人工澆鑄軋機滑動軸承鎢金軸瓦故障及分析

謝生鵬

（酒鋼焦化廠，甘肅 嘉峪關 735100）

人工澆鑄軋機作為焦化廠的心臟設備，其運行狀況直接影響到冶金企業(yè)安全穩(wěn)定生產(chǎn)的大局，是設備管理工作的重中之重。由于監(jiān)測分析手段有限，我廠對人工澆鑄軋機的設備管理采用定期檢修制，每累計運行6個月停機解體檢修一次，在解體檢修的過程中發(fā)現(xiàn)鎢金軸瓦會有不同程度的劣化現(xiàn)象。下面將重點對人工澆鑄軋機鎢金軸瓦引起的故障及原因進行分析，提出整改措施。

1 軸瓦鎢金層常見問題

1.1 鎢金層組成材料

鎢金常用為巴氏合金，是具有減磨特性的錫基和鉛基軸承合金，主要成分是錫、鉛、銻、銅。巴氏合金的組織特點是在軟相基體上均勻分布著硬相質點，軟相基體使合金具有非常好的嵌藏性、順應性和抗嚙合性，磨合后，軟基體內凹，硬質點外凸，使滑動面之間形成微小間隙，成為貯油空間和潤滑通道，利于減磨，上凸的硬質點起支承作業(yè)，有利于承載。

1.2 鎢金層常見的故障

滑動軸承巴氏合金層局部碎裂脫落是軸瓦鎢金層的常見故障，其表現(xiàn)往往是軸承振動值增大，溫度升高。人工澆鑄軋機軸瓦合金層碎裂脫落現(xiàn)象事先沒有任何征兆，軸承的振動值均小于0.04mm，溫度均低于65℃，常規(guī)認為仍然處于良好運行狀態(tài)，只有在定期檢修的過程中才能被發(fā)現(xiàn)。各部間隙適當并處于高速運行狀態(tài)，局部脫落的合金不會成塊，會像金屬出現(xiàn)點蝕一樣慢慢脫落進入軸與軸瓦間隙，由于硬度低很快被碾碎成粉末狀隨潤滑油流出，因此脫落的合金碎塊有的還在原處，有的已經(jīng)被軸和潤滑油帶走，有的粘附在軸表面，以液力偶合器高速軸軸瓦最為嚴重，最大的脫落面積接近3cm2。但是因持續(xù)時間長、發(fā)展緩慢、碎裂脫落的面積小沒有影響到支撐強度，所以沒有振動加劇和溫度異常升高，對風機的運行沒有造成致命威脅。2013年1月，2#偶合器解體檢查輸入右軸承（高速軸）上瓦有10＊15mm大面積鎢金脫落，泵輪左軸承下瓦鎢金脫落35＊35mm面積，泵輪左軸承上瓦鎢金脫落15＊15mm面積，泵輪右軸承下瓦油槽邊緣鎢金脫落50mm長，渦輪左軸承推力瓦塊有5塊鎢金脫落更換新瓦塊一副10塊。本次由于脫落面積較大，對脫落面積較小的軸瓦鎢金層進行補焊處理，脫落面積較大的直接進行了更換。推力間隙0.41mm其余各部軸瓦無磨損正常。

2 修復對策

2.1 軸瓦內襯修復原理

軸瓦內襯都是采用離心澆鑄而成的，這類軸瓦在生產(chǎn)運行過程中由于機組振動超標、運行超速、潤滑油中斷和磨損等原因，造成鎢金與瓦胎局部或大面積脫落的現(xiàn)象，迫使機組停止運行。軸瓦殼體一般為鑄鋼，而巴氏合金則為軟材料，鎢金的開始熔點溫度為370℃，鎢金的凝固終了溫度為240℃，施焊時最好將溫度控制在130℃±10℃范圍之內。用于純錫與瓦胎面補焊的藥劑，由氯化鋅、氯化銨、氯化氫錫等按相應比例混合為一個單位與兩個單位的蒸餾水攪拌均勻即可使用。其作用是利用物理、化學及高溫作用下去除瓦胎表面的氧化物、雜質和非金屬物質，保護接觸面不受周圍介質的影響，使金屬瓦胎表面具有良好的潤濕性，防止重新形成氧化膜，促使純錫和瓦胎表面牢固結合。補掛純錫能起化學反應，以還原出錫作為純錫與瓦胎表面的過渡層，其作用：

當藥劑在已經(jīng)清理干凈的瓦胎體面上在溫度約150℃下，沸騰著的藥劑去除氧化膜，并保護胎面，在無氧化膜的條件下進行補焊掛錫，保證形成牢固的補焊質量，因此，藥劑起了至關重要的作用。

2.2 瓦胎清理及補焊處理

由于軸瓦長時期運行在潤滑工況下，油分子浸滲至瓦胎機體，是補焊的最大障礙，因此油污氧化物的去除是否徹底，是保證補焊質量的關鍵。一般情況下可按各種不同情況進行相應清理。

（1）表面缺陷。只是鎢金層表面存在磨損痕跡，鎢金與胎體沒有脫胎現(xiàn)象（以超聲檢驗為準）的情況，只將磨損處用刮刀刮盡，再用無水乙醇將所要焊接的區(qū)域清洗干凈并曬干，就可以直接施焊。

（2）局部脫胎現(xiàn)象，用氣焊將脫胎范圍內的內襯鎢金全部烤掉，并且加熱至150℃，保持10min左右，再將其表面用刮刀刮掉一層，使其缺陷表面全部露出金屬光澤，然后用乙醇清洗干凈后即可預熱補焊。

（3）整個瓦胎絕大部分脫胎全部重焊。用氣焊將瓦胎表面釬焊料全部烤掉，使瓦胎體溫度加熱至250℃，保持20min左右，待冷卻至室溫后最好在車床上毛光一刀，用乙醇清洗干凈即可預熱補焊。瓦胎較大時可將表面分成6-10個方塊區(qū)域來分別進行補焊，等各方區(qū)域全部焊到所要求的高度后再進行各區(qū)域的連接。

2.3 補焊工藝及注意事項

先用一段角鋼作為模具,將錫基合金熔化鑄成條狀,以便補焊時操作。焊前將瓦體預熱到130℃±10℃，選用弱中性火焰。在施焊過程中一定要注意焊炬火焰溫度。在預熱后的瓦胎上將釬劑涂抹均勻，用焊炬火焰對準瓦胎面，同時加入錫條，使比重較大的釬料溶液迅速侵占比重較小的釬劑溶液，達到理想的牢固結合。施焊方向是沿軸的方向進行。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。

2.4 焊后檢查

（1）加工完后應立即做超聲檢驗，檢測合格后方可安裝。

（2）補焊后鎢金層較厚，應根據(jù)軸瓦要求用刮刀加工出油槽、油膜保護區(qū)域。

（3）回裝軸瓦時對軸瓦接觸面進行研磨修刮，保證接觸面大于60%，軸瓦接觸點6-12點/25cm2。

3 結論

通過對人工澆鑄軋機解體檢修發(fā)現(xiàn)的各類軸瓦常見問題以及對軸瓦補焊修復的實踐，滑動軸承在高速運轉過程中很難發(fā)現(xiàn)鎢金層出現(xiàn)的問題，只有通過定期解體檢查才能夠發(fā)現(xiàn)。軸瓦鎢金層脫落過程緩慢，如果不能及時發(fā)現(xiàn)，一旦鎢金層全部脫落，造成軸與軸瓦間隙過大，軸瓦溫度異常升高，機體劇烈振動將會造成鼓風機被迫停機。我廠由于自動監(jiān)測與聯(lián)鎖停機技術不全面，如若此時操作工注意力不集中將會釀成不可挽回的故障，因此人工澆鑄軋機作為核心設備實行定期維修制是很必要的。軸瓦鎢金層補焊后安裝使用，其鎢金層的壽命均在3-5年時間，完全能夠滿足正常的設備運行要求。由于其修復周期短，耗費資金少且能夠滿足正常的使用，在緊急故障處理和維修成本控制方面都要優(yōu)于常規(guī)修復方法，因此鎢金軸瓦的補焊修復可以在我廠得到應用并有效推廣。