淺談堆焊技術在國內石化、冶金行業機械設備維修中的應用

孫水江

【摘 要】隨著社會的進步，堆焊技術日益廣泛，堆焊技術是表面工程技術，比較傳統且高效，尤其在冶金行業及國內的石化行業中大型的設備修復與強化上的運用非常廣泛，應用前景也非常廣闊。本文作者提出了石化行業，冶金行業堆焊技術的應用，并從冶金行業與石化行業實際生產中對新型堆焊技術著手，給出了目前所使用的堆焊技術，供同行參考。

【關鍵詞】堆焊技術 冶金行業 石化 機械設備 維修應用

堆焊是表面工程中重要的分支，它是指利用熱源的手段，將合金材料（具有一定的使用性能）與母體的材料表面進行溶覆，促使母體的材料失損的零件或者具有特殊性能的母材恢復到原有尺寸。母體的材料與堆焊層可以實現冶金的結合，并且促進堆焊層在應用的過程中的壽命能夠有效延長，不容易脫落。并且可以依據零件的耐高溫、耐腐蝕與耐磨損等性能上的要求，對堆焊的合金進行合理的選擇，在工藝上具有非常大的靈活性。

1在石化行業中堆焊技術的應用

在石化行業中，動力設備中的大型機組發生故障的幾率比較高，比如說，壓縮機、風機、煙氣輪機、汽輪機等，這些設備大多是以支撐瓦軸頸、風機葉片、隔板、汽輪機的高速轉子，煙機葉片及軸頸、壓縮機的轉子葉輪、輪盤的零部件，葉片為主，其主要的失效形式就是腐蝕以及氣體的沖刷。此外，在管道、閥門、油水過濾器、罐、換熱器等特殊的部位，因為原油中大量的氯離子與硫離子等存在，對不銹鋼所造成的腐蝕也特別的嚴重。

（1）壓力容器。在石化企業中，壓力容器質量會直接影響設備周期的安全運行與正常的生產。目前投入使用的壓力容器大多都是帶傷運行或者是超服役期運行，因此對設備的維修與檢查變的更加的重要。

（2）原油的換熱器。在石化行業中，原油換熱器應用是比較廣泛的，為了促進管程的耐腐蝕能力提高，在原油的介質接觸面上要進行一層不銹鋼的耐腐蝕層的堆焊。

（3）應用案例。在某石化的項目中，現場制作無縫管，發現有部分的管段其長度與圖紙的要求存在差異。無縫管的鋼管材質為 -106 ，三段管的規格為φ 毫米、φ 毫米，φ 毫米，標準值與實際的長度相比長了大致5毫米至7毫米。根據相關的技術協議與設計的標準中規定，其允許的誤差值在3毫米以內，以上的管段長度與誤差的允許范圍值相比均超出，但是支管的焊接與開孔的焊接均已完成，因此，只能通過以管段的某一指定的端口利用堆焊技術方法，將管道的長度延長。

2在冶金行業中堆焊技術的應用

冶金行業的生產設備所處的環境（高熱應力與高應力）大多是比較惡劣的，比如說半鋼輥、料鐘、冷（熱）軋工作輥、槽型輥、鑄管膜等。在這些設備當中，最關鍵的就是各種的軋輥設備零件，其價格都是比較昂貴的，并且消耗量很大，其壽命的長短不僅可以對鋼鐵制品質量造成直接影響，還與產品的成本有著密切的關系，特別是板型與表面的質量。經過國內外的實踐生產表明，對舊軋輥給予堆焊的強化與修復是最有效、最經濟的方法之一。

（1）風機葉片。風機葉片的工作環境都是比較惡劣的，在進風口處的葉輪葉片是最容易造成磨損與腐蝕的，一般葉輪葉片在使用3000到4000小時左右，就會因為磨損與腐蝕導致失去平衡，最終報廢。

（2）齒輪。在冶金行業中，堆焊技術在修復大型的齒輪類零件非常的廣泛。齒輪作為外硬內韌的典型零件，大多是根據低碳合金，淬透性比較好的材料制造而成，在經過化學熱處理工藝（淬火、滲氮、滲碳）處理以后，使其硬性增大。在進行堆焊技術時，要注意對熱輸入量的控制，令機體組織受熱影響盡量減少。

（3）軋輥。冶金行業中大型的設備結構在發展中復雜化不斷加大，以最常見的連鑄輥為例。連鑄機中關鍵的部件就是連鑄輥，珠光體的耐熱鋼（CrMo）是輥芯一般使用的材質，其主要的失效形式為表面的彎曲與磨損、環向裂紋及龜裂。

3冶金行業與石化行業實際生產中對新型堆焊技術的應用

堆焊技術的傳統方法包括埋弧堆焊、焊條電弧焊、氣體保護電弧焊，這些技術之所以應用的范圍比較廣泛，也是因為其技術比較成熟。在不斷創新的焊接技術中，一些高效的堆焊技術得到了不斷的發展，如電渣堆焊、寬帶極堆焊、高速能堆焊及TIG堆焊等。在近幾年中，高速能堆焊技術發展的最為迅速，其代表就是激光堆焊。

（1）激光堆焊技術。激光的堆焊技術其冷卻的速度比較快，并且可以準確的對熱輸入量進行控制，速度快，稀釋率與成分及厚度上的可控性比較好，熱畸變小，可以得到性能優越且組織精密的堆焊層。激光的焊接技術在確定焊接工藝的參數后，焊接的可靠性比較高，容易保證焊接的質量，并且為無接觸的加工，在焊接的過程中可以實現自動化的焊接技術，在眾多新型技術中比較符合現代的標準要求。激光堆焊技術在冶金行業中應用較廣，特別是軋輥的設備與強化上，應用最為廣泛。

（2）寬帶極堆焊。寬帶極的堆焊技術在眾多堆焊方法中的生產效率屬于非常高的一種，與合金帶（已成型）進行焊接，其寬度可以控制在300毫米上，完成堆焊的一次成形。堆焊的效率很高，并且合金的元素損失比較少，且容深淺，對于大面積平整的面給予表面改性處理是非常適合的。

經濟的不斷發展，生產技術也在發展中不斷的更新換代，再加上一些大工程與大項目在發展中不斷的增加，對生產技術提出的要求也越來越高。堆焊技術的設備比較簡單，并且在工地的施工中容易得到廣泛的應用。不只是冶金行業與石化行業，在鐵路、模具、核動力、車輛等行業的修復與制造中，堆焊技術都發揮了重要的作用。

4結語

在冶金行業與石化行業中，堆焊技術的應用使部分機械設備的修復與制造過程中遇到的難題得到了解決，并且成為促進效益增加、效率提高、企業成本降低的有效手段之一。堆焊技術的使用為制造行業在發展的道路上做出了巨大的貢獻，但其技術的發展還是不夠經濟化與高效化，其設備也不具備專業化。為了促進該技術在發展中做出更好的貢獻，要加強材料與方法的改良。

參考文獻：

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