1、常见问题问答66 -k8凯发体育

与宝钛集团、西安交通大学联合研制开发，并在国电石嘴山电厂得到应用。

由于陶瓷片优异的耐磨性能，使用厚度为1.5mm的陶瓷，完全可以胜任绝大多数叶轮的工作场合，因此，虽然开始时使用过厚度为3㎜的陶瓷片，但实际运行发现，几年的运行，陶瓷片的厚度几乎没有改变，因此最终采用了标准的1.5mm厚度的瓷片。由于陶瓷的膨胀系数只有金属的一半，在室温下粘贴的陶瓷片会在叶轮使用温度下（一般在100℃）由于复合层膨胀不均匀而导致瓷片脱落，因此除了设计合理的胶粘剂膨胀系数，获得合理的膨胀匹配以外，尽量减小陶瓷片的平面尺寸，以便合理降低复合层的应力集中，减少陶瓷片因结合层出现应力而脱落的现象。实践证明，利用现有的胶粘剂，当陶瓷尺寸增加一倍，结合层的强度便降低一倍。由于叶轮上的瓷片在运行过程中受到强烈的向心力的作用，陶瓷片重量越大，如果粘接强度不够，导致脱落的可能性也越大。经过近十年的实际运行和研究，认为采用10×10×1.5mm规格的陶瓷片就有最佳的经济性和工艺性能。

一般叶轮防磨措施有堆焊，喷焊等，厚度一般在1～3㎜范围内，使用寿命比叶轮本体制造材料高3倍以上，绝对耐磨寿命可以达到一年以上。相比之下，如果复合陶瓷层，设计的陶瓷厚度为1.5mm（相当于0.5mm的金属重量），考虑到胶粘剂的老化影响，在120℃以下，陶瓷复合层的设计寿命为5年。150℃以下设计寿命为三年。影响复合层使用寿命的关键因素是胶粘剂的老化寿命，温度越低，胶粘剂耐老化时间越长，整个复合层寿命也越长。在使用过程中，只要胶粘层不老化，陶瓷层的厚度几乎没有磨损。在使用年限超过了胶粘层老化极限后，可以将陶瓷层清理除掉，可以继续复合陶瓷层而继续使用。根据过去八年的使用经验，使用在排粉机上的叶轮，已安全运行了6年以上，几乎没有任何影响叶轮平衡的脱落现象，比原来的半年使用寿命提高了近十倍以上。

根据不同的使用工况要求，复合于金属部件表层的陶瓷有氧化铝型，增韧氧化铝，氧化锆，炭化硅，炭化硅及其复合材料。陶瓷硬度为86-94，韧性为普通灰口铸铁的几分之一到大致相当的水平。陶瓷的耐颗粒冲刷磨损性能是普通碳钢的几百倍以上，高铬白口铁的10倍以上，与各种耐磨橡胶，高分子材料相比，耐磨性也高出许多倍。作为金属表面的替代品，可以替代表面热处理，表面合金化，表面堆焊，热喷涂，喷焊，涂敷高分子耐磨材料等。

陶瓷金属复合制造技术主要使用于各种受各种强烈颗粒冲刷磨损部件的表面耐磨防磨制造及修理上。主要应用于电力，矿山、水泥、钢铁、造纸等行业的各种排粉除尘风机，灰渣泥浆泵件，制粉输粉设备衬里，溜槽、弯管、弯头，各种反应釜衬里，矿石分选设备如磁选机等。这些设备在运行过程中受到低应力但强烈的细小高硬度颗粒物的冲刷及滑动磨损，往往从部件的表面开始损坏，当达到一定表面材料缺失，整个部件便报废不能继续使用。由于陶瓷的高硬度，低韧性，决定了陶瓷完全适合于这些部件的使用场合。对于高应力的工作场合，如冲击，破碎设备上，陶瓷无法使用。

由于在使用粘贴工艺时，主要是使用耐高温，高强度胶粘剂进行粘贴复合，而大多数的高分子胶粘剂的使用温度不高于200慑氏度，而且温度越高，胶粘剂的强度就越低，老化速度也迅速增加。因此使用粘贴复合工艺时，工件的使用温度一般不要高于150度，在此温度以下，一般陶瓷与金属的复合强度可以达到200公斤/平方厘米。对于高于此温度的部件，可以使用焊接、镶嵌的工艺处理，这样使用温度可以达到300甚至500度以上。

在电力、钢铁、水泥、造纸等行业中大量使用的风机设备，因输送的气体介质中含有大量的硬质粉尘颗粒和酸性气体，这些设备的过流部件，受到强烈的冲刷腐蚀，尤其是其心脏部件叶轮，在其叶片的末端运行线速度达到160米每秒，磨损速度比其它部位更为严重。据统计，使用普通的碳钢或一般耐磨钢16mn制造的叶轮，一般使用寿命只有半年，最短的只有几十天，虽然使用过各种表面防磨措施如堆焊，喷涂，喷焊、涂覆高分子耐磨材料等，使用寿命也难以得到显著提高。比较常用的方法中，以堆焊使用比较多，效果尚可，一般能使用一年以上而不需要大面积修理。其缺点是由于堆焊输入大量热量，如果控制不好，会导致叶轮变形，而且不能反复修理使用。热喷涂喷焊也有同样的问题，而大大限制了它们的应用。

当将陶瓷使用于高速转动的风机转子上时，必须考虑几个重要的因素。第一，必须要求胶粘剂有足够的粘贴强度以确保几倍甚至几十倍于向心力的保险系数。第二，由于陶瓷的膨胀系数只有金属的一半，因此必须合理确定胶粘剂的膨胀系数，陶瓷片的大小，以得到合理的胶粘层的应力匹配，不致在使用过程中因温度升高而导致陶瓷与金属基体之间开裂而脱落。叶轮不同部位磨损程度不同，因此必须考虑使用不同厚度及不同材质的陶瓷，以得到不同部位有相同的使用寿命。第四，必须考虑到陶瓷可能的脱落给叶轮安全运行带来的影响。 基于上述考虑，我们采用了特殊的陶瓷片材料，设计了特殊的形状，特殊的胶粘剂，并制定了严格的粘贴工艺（具体施工工艺见附件）以确保陶瓷片的脱落可能性降低到最小的限度。 与传统的堆焊、喷焊、喷涂工艺相比，陶瓷复合工艺除了有优异的耐磨性能外，还具有重量轻，施工工艺简单，维修方便，没有输入热量，不会对叶轮形状产生变形影响，不会对金属基体产生不利的影响，包括热变形，裂纹等。

由于使用胶粘复合陶瓷工艺的最高使用温度为160℃，当超过这个温度时，胶粘层会因迅速老化而导致陶瓷层脱落。这种情况下可以采用焊接或镶嵌的工艺进行陶瓷复合处理。 进行焊接或镶嵌陶瓷复合处理时一般要求用户提供叶轮的图纸，或型号，由我方与风机制造厂合作，将陶瓷的焊接或镶嵌工艺与叶轮的制造结合起来。由于使用温度较高，要求使用不同的陶瓷材料，陶瓷形状，焊接或镶嵌工艺，以及不同的胶粘填料。使用这种工艺，叶轮的最高使用温度可以达到350～500℃。

电厂典型的20d直径排粉机叶轮，一般使用20钢16mn钢制造，如果不进行防磨处理，使用寿命可能只有半年甚至更短。如果进行堆焊或喷焊处理，可以使用一年到两年。复合上1.5mm的陶瓷后，寿命可以提高到5年以上。在预期使用寿命内，三年免费维修，五年之内提供维修服务。

如果叶轮已经磨损，一般情况下需要更换叶片，重新恢复到新叶轮的尺寸后才可以进行表面陶瓷复合处理。但如果使用时间不长，叶片表面比较平整，只要不影响陶瓷的粘贴，仍然可以进行陶瓷表面处

一个叶轮的磨损部位主要包括叶片的入出口部位，靠近焊缝的底盘，铆钉，轮毂等。叶片的粘贴部位一般为从底盘焊缝处的三分之二叶片宽度，靠近入口部位可以适当宽些。叶片入口使用特殊设计的u型卡子，铆钉使用环型或碗型陶瓷保护。以电厂常用的20d排粉机叶轮为例，平均粘贴面积为2平方米，整个增加的重量为12公斤。

新购买的叶轮如果已进行了堆焊或喷焊处理，如果表面平整，可以直接进行陶瓷复合处理。但如果表面不平整，特别是喷焊了高硬度的炭化钨材料，由于表面很难处理，一般不能直接粘贴陶瓷，可以在使用半年或一年以后，更换新叶片后再粘贴陶瓷。当然为了一劳永逸地解决磨损问题，可以直接更换叶片进行陶瓷复合处理。

根据不同型号的叶轮，使用不同的陶瓷材料和粘贴工艺，粘贴一台叶轮的费用大约相当于一台新叶轮价格到三分之二，但可以确保寿命平均提高五倍以上，性能价格超过5倍以上。三年内免费维修，五年内有条件维修。

由于要对叶轮进行表面喷砂处理，才能保证良好的粘贴性能，因此一般不在现场进行粘贴复合处理。但如果现场可以喷砂，或者叶轮尺寸足够大，也没有作过其它防磨处理，允许角磨机打磨处理，同时可以提供一个干净，有铲车或天车、不受其它干扰的场地，也可以在现场进行加工。

粘贴工艺的适合工作温度是160℃，如果在使用过程中短时（几十分钟）超温，只要不超过200℃，一般不会影响胶层的结合强度。在正常停机检查中如果发现胶层颜色没有大的变化，或感觉结合强度没有下降，可以继续使用。

如果叶轮同时受磨损及腐蚀影响，可以在磨损部位粘贴陶瓷，陶瓷本身有良好的防腐性能。而在非磨损的腐蚀部位，可以涂敷防腐涂料。根据不同的腐蚀介质，选择不同的防腐涂料。

从94年在山西电力局所属电厂开始，到今天已先后为大约50家电厂的几百台、套叶轮设备进行了陶瓷复合处理。典型的例子有大同一热电厂的8台引风机叶轮，郑州热电厂16台的排粉机叶轮，湛江电厂24台排粉机及10台轴流吸风机，西柏坡电厂的24台排粉风机及10台轴流风机，牡丹江热电的排粉及吸风机等。具体可以参看使用报告。最长使用时间已从半年的原使用寿命延长到现在的 6年。

检查旧叶轮，如果前后盘磨损不严重，底盘及轮毂可以使用，可以通过更换叶片进行翻新后粘贴陶瓷继续使用。一般修复一台叶轮的价格，包括粘贴陶瓷，做动静平衡，相当于购买一台新叶轮的价格，而寿命可以提高到原来的至少5倍以上

在叶轮上粘贴耐磨工程陶瓷，对叶轮的表面状况有一定的要求。一般来讲，在叶轮的工作面和叶轮的其它易磨损区，不能有防磨护板、防磨元钢、筋板和各种耐磨焊道、堆焊层，也不能有各种喷涂层和喷焊层等其它防磨层。只有这样才能保证粘贴质量和长期使用可靠性。因此最好的方法是：未作任何防磨处理，且未投入运行的新叶轮，事先便粘贴上耐磨工程陶瓷，进行强化预保护处理。如果需要对已堆焊过的叶轮表面进行陶瓷粘贴处理，最好的办法是进行旧件翻新，更换叶片，再粘贴陶瓷。事实证明，由于更换叶片后粘贴陶瓷使用寿命可以提高许多倍，要比保留原来的耐磨层效益好许多，根本无须保留原来的耐磨层。

凡是未经任何防磨处理的新叶轮，最适合粘贴耐磨工程陶瓷。为了做好准备工作，保证粘贴质量和按期完工，请将风机叶轮型号、叶片厚度和两台叶轮需要防磨区域的大致面积或草图等详尽情况，发来传真，便于准备充足的耐磨工程陶瓷材料，确定陶瓷的规格，型号和胶粘剂种类等物品，赶赴现场。如果需要一些特殊型号或规格的耐磨工程陶瓷，则需要提前25天赶制出特制的陶瓷，方可进入现场。

只要是新的叶轮或经短时运行磨损甚微的叶轮，一般都保持原来的动静平衡状态，经粘贴耐磨工程陶瓷处理后，都不需重新做平衡，可直接投入运行。如果认为有必要重新做平衡，且又要焊平衡块配重的话，为避免焊接高温影响胶粘剂的性能，须注意：平衡块应尽可能地焊接在两片叶片之间的后盘或前盘上。

凡是未经任何防磨处理的新叶轮，最适合粘贴耐磨工程陶瓷。为了做好准备工作，保证粘贴质量和按期完工，请将风机叶轮型号、叶片厚度和两台叶轮需要防磨区域的大致面积或草图等详尽情况，发来传真，便于准备充足的耐磨工程陶瓷材料，确定陶瓷的规格，型号和胶粘剂种类等物品，赶赴现场。如果需要一些特殊型号或规格的耐磨工程陶瓷，则需要提前25天赶制出特制的陶瓷，方可进入现场。

叶轮在现场一般有三种情况：新叶轮与轴和轴承座连在一起，摆放在新建机组现场或安装就位；运行了的旧叶轮在机壳里；新制作的单个配件叶轮放在库房中。从粘贴质量和粘贴效率来讲，新的单个配件叶轮平放在有一定高度的物体上施工最好。而摆放在现场的连接轴和轴承座的叶轮粘贴质量可以保证，只是粘贴的速度要慢些，工期相对要长一些。而在机壳中的旧叶轮，由于场地狭窄、不安全、光线不足，加之机壳和管道中的细煤粉随时都有掉下来污染叶片和胶粘剂的可能，因此，应该把叶轮撤吊出来粘贴，才能确保质量。

如你厂两台引风机的烟气温度长期稳定在158℃以下，则完全放心地应用该项技术。但在有些电厂的锅炉系统，引风机的烟气温度有时在短期内会升至200℃以上，实际的经验和运行业绩告知，在这种状态下只要烟气温度达到200℃左右的时间不会太长，粘贴型胶粘剂也可胜任。 但为了得到更好的耐磨寿命，和更高的性能价格比，建议使用焊接工艺在叶片的表面复合陶瓷片。

由于耐磨工程陶瓷保护技术，不需要大型复杂的机电设备，施工中不会产生噪音、空气和环境污染，防磨效果极佳，最适合在现场进行施工，所以在电厂用户中很受欢迎，在服务人员进行现场施工时，仅希望提供以下几个方便: ①对未与轴连接的配件叶轮，可准备一个约小于叶轮直径，高度约800mm结实的平台或框架，用于放置待处理叶轮。 ②对已经与轴连接上的旧叶轮，应从机壳中吊出来，放在有电源的地方即可。 ③如果电厂及附近单位有喷砂设备，请帮助取得联系，因为叶轮施工前采用喷砂进行表面预处理，不但可使工期缩短，而且会使粘贴的质量更可靠。

①叶轮最高工作温度应≤175℃。如果温度更高，则建议使用焊接工艺。 ②在对风机进行检修时，叶轮的耐磨层切忌被钢管、搬手、铁器等硬物击打和碰撞。 ③在拆卸和安装叶轮时，钢丝绳应缠绕在前盘、后盘或轴盘上，而不应缠绕在叶片上。尤其严禁钢丝绳勒在叶片进气边端部时，起吊叶轮。

所谓金属陶瓷复合制造技术，就是将耐磨工程陶瓷通过粘贴、焊接镶嵌等工艺方法与金属基体复合在一起,从而制造各种耐磨防磨部件的一种技术。该种技术的最大特点在于将耐磨陶瓷使用在部件的磨损最严重的部位，从而使部件获得优异的表面耐磨防磨性能，同时又可以使用普通金属材料制造部件的基体，即能保持良好的韧性，同时有可大量的节省各种贵重金属，使制造部件获得最大的性能价格比。

由于陶瓷韧性很差，胶粘剂的耐热能力只用200℃，因此在运输安装过程当中严禁对陶瓷表面磕碰，必须进行合理的保护。尤其是在安装过程中，在对叶轮加热时，陶瓷区域的温度不能超过200℃。如果因磕碰导致陶瓷脱落或松动，必须进行修补。如果是因温度过高，导致陶瓷胶层老化，则必须检查胶层受影响的区域，清除掉受影响区域，重新粘贴陶瓷后再可以使用。