引　言

锅炉是火力发电的动力源。排粉机、 引风机(统称风机)是锅炉机组中的重要组成设备。排粉机用于输送煤粉；引风机用来抽吸烟气，使其经烟囱排烟。太原一电厂 1#～8# 锅炉机组的风机叶轮，在工作过程中，因转速高(1 480 r/min 以上)，且承受一定的风压，叶片会受到尘埃颗粒及烟气的摩擦与腐蚀作用，一般运行 7 个月左右，就会发生叶片被冲刷磨穿现象，导致叶轮寿命下降，需要停机检修。这会造成相应的锅炉机组停止运行，不仅增加了工人维修的劳动强度，加大了装拆费用、 备品备件用量及相应费用，更为严重的是停机会影响发电量，造成严重的经济损失及社会影响。

如何提高风机叶片的寿命(最起码在锅炉的一个大修期内不发生磨损破坏)，是迫切需要解决的一个重要问题。作者根据风机使用的工作条件，对叶片磨损原因进行了分析，基于提高叶轮叶片寿命的需要，对叶片表面进行强化处理。选择了堆焊方法及堆焊材料，确定了堆焊工艺，并应用于生产实际，取得了令人满意的效果。

1　风机叶轮结构及技术要求

锅炉机组的风机规格一般不统一，叶轮直径在 (1 600～2 000) mm 之间。作者以直径 1 600 mm 的排粉机叶轮为例加以说明。图 1 为叶轮结构示意图。


图 1　叶轮结构示意图
Fig.1　Scheme of the fan blade

对叶轮的技术要求：
(1) 后盘不平度≤0.5/100；
(2) 后盘外圆处端跳偏差≤4 mm；
(3) 圆盘外圆处径跳偏差≤3 mm；
(4) 锥形前盘外圆处端跳偏差≤6 mm；
(5) 叶片出口工作面对后盘的不垂直度偏差≤1/100；
(6) 经静、 动平衡校正。

2　叶片强化方法及材料的选择

磨损是一种与材料表面状态有关的现象。要提高叶轮的寿命，必须对叶片表面进行强化，使其能经受住磨损。

2.1　磨损原因分析

作者现场考察了已磨损叶片的表面状况，发现磨损最严重的部位已成豁口状(局部磨穿)，稍严重部位已磨成薄刃状，其他部位的表面磨成一道道微细沟槽。根据现场工作条件，判定叶轮受到磨料磨损、 冲蚀磨损、 热磨损等多重作用。其中，主要是受到磨料磨损，即微小的尘埃和煤灰等颗粒，在风压作用下，对高速运转的叶片表面进行了显微切削，造成了叶片的磨损[1]。

2.2　选择强化方法

就一般情况而言，对工件表面进行强化的方法有多种，如渗碳、 刷镀及等离子喷涂等。针对风机的使用工况及现场条件，可行的方法仅有氧乙炔喷焊及电弧堆焊。

在试板上分别进行了氧乙炔喷焊与电弧堆焊的对比试验。喷焊(喷涂后重溶)加热速度慢、 加热时间长，导致试件变形严重，但稀释率较低；而电弧堆焊加热时间短，试件变形较小，但稀释率较高。因叶轮的形状及刚度等原因，叶轮变形后校形较困难，加之在生产制造叶轮的过程中，叶轮本身已有一定的制造偏差，故为保证叶轮的尺寸及形位偏差这一基本要求，采用变形较小的电弧堆焊方法。

2.3　选择材料

受磨料磨损的工件，一般选用碳化钨或高铬合金铸铁作为堆焊材料。但采用电弧堆焊的方法，会使碳化钨原始颗粒大部分熔化，在堆焊层析出硬度并不算高的含钨复合化合物，影响耐磨性的提高；而采用高铬合金铸铁作为堆焊材料，可使堆焊层含有 Cr7C3 高硬相，且其价格比碳化钨便宜[2，3]。作者分别选择了牡丹江、 天津、 哈尔滨三个厂家生产的堆焊材料进行了对比试验，结果如表 1 所示。
表 1　堆焊材料对比试验
序号 生产地 合金体系 堆焊后硬度 表面状况
1# 牡丹江 Fe-Cr-B HRC>50 积瘤状
2# 天　津 Cr-Ni-Si HRC43 平整
3# 哈尔滨 Fe-Cr-B HRC>50 平整

从表 1 可以看出，1# 材料堆焊后表面硬度高，但焊接工艺性能差，堆焊层表面呈“积瘤状”、 不平滑；为避免在叶轮使用过程中，在“积瘤”处“挂灰”，破坏叶轮动平衡，故不采用。2# 材料堆焊后，虽然表面成型较平滑，但其硬度较低，因其耐磨性较差，故也不采用。3# 材料无论在表面成型，还是在表面硬度方面均较好，故选其为堆焊材料。
 

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