“福世藍(lán)”修復(fù)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

秦學(xué)恒

1 前言

新型干法水泥系統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備屬于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)工況，其設(shè)備故障應(yīng)急處理要求高效、可靠地處理突發(fā)設(shè)備故障，盡量縮短系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間，“福世藍(lán)（First Line）”高分子復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。在水泥企業(yè)中該技術(shù)已在設(shè)備維修方面得到較為廣泛的應(yīng)用，并以其簡易、高效、可靠等性能優(yōu)勢改善了傳統(tǒng)設(shè)備搶修中勞動(dòng)量大、費(fèi)時(shí)長、成本高等問題，在控制生產(chǎn)成本以及提高設(shè)備管理水平等方面取得了較好的效益。與此同時(shí)，掌握該技術(shù)需要一定的技術(shù)水平與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，操作過程中要求操作者嚴(yán)格控制好各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。筆者總結(jié)了幾年來使用該技術(shù)在設(shè)備維修方面取得的一些經(jīng)驗(yàn)，以下介紹三個(gè)使用“福世藍(lán)”技術(shù)進(jìn)行設(shè)備維修的實(shí)例，供同行參考。

2 實(shí)例1：窯頭排風(fēng)機(jī)軸面修復(fù)

2.1 故障描述

2009年12月黑龍江某新建5000t/d工廠，試生產(chǎn)過程中窯頭排風(fēng)機(jī)非負(fù)荷側(cè)軸承高溫，軸承內(nèi)套與軸表面燒熔“膠合”，軸表面形位尺寸受到破壞。

2.2 原因分析

軸承座密封處漏油，內(nèi)部缺油，巡檢忽視導(dǎo)致。

2.3 解決方案

2.3.1 常規(guī)方法

先將風(fēng)機(jī)葉輪傳動(dòng)組整體拆卸，更換傳動(dòng)軸或拆卸傳動(dòng)軸，并且對軸補(bǔ)焊加工修復(fù)，預(yù)計(jì)工期48h。

2.3.2 使用“福世藍(lán)”技術(shù)

施工方法上不采取整體拆卸，僅對膠合面局部進(jìn)行修復(fù)；使用2211復(fù)合材料產(chǎn)品配比粘結(jié)，預(yù)計(jì)工期12h（含加工制作模具、復(fù)合材料固化養(yǎng)生）。

在施工過程中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

（1）模具的制作（圖1）。

以風(fēng)機(jī)的軸肩尺寸為定位面，采取一次車削加工保證軸鍵圓弧面和軸肩圓弧面的同軸度；兩端孔制作配合定位銷（一面、兩銷定位），其余用螺栓夾緊、兩對半圓接合面的表面粗糙度達(dá)到6.3級、倒角1×45°、軸肩尺寸（過渡配合）進(jìn)行定位。

（2）軸表面修磨，加工制作標(biāo)準(zhǔn)形位尺寸模板（圖2），保證涂膠層均勻，厚度尺寸達(dá)到修復(fù)要求。

使用拋光機(jī)將膠合面打磨光滑，建議開10mm間距、3mm深度網(wǎng)格槽增加粘附強(qiáng)度；以第一道軸肩外形尺寸為基準(zhǔn)制作模具，修復(fù)同時(shí)受損的軸肩和軸承配合面。在模具制作過程中，要注意以下幾點(diǎn)：

a盡可能采用外形尺寸及剛度足夠的材料。在選擇材料過程中，建議使用軸徑1.5倍的實(shí)心中碳鋼，以保證足夠的剛度和加工余量。加工工序需要先進(jìn)行剖分、定位、夾緊后，車削加工。

b盡可能全部冷加工，若必須經(jīng)過焊接工序，要充分考慮溫度和形位尺寸變化。

c固化、脫模后，接口部位修磨，使用尺寸模板以及塞尺、千分尺等量具，檢查修復(fù)后的形位尺寸，將局部缺膠部位修補(bǔ)涂抹，達(dá)到要求以后進(jìn)行軸承裝配等工作。在脫模過程中由于“福世藍(lán)”材料具備均衡的物理性能（用于修復(fù)軸類磨損的“福世藍(lán)”2211復(fù)合材料具有高達(dá)1030kg/cm2的抗壓強(qiáng)度、415kg/cm2的粘結(jié)力和抗腐蝕性能），用“福世藍(lán)”技術(shù)修復(fù)后，利用“福世藍(lán)”材料良好的吸波性和退讓性，可以緩沖金屬之間的相對沖擊，使其緊密配合。

該方法只可進(jìn)行一次裝配，如果能避免二次裝配中聯(lián)軸器與軸套拆卸以及滾鍵等情況出現(xiàn)的間隙和產(chǎn)生的相對運(yùn)動(dòng)，則可保證修復(fù)部位在正常周期內(nèi)的使用。

3 實(shí)例2：回轉(zhuǎn)窯地腳螺栓拉斷及基礎(chǔ)修復(fù)

3.1 故障描述

2012年10月安徽某2500t/d工廠，回轉(zhuǎn)窯托輪底座兩個(gè)M48地腳螺栓松動(dòng)后被拉斷，造成托輪底座與混凝土基礎(chǔ)振動(dòng)。

3.2 原因分析

圖1 模具

圖2 尺寸模板

圖3 托輪軸承座及基礎(chǔ)底座

回轉(zhuǎn)窯托輪在生產(chǎn)過程中，因腐蝕、老化、意外損傷、設(shè)備振動(dòng)等因素影響，造成混凝土基座、地面等部位損傷，導(dǎo)致地腳螺栓斷裂，嚴(yán)重影響回轉(zhuǎn)窯設(shè)備的安全及系統(tǒng)連續(xù)生產(chǎn)。

3.3 解決方案

3.3.1 常規(guī)方法

設(shè)備停機(jī)后，取出混凝土基礎(chǔ)內(nèi)斷裂的地腳螺栓，或在不停機(jī)條件下新增加4組地腳螺栓孔，重新進(jìn)行一、二次澆筑，預(yù)計(jì)工期20d（含鉆孔、一次、二次灌漿養(yǎng)護(hù)15d）。

3.3.2 使用“福世藍(lán)”技術(shù)

施工方法與常規(guī)方法相同，使用5010A/D-1511復(fù)合材料產(chǎn)品配比粘結(jié)，預(yù)計(jì)工期5d（含鉆孔、復(fù)合材料養(yǎng)護(hù)）。

考慮到回轉(zhuǎn)窯主機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，在長時(shí)間松動(dòng)情況下，影響窯體振動(dòng)增加和軸瓦潤滑效果，存在隱患，故采取第二種解決方案。費(fèi)用方面第二種方案與第一方案基本相同。在施工環(huán)節(jié)中需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）清潔、清洗工作中，應(yīng)先將鉆下的混凝土清除，再使用無水乙醇對鉆孔內(nèi)徹底清洗。

（2）使用電熱風(fēng)機(jī)吹干鉆孔，將高分子復(fù)合材料按照重量比例調(diào)和進(jìn)行澆注。

（3）24h固化后，才可以進(jìn)行螺栓緊固。

（4）施工后對新增加的地腳螺栓部位，焊接連接板和支撐筋板，緊固地腳螺栓。

（5）利用停機(jī)檢修機(jī)會(huì)，清除振動(dòng)局部損壞的二次灌漿混凝土層，重新進(jìn)行修復(fù)澆筑，同時(shí)把新增加的底座板與原基礎(chǔ)連成整體。

養(yǎng)護(hù)期后基礎(chǔ)牢固，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，徹底解決了地腳螺栓折斷問題。

4 實(shí)例3：篦冷機(jī)傳動(dòng)軸與法蘭套磨損修復(fù)

4.1 故障描述

2013年2月安徽某2500t/d工廠，篦冷機(jī)傳動(dòng)軸與法蘭套滾鍵內(nèi)部磨損。

4.2 原因分析

該處設(shè)計(jì)雙鍵傳動(dòng)，在部件裝配過程以及受軸和法蘭套鍵槽加工基準(zhǔn)影響，必然會(huì)出現(xiàn)某一個(gè)鍵槽與鍵單邊先受擠壓力，局部組織疲勞變形后，兩者之間出現(xiàn)間隙，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生輕微抖動(dòng)現(xiàn)象。傳動(dòng)軸與法蘭套之間經(jīng)過一段時(shí)間的相互沖擊、摩擦，使其配合的間隙變大，最后出現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的問題。修復(fù)前，法蘭套內(nèi)表面與軸表面已經(jīng)出現(xiàn)2～3mm的間隙，軸表面麻點(diǎn)狀坑分布數(shù)量較多（直徑1～2mm，深度1mm）。

4.3 解決方案

4.3.1 常規(guī)方法

整體拆卸傳動(dòng)軸，將軸和配合法蘭套的磨損表面部位進(jìn)行補(bǔ)焊后重新切削加工，現(xiàn)場重新裝配。施工時(shí)間約為72h（需20位人工費(fèi)用及含吊裝機(jī)具費(fèi)用）。

4.3.2 使用“福世藍(lán)”技術(shù)

利用鍵槽定位即修復(fù)軸、孔鍵槽，加工配合尺寸的平鍵。在磨損面涂抹高分子金屬修補(bǔ)劑，將定位后孔軸表面粘結(jié)。“福世藍(lán)”工藝修復(fù)方案具體包括：

（1）表面處理

第一步，對磨損的法蘭套與軸用現(xiàn)場氧氣、乙炔割炬對軸表面加熱除油去水處理，將滲透到金屬內(nèi)的油、水類液體完全烤出。擦拭清除部件上殘留的灰渣及污染物，使用游標(biāo)卡尺或螺旋千分尺測量磨損后的實(shí)際尺寸。

第二步，確定磨損量以后，對待修表面用磨光機(jī)打磨，直至打磨出金屬原色為止，以除去表面的氧化、鈍化膜，保證粘結(jié)強(qiáng)度。

第三步，用無水酒精進(jìn)行表面清洗，除去表面的灰塵。

（2）調(diào)和材料

材料為雙組分材料，均勻調(diào)和，調(diào)至一種顏色為止。

（3）修復(fù)磨損面

圖4 篦冷機(jī)傳動(dòng)軸裝配圖

采用模具修復(fù)或者定位修復(fù)，最大精度地保證同心度。涂抹材料時(shí)，先將材料均勻地涂抹在軸外表面，然后再涂法蘭套內(nèi)磨損表面，將軸套對準(zhǔn)鍵槽位置進(jìn)行裝配（該部位鍵槽前端開放式見圖4）；將雙鍵同時(shí)錘擊裝配進(jìn)入軸、套鍵槽；通過鍵體微變形脹緊達(dá)到配合定位要求，打磨處理外部殘余鍵料；安裝軸承、螺栓等部件。雙鍵脹緊定位徹底解決了鍵和鍵槽裝配間隙問題，修復(fù)固化后滿足裝配件同軸度要求。

（4）固化要求

由于當(dāng)時(shí)的窯系統(tǒng)點(diǎn)火升溫時(shí)間滿足固化要求，所以修復(fù)后采取常溫24h固化（注：材料本身24℃的情況下需要24h完全固化，溫度每升高11℃，固化時(shí)間縮短一半，所以當(dāng)設(shè)備需要馬上開機(jī)生產(chǎn)時(shí)，可以采用電弧燈加熱的方式對材料進(jìn)行加熱。當(dāng)加熱至68℃時(shí)，只需固化1.5h即可。材料具有非常好的機(jī)加工性能和抗化學(xué)腐蝕性能，所以在修復(fù)轉(zhuǎn)速達(dá)到1500r/min以上的電機(jī)軸時(shí)，完全可以采用機(jī)加工修復(fù)的工藝來保證同軸度）。

帶載運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)月后，利用檢修機(jī)會(huì)對修復(fù)部位檢查，其狀態(tài)與修復(fù)時(shí)相同（注：修復(fù)層的粘接強(qiáng)度是衡量修復(fù)層與基體表面間結(jié)合力的標(biāo)志，也是衡量修復(fù)層質(zhì)量的重要數(shù)據(jù)。“福世藍(lán)”材料的試樣拉伸試驗(yàn)，斷面拉伸強(qiáng)度為425kg/cm2。分析試樣的破壞形式，屬于內(nèi)聚破壞。修復(fù)層粘著牢固不易脫落，滿足被修復(fù)部件的使用條件）。

本次設(shè)備維修使用福世蘭技術(shù)，采取雙鍵脹緊定位以及利用材料結(jié)合強(qiáng)度替代過渡配合進(jìn)行修復(fù)。在成本方面約節(jié)省50%，工期方面節(jié)省48h。

5 結(jié)語

材料性能與設(shè)備維修技術(shù)的有機(jī)結(jié)合是福世蘭技術(shù)的核心，合理運(yùn)用該技術(shù)可減輕設(shè)備維修勞動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，縮短設(shè)備維修時(shí)間，降低設(shè)備維修成本。