部軸承跑內圓，軸頸嚴重磨損，直徑已經減小0.6mm。使用常規的解體維修方法，需要準備許多備品備件，同時解體維修所需時間長。

2.現場修復技術選擇

在現場對軸頸進行修復，在修復時要盡量減少修復過程中產生的熱量，以避免軸產生熱彎曲。因此該泵可選擇的修復技術只能包括電刷鍍、微弧冷焊、激光焊、高分子修補膠方法。由于輸油泵軸頸部位所處空間小，操作位置有限，無法使用大型激光修復設備。輸油泵軸頸承受載荷大，工作溫度高，振動大，承受一定的交變載荷，由于修補膠技術強度相對較低，也不適合修復此泵。電刷鍍與冷焊修復所需設備占用空間小，修補材料結合強度相對較高，修復過程簡單，修復尺寸可在較大范圍內進行控制，修復后表面粗糙度好、強度高，因此決定采用冷焊與電刷鍍技術對軸頸進行修復。

3.現場修復

（1）制作簡易轉子支撐裝置。由于待修復軸頸是端部，軸承座已經拆卸下，因此端部的軸已經不在旋轉中心。為避免修復過程中軸的轉動造成轉子和其他部件損壞，要制作一個支撐裝置（圖1）使軸恢復到旋轉中心位置。支撐裝置可以支撐軸旋轉，方便修復操作和修復后對軸頸尺寸的檢測。

（2）測量軸頸尺寸，檢測軸頸材料。泵軸材料為42CrMo4V，經測量軸頸磨損已經缺失0.6mm，并且表面凹凸不平，氧化層與雜質鑲嵌在縫隙內。對于這種尺寸缺失情況如采用電刷鍍只能鍍銅進行尺寸修復，但銅的強度低，修復后軸頸不能滿足重負荷要求。因此要先采用微弧冷焊修復方法，使用與軸頸相同的材料進行填補，才能獲得足夠的尺寸和強度要求。

圖1 轉子支撐裝置

（3）進行脈沖微弧冷焊（圖2）。首先，清理磨損表面，去除雜質與氧化層，使軸頸露出金屬基礎面。再開始逐層補焊至所需尺寸。冷焊時采用與軸頸材料相同的0.2mm和0.1mm厚的板材，根據軸頸的寬度剪裁成長條狀，清理軸頸與焊補薄板至完全露出金屬光色，將填補薄板鋪在軸頸缺損部位，使用脈沖冷焊開始焊接。當焊接完成一圈之后，對焊接表面進行打磨與檢測，根據軸頸缺損程度再進行逐層焊接，直到軸頸恢復至所要求的尺寸。

（4）軸頸尺寸與形狀精度修復。由于冷焊是由多層累加焊接完成，因此軸頸焊接完成后的形狀與尺寸精度都達不到要求。要對焊接后的軸頸進行打磨，用千分尺與百分表配合測量，逐步使軸頸的尺寸與形狀恢復到要求的精度。

（5）使用電刷鍍（圖3）修復軸頸表面精度。冷焊打磨之后，軸頸的尺寸與形狀精度都恢復到了要求的水平。但在軸頸表面還存在著許多微觀的小孔隙，這是由于脈沖焊時填料與軸頸并非完全熔接在一起所造成的。脈沖焊時，由多個相互緊密排列的焊點組成一個面，因此點與點之間的部分，在打磨之后還會有許多小的間隙。在精度要求不高的場合可以直接使用，但在腐蝕、振動、重載、高速場合下，要對這些間隙進行修補，修補這些間隙最好的方法就是使用電刷鍍技術。

圖2 進行脈沖微弧冷焊

圖3 使用電刷鍍修復

電刷鍍的基礎面就是冷焊打磨后的軸頸表面，電刷鍍時首先以銅鍍液進行間隙的填充，再進行表面的硬化處理。電刷鍍時使用配備的專用藥水，專用的電刷鍍電源及刷鍍頭。采用12V電源活化處理軸徑表面，再用11V電源刷鍍，以獲得最好的鍍層結合力。填補冷焊間隙時，根據刷鍍需修補的尺寸控制電刷鍍的時間和電流，并在刷鍍完每層之后進行尺寸的檢測，當尺寸形狀精度符合要求時，再進行表面硬化層的刷鍍。

4.修復后效果檢測

泵軸頸經過冷焊與電刷鍍處理后，軸頸尺寸精度在0.01mm，形狀精度（全跳動）在0.02mm以內。軸頸表面光滑平整，修復后的軸頸強度與硬度達到要求。

軸頸修復后，軸承與軸頸恢復了過盈配合。輸油泵進行試運行，端部軸承運行平穩，軸承溫度正常，輸油泵恢復正常運行。

5.結束語

使用軸頸現場修復技術，適合修復使用滾動軸承支撐的軸頸，修后的尺寸和形狀精度可達到軸頸要求的強度，但修復后的表面粗糙度和硬度與在工廠進行鍍硬鉻修復相比相對較低。因此，對使用滑動軸承支撐的軸頸修復時，就不適宜應用這種現場修復技術。 W13.12-14