“福世藍”修復技術應用實例

秦學恒

1 前言

新型干法水泥系統生產設備屬于連續運轉工況，其設備故障應急處理要求高效、可靠地處理突發設備故障，盡量縮短系統停機時間，“福世藍（First Line）”高分子復合材料修復技術應運而生。在水泥企業中該技術已在設備維修方面得到較為廣泛的應用，并以其簡易、高效、可靠等性能優勢改善了傳統設備搶修中勞動量大、費時長、成本高等問題，在控制生產成本以及提高設備管理水平等方面取得了較好的效益。與此同時，掌握該技術需要一定的技術水平與實踐經驗，操作過程中要求操作者嚴格控制好各項技術參數。筆者總結了幾年來使用該技術在設備維修方面取得的一些經驗，以下介紹三個使用“福世藍”技術進行設備維修的實例，供同行參考。

2 實例1：窯頭排風機軸面修復

2.1 故障描述

2009年12月黑龍江某新建5000t/d工廠，試生產過程中窯頭排風機非負荷側軸承高溫，軸承內套與軸表面燒熔“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，內部缺油，巡檢忽視導致。

2.3 解決方案

2.3.1 常規方法

先將風機葉輪傳動組整體拆卸，更換傳動軸或拆卸傳動軸，并且對軸補焊加工修復，預計工期48h。

2.3.2 使用“福世藍”技術

施工方法上不采取整體拆卸，僅對膠合面局部進行修復；使用2211復合材料產品配比粘結，預計工期12h（含加工制作模具、復合材料固化養生）。

在施工過程中應注意以下幾個方面：

（1）模具的制作（圖1）。

以風機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到6.3級、倒角1×45°、軸肩尺寸（過渡配合）進行定位。

（2）軸表面修磨，加工制作標準形位尺寸模板（圖2），保證涂膠層均勻，厚度尺寸達到修復要求。

使用拋光機將膠合面打磨光滑，建議開10mm間距、3mm深度網格槽增加粘附強度；以第一道軸肩外形尺寸為基準制作模具，修復同時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：

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，檢查修復后的形位尺寸，將局部缺膠部位修補涂抹，達到要求以后進行軸承裝配等工作。在脫模過程中由于“福世藍”材料具備均衡的物理性能（用于修復軸類磨損的“福世藍”2211復合材料具有高達1030kg/cm2的抗壓強度、415kg/cm2的粘結力和抗腐蝕性能），用“福世藍”技術修復后，利用“福世藍”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。

該方法只可進行一次裝配，如果能避免二次裝配中聯軸器與軸套拆卸以及滾鍵等情況出現的間隙和產生的相對運動，則可保證修復部位在正常周期內的使用。

3 實例2：回轉窯地腳螺栓拉斷及基礎修復

3.1 故障描述

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

3.2 原因分析

圖1 模具

圖2 尺寸模板

圖3 托輪軸承座及基礎底座

回轉窯托輪在生產過程中，因腐蝕、老化、意外損傷、設備振動等因素影響，造成混凝土基座、地面等部位損傷，導致地腳螺栓斷裂，嚴重影響回轉窯設備的安全及系統連續生產。

3.3 解決方案

3.3.1 常規方法

設備停機后，取出混凝土基礎內斷裂的地腳螺栓，或在不停機條件下新增加4組地腳螺栓孔，重新進行一、二次澆筑，預計工期20d（含鉆孔、一次、二次灌漿養護15d）。

3.3.2 使用“福世藍”技術

施工方法與常規方法相同，使用5010A/D-1511復合材料產品配比粘結，預計工期5d（含鉆孔、復合材料養護）。

考慮到回轉窯主機連續運轉，在長時間松動情況下，影響窯體振動增加和軸瓦潤滑效果，存在隱患，故采取第二種解決方案。費用方面第二種方案與第一方案基本相同。在施工環節中需要注意以下幾點：

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

（2）使用電熱風機吹干鉆孔，將高分子復合材料按照重量比例調和進行澆注。

（3）24h固化后，才可以進行螺栓緊固。

（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）利用停機檢修機會，清除振動局部損壞的二次灌漿混凝土層，重新進行修復澆筑，同時把新增加的底座板與原基礎連成整體。

養護期后基礎牢固，設備運轉平穩，徹底解決了地腳螺栓折斷問題。

4 實例3：篦冷機傳動軸與法蘭套磨損修復

4.1 故障描述

2013年2月安徽某2500t/d工廠，篦冷機傳動軸與法蘭套滾鍵內部磨損。

4.2 原因分析

該處設計雙鍵傳動，在部件裝配過程以及受軸和法蘭套鍵槽加工基準影響，必然會出現某一個鍵槽與鍵單邊先受擠壓力，局部組織疲勞變形后，兩者之間出現間隙，導致運轉過程中產生輕微抖動現象。傳動軸與法蘭套之間經過一段時間的相互沖擊、摩擦，使其配合的間隙變大，最后出現相對轉動和擺動的問題。修復前，法蘭套內表面與軸表面已經出現2～3mm的間隙，軸表面麻點狀坑分布數量較多（直徑1～2mm，深度1mm）。

4.3 解決方案

4.3.1 常規方法

整體拆卸傳動軸，將軸和配合法蘭套的磨損表面部位進行補焊后重新切削加工，現場重新裝配。施工時間約為72h（需20位人工費用及含吊裝機具費用）。

4.3.2 使用“福世藍”技術

利用鍵槽定位即修復軸、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劑，將定位后孔軸表面粘結?！案Ｊ浪{”工藝修復方案具體包括：

（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，使用游標卡尺或螺旋千分尺測量磨損后的實際尺寸。

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

第三步，用無水酒精進行表面清洗，除去表面的灰塵。

（2）調和材料

材料為雙組分材料，均勻調和，調至一種顏色為止。

（3）修復磨損面

圖4 篦冷機傳動軸裝配圖

采用模具修復或者定位修復，最大精度地保證同心度。涂抹材料時，先將材料均勻地涂抹在軸外表面，然后再涂法蘭套內磨損表面，將軸套對準鍵槽位置進行裝配（該部位鍵槽前端開放式見圖4）；將雙鍵同時錘擊裝配進入軸、套鍵槽；通過鍵體微變形脹緊達到配合定位要求，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，修復固化后滿足裝配件同軸度要求。

（4）固化要求

由于當時的窯系統點火升溫時間滿足固化要求，所以修復后采取常溫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℃，固化時間縮短一半，所以當設備需要馬上開機生產時，可以采用電弧燈加熱的方式對材料進行加熱。當加熱至68℃時，只需固化1.5h即可。材料具有非常好的機加工性能和抗化學腐蝕性能，所以在修復轉速達到1500r/min以上的電機軸時，完全可以采用機加工修復的工藝來保證同軸度）。

帶載運轉一個月后，利用檢修機會對修復部位檢查，其狀態與修復時相同（注：修復層的粘接強度是衡量修復層與基體表面間結合力的標志，也是衡量修復層質量的重要數據。“福世藍”材料的試樣拉伸試驗，斷面拉伸強度為425kg/cm2。分析試樣的破壞形式，屬于內聚破壞。修復層粘著牢固不易脫落，滿足被修復部件的使用條件）。

本次設備維修使用福世蘭技術，采取雙鍵脹緊定位以及利用材料結合強度替代過渡配合進行修復。在成本方面約節省50%，工期方面節省48h。

5 結語

材料性能與設備維修技術的有機結合是福世蘭技術的核心，合理運用該技術可減輕設備維修勞動強度和運行風險，縮短設備維修時間，降低設備維修成本。