汽輪機軸瓦的補焊與重新澆鑄

肖　梅

[摘要]著重介紹對損壞的軸瓦補焊與重新澆鑄。

[關鍵詞]軸瓦 烏金

中圖分類號：TG4文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0520093－01

汽輪機的軸瓦長時間工作在重載，高溫及高振動的環境中，汽輪機軸瓦表面的烏金會發生磨損，電蝕，局部破損。當檢修時發現上述情況要對軸瓦進行修復，更換新軸瓦工期長耗資多。從節約挖潛的角度看，可考慮自己對損壞的軸瓦進行補焊或重新澆鑄。

一、軸瓦烏金面的局部補焊

軸瓦若存在間隙過大、烏金局部脫胎、有裂紋及砂眼等缺陷，可用局部補焊消除。

（一）局部烏金磨損的軸瓦補焊

1．先用一段角鋼作為模具，將烏金熔化鑄成條狀，以便補焊時操作。2．用刮刀把磨損后需補焊的瓦面均勻地刮掉薄薄一層，并清除油脂、污垢。3．為了防止烏金溫度升高過快，可將軸瓦放在水中，將需要補焊的部位露出水面。4．用碳化焰加熱磨薄了的瓦面，同時不斷用烏金條去擦加熱處。待瓦面熔化，即填加烏金，填加烏金跟母材烏金能熔為一體即可。若看到有凹陷的熔化，就說明溫度偏高，可立即停止此處補焊，重新在溫度低另一處進行補焊。5．把補焊區分成若干小塊，補焊時一塊一塊進行，不可在一處一直堆焊下去。若焊一遍的厚度不夠，可再焊一遍，不宜一遍焊得過厚，否則將使烏金過熱、變脆、易裂、易脫落。6．焊完經檢驗合格后，進行切削加工。

（二）烏金局部脫落的軸瓦補焊

1．用木棒輕輕敲擊烏金，根據聲音判斷脫胎部位，然后用鏨子把脫胎的烏金徹底清除。2．準備好氯化鋅、錫條、烏金等，也可將軸瓦放在水池中。3．用熱堿水刷洗，再用清水清洗，然后用鋼絲刷將瓦胎刷干凈。4．用氧化焰把脫胎的瓦胎面燒一遍，以清除殘留在針孔內的石墨和油垢；然后用中性焰或輕微碳火焰加熱瓦面到300℃左右，將氧化鋅涂在瓦胎面上，用錫條摩擦加熱面，錫條熔化后薄薄地覆蓋于瓦面，直到全部瓦面掛均勻為止。5．掛錫后接著補焊烏金，不可放置時間過長，以免氧化。若脫落面積較大，應分成若干小塊，一塊一塊地補焊后連成整體。6．焊后用木棒全面敲擊檢查一遍，以便發現補焊中是否有脫胎現象，合格后即可進行切削加工。

二、軸瓦重新澆鑄烏金

對于軸瓦烏金面嚴重損壞，不宜采用補焊修復時，可以進行烏金重新澆鑄。其方法如下：

1．準備圖紙。準備軸瓦圖紙，無圖時可臨時繪制草圖。軸瓦上的孔、槽等凹面位置、形狀，尺寸須畫清楚，以便澆鑄后按圖紙加工。

2．清理軸瓦胎。（1）將軸瓦沿著軸向立放，用氣焊嘴均勻地加熱軸瓦胎外側，直到原有的軸承合金熔化脫離為止。清除的舊軸承合金可留作澆鑄其他較次要的軸瓦之用。（2）用鋼絲刷將軸瓦的凹面清理干凈，露出金屬光澤。（3）將軸瓦胎放入80～90℃、含10%（重量）苛性鈉的溶液內煮15～20min，并用鋼絲刷清除瓦胎一的油質。取出后再用70～90℃的熱凝結水沖洗，洗凈殘余堿水，最后用白布把軸瓦胎擦干。

3．掛錫。掛錫的目的是要增加軸承合金對瓦胎的附著力，使其緊密地結合在一起。錫料可用純錫，也可用錫30%、含鉛70%或含錫含鉛各50%的焊錫。焊錫流動性較好，容易掛在軸瓦胎上，因此通常采用它。在掛錫前，先在瓦胎表面涂上一層鹽酸，數分鐘后，再用清水把酸液沖洗掉并擦干凈。均勻地將瓦胎加熱至250～270℃。加熱時瓦胎要保持清潔，最好使用電爐加熱，也可以用多個氣焊嘴加熱。在加熱過程中可用1～2mm厚的薄錫條在瓦胎上輕輕地摩擦，錫條熔化即表示達到所要求的溫度。在加熱后的軸瓦胎面上均勻地涂抹一層氯化鋅溶液（ZnCl2），然后撒上一層氯化銨（NH4Cl）粉末，隨后即用細鋼絲刷把粉末刷勻，鋪成薄薄的一層。

4．軸瓦胎的預熱。掛了錫的軸瓦胎要經過預熱以后才能澆鑄軸承合金。預熱前，先在軸瓦胎內裝好澆鑄模心。大型軸瓦通常多采用鐵板卷制而成的立式鐵芯，平板上鋪軟紙。軸承合金從鑄模中央的澆口澆入，經底部上升到模內。鑄模內的空氣則由模頂的氣孔排出，這樣熔渣和雜質由于密度小而殘留在澆口附近，可以防止熔渣和雜質進入模內，較好地保證澆鑄質量。

瓦胎上所有的油孔，都要用石棉繩和石棉泥嚴密封堵。鐵芯四周的縫隙也都要用粘土65%、食鹽17%和水18%所混和成的泥料將縫隙堵掉。泥料掛好，在預熱以前要晾干。

瓦胎邊同模心一起進行預熱，加熱的方法與掛錫時相同。預熱的目的主要是使軸承合金澆入后瓦胎與軸承合金同時冷卻收縮，以防止發生脫胎現象。其次經過預熱還可清除瓦胎與模心上的油質和潮氣，保證澆鑄質量。預熱溫度剛剛能熔化焊錫為宜。

5．軸承合金的準備及澆鑄。（1）軸承合金的選用。軸承合金是一種摩擦系數和摩擦消耗功率都比較低的灰白色合金。從組織上來說，它是一種含硬質組織成分的金屬塑性體。常用的軸承合金有鉛基和錫基兩種。鉛基軸承合金可塑性較差，汽輪機重要軸瓦均采用可塑性強的錫基軸承合金。軸承合金的選用是根據軸瓦單位面積上的負荷和軸頸表面的線速度的乘積來決定的。（2）熔化軸承合金，將軸承合金打成碎塊放入鍋內加熱。熔化后，就在表面撒上20～30mm厚的一層粗木炭粒，使軸承合金與空氣隔開，以免氧化。軸瓦的澆鑄質量，在很大程度上取決于軸承合金澆鑄時的溫度。溫度過高，會增加氧化作用，使結晶體粗大。因凝固時間延長，合金內不同高度的各種金屬容易分離，造成組織不勻。溫度過低又會影響流動性。因此在保證流動性和補償澆入軸瓦以前的溫度下降值的情況下，盡量地保持較低的溫度。（3）注入軸承合金。準備注入軸承合金前，應先將預熱好的鑄模再檢查一次，重新緊固鐵芯的螺栓。確信無漏泄處，才可注入軸承合金。軸承合金加熱到澆鑄溫度，用干凈木棒攪均勻，然后撥開浮在液面上的木炭，將其注入鑄模內。澆鑄進，應該小心連續地在1.5～3min內一次澆完。考慮到合金冷卻收縮，應向澆口內多澆一些軸承合金。澆注完畢，在鑄模上部堆置一些木炭或用氣焊嘴加熱，使整個鑄體自下而上地逐漸冷卻下來。一些雜質的砂眼均可位于最后硬化的澆口部分內。此外，用鐵棒把上部的氣體排除。軸承合金凝固后（即溫度已低于236℃后），至少還要在空氣中靜置8h。（4）澆鑄后的質量檢查和加工。澆鑄質量的檢查工作必須認真執行。其方法如下：軸承合金冷卻到60℃以下就可打開鑄模。檢查合格后兩半軸瓦結合面互相研合好后，可以進行切削加工。

五、結束語

雖然對破損的軸瓦進行修復可節約大量時間與資金，但是要視情況而定。實際操作中要注意以下問題：1．原廠軸

瓦烏金與購買的烏金可能會有差異，兩者有可能會溶合不牢。2．對于大面積脫落的烏金還是選擇換瓦因為原廠配件更加可靠澆鑄風險過大。

參考文獻：

[1]火力發電職業技能培訓教材編委會，汽輪機設備檢修，北京：中國電力出版社，2005.

[2]趙永民，汽輪機設備及運行，北京：水利電力出版社，1982.

[3]吳季蘭，汽輪機設備及系統，北京：中國電力出版社，1998.