耐磨复合衬板在除尘风机叶片上的应用
除尘风机用于转炉烟尘的捕集,烟尘的温度为70~90c,粉尘粒径<0.6mm,风机转速720r/min,风量为90万m3/h,风压5500Pa,风机转子重14,t其中叶轮重5.81,t主轴重7.7835t。该风机为上鼓厂制造,新品制作时对叶片易磨损处采取了安装耐磨复合衬板的预保护措施。但正常运行2~3个月后,风机振动不断加剧,经停机检查,发现原耐磨板由于烟尘的高速冲蚀已破损不堪,由此造成风机转子的动平衡失效,致使机组振动加剧,无法正常运行。为此,决定对风机进行修复。
1、风机失效机理分析
风机运行一段时间后,振动加剧、负荷增加,不能正常工作的根本原因是由于风机叶片在烟气、粉尘的冲刷和腐蚀下,产生了不均匀的磨损和腐蚀,使动平衡失效。风机叶片形状和结构的特点,决定了烟气、粉尘对叶片的冲刷和腐蚀是不均匀的,而风机失效的速度(使用寿命)又取决于耐磨复合衬板的配置合理与否及堆焊材料的使用性能。这种复合耐磨板一般都以16Mn或15MnV为基体,表面堆焊高硬度耐磨材料即高Cr铸铁,而堆焊高Cr铸铁必然会产生裂纹,这是释放应力的正常现象,且这种裂纹较密较浅,不会影响其使用性能。必须注意的是制作耐磨板时一定要注意 焊接方向,耐磨板装上叶片后,使烟气、粉尘的流向与耐磨板的裂纹方向呈垂直状态,这样就不会造成磨削槽现象,从而延长其使用寿命;另外,高Cr铸铁种类繁多,必须通过试验,优选耐磨性好、高温硬度高与基体结合强度高(不易剥落)的高Cr铸铁堆焊材料。
2、复合耐磨板的制作和安装
风机叶片上耐磨层的制作方法有两种,一是直接在叶片上堆焊耐磨层,其优点是施工比较简单方便,但结构一旦发生变形,就难以校正,并可能影响风机的正常运行,另外重复修复的次数也减少。二是制作耐磨衬板后再与叶片复合。采用这种方法大大减少了叶片上的焊接工作量。因此,可以有效控制结构变形,而且一旦衬板失效即可更换新的衬板,使重复修复次数增加,但修复周期长、工作量较大。二者比较,无疑后者是合理的选择。通过对失效风机的观察分析,并不是整个叶片都被冲刷磨损,故在叶片上无需全部复合耐磨板,另外中盘靠近叶片的下侧也被磨损得十分严重。
3、风机修复后的实际生产考核
修复的风机经检验合格后,运行状态正常,使用3个月后目测,叶片磨损甚微。一直正常运行到6个月才停止使用,超过合同规定5个月的目标寿命,比原使用寿命提高1~2倍。
4、结论
(1)风机失效的根本原因是叶片严重的不均匀磨损,导致动平衡失效。
(2)提高风机使用寿命的关键是叶片耐磨衬板的合理配置和衬板堆焊材料的优化。
(3)采用新材料新技术制作耐磨复合衬板的风机,使用寿命提高1~2倍。