风机叶轮的磨损与磨料的成分、粒度、浓度、形状、冲击速度、冲击角度、气体的化学成分、性质、温度及湿度等因素有关。而叶轮内部气体流动的不均匀性又加速了磨损。作为防止叶轮磨损的措施:一是减少进入风机的粉尘和腐蚀性气体,为此必须得对风机运行系统进行改造;二是设法使局部磨损趋于均匀磨损,这就需要提高叶轮的耐磨性。 若提高叶轮的耐磨性可采用高硬度和耐磨性好的材料。这不仅会给叶轮制造工艺带来困难,而且从经济角度来看也不合理。因此提高风机叶轮的表面质量,对叶轮磨损严重部位堆焊或喷焊(喷涂)耐磨层以及在叶片上加一层衬板以求达到耐磨是一种经济合理的解决办法。
1.涂覆防磨涂料
目前主要防磨涂料有树脂防腐耐磨涂料,橡胶防腐耐磨涂料,石英加水玻璃和陶瓷防腐耐磨材料等。
为使890耐磨化合物能在风机叶轮上使用,我公司和切斯特顿公司联合进行了一些试验。890耐磨化合物是一种用于修补和保护遭受磨蚀的金属表面的陶瓷复合材料,这种化合物的耐磨性及与母材的结合力均较好。但890耐磨化合物涂覆厚度必须得达到6mm或再厚一些,这对一些窄流道或启动要求较严格的转子是不合适的,同样,在叶片上加一层耐磨衬板来解决风机叶轮磨损也存在此类问题。
2.叶片表面堆焊
表面堆焊就是选用一定的堆焊焊条(或焊丝),手工电弧(或自动焊)堆焊在叶片易磨损的部位,来提高叶片表面质量,以保护叶片和提高叶片寿命。叶片堆焊焊条一般选用D217、D237、D317B、D707和D717等,D217和D237堆焊金属属于马体钢,有一定的抗磨损能力,但堆焊裂纹倾向较大。D317B堆焊材料是由大量碳化钨(WC)颗粒分布在金属基体上构成的一种堆焊合金,由于WC熔点和硬度都很高,所以焊道金属硬度也很高而且耐冲击,硬度HRC≥60,堆焊金属裂纹倾向较小。至于D237与D317B焊条堆焊我公司在马鞍山钢铁公司烧结风机叶轮上已进行了对比试验,试验结果表明D317B焊条堆焊抗磨损及耐冲击能力优于D237。现在D217、D237及D317B焊条已成功使用在我公司的烧结风机叶轮上,在各钢铁企业的使用情况也良好。
3.表面喷焊(喷涂)
喷焊工艺是用热源将自熔合金粉末喷射和熔融于工件表面并使其形成致密的喷焊层的工艺。现在各喷焊耐磨粉末基本上都是采用Ni-Cr-B-Si系列的镍基喷焊粉末。它们的喷焊层基本组织是Ni-Cr-Fe的固溶体,同时存在着大量硼的化合物和碳化钨,这些WC颗粒均匀分布在Ni基喷层中,这些颗粒是均匀而不连续,但可以形成一个硬度达HRC70的骨架。Ni基材料则填充在骨架中,在经受磨粒冲刷时,可以承受高度磨粒的磨损。喷焊表面硬度为HRC55～70,其基本成分为Ni60%+WC35%。我公司在宝钢二期工程中应用了该技术,随后又在攀枝花钢铁公司、首都钢铁公司、鞍山钢铁公司、马鞍山钢铁公司等钢铁公司应用,使用效果良好。2001年,又在武汉钢铁公司IDF转子上喷焊和局部喷涂WC粉末,效果良好。哈尔滨焊接研究所也研制了部分镍基喷涂粉末及镍基硬质合金,现已用于电站锅炉风机的叶轮修复上。