閆磊

（閆磊: 中石化管道儲運公司魯寧輸油處，工程師,研究生。研究方向：輸油工藝、安全工程管理、運行設備生產管理。）

一、前言

輸油站8#輸油泵機組已運行6萬7千多小時，大修時發(fā)現泵兩端密封腔安裝的卸壓套內徑已被沖刷磨損成喇叭口狀，驅動端與非驅動端卸壓套內徑正常值Φ91mm，磨損后驅動端卸壓套內徑Φ94mm，增大3mm，非驅動端卸壓套內徑Φ94.5mm，增大3.5mm。與卸壓套部位對應的軸正常值是Φ89mm，磨損后驅動端軸徑Φ88.5 mm,減小0.5mm。非驅動端軸徑Φ88.3mm，減小0.7mm。分析原因；高壓區(qū)的介質經沖洗冷卻管到密封腔積聚，經過卸壓套與軸之間的間隙流向葉輪入口負壓區(qū)。介質隨著泵軸旋轉流動產生磨損，加之介質所含雜質顆粒加重磨損，就形成了螺旋狀沖刷磨損。造成了卸壓套內徑外側成喇叭口狀，與之對應的軸成錐狀。在此狀態(tài)下繼續(xù)運行會造成磨損繼續(xù)惡化，造成回油量不斷加大，泵效降低。如不及時解決問題，泵軸及卸壓套由于磨損嚴重而報廢。根據磨損程度分析，由于更新配件費用過高，擬采取修復方式進行維修，提出3種方案：1、電鍍修復；2、補焊修復；3、熱噴涂修復。在論證中發(fā)現電鍍修復的鍍層無法得到修復要求厚度，補焊修復存在無法避免熱應力變形現象。熱噴涂修復采用相應的材料（鉻13硬度等級28）進行噴涂作業(yè)，涂層厚度及部件變形都符合要求，這一方案實施后對軸進行了精磨，達到了軸的技術等級要求。

二、修復原則

（一）修復成本明顯低于新件購入價格，而低成本易耗件不值得修復。

（二）修復件能達到原件的尺寸精度、粗糙度、硬度、強度、鋼度等技術條件；

（三）修復件的壽命至少能維持生產中允許的最小維修周期。

輸油泵軸是精度高外形尺寸較大的零件，修復的重點是保證泵軸修復面的尺寸精度，整體的形位公差要求。對熱噴涂有良好的適應性。雖然結合力（30MPa）較低，孔隙率較高。但由于修復面為軸頸，在有潤滑的情況下具有微孔的金屬噴涂層有極好的抗磨效果。噴涂時工件溫升比較低，不會引起基體金相組織改變和工件的變形。

三、電弧熱噴涂工藝過程

（一）表面預處理：對泵軸的各個部位進行形狀公差檢查，有超差之處采用車削的方法，去除各損壞部位的疲勞氧化層，直到見到新基體組織為止。

（二）表面粗化處理：粗化基體表面可以增大基體與噴涂層的接觸面積，增強基體與噴涂層間的結合強度，噴涂層不易剝落，使修復面的使用壽命得以提高。因此采用噴砂表面粗磨得方法，使表面粗糙度Ra≥12.4um。

（三）預熱及保護預熱可以凈化表面：去除表面上吸附的油污和水分，消除泵軸的部分殘余應力，使噴涂層和基體間的收縮應力差值減小，防止涂層脫落。

（四）噴涂底層采用鎳鋁合金焊絲：這種焊絲材料是發(fā)熱型的，能與基體金屬形成微冶金結構，增強結合強度。但這個噴涂層機械加工性能不好，因此只作為噴涂底層用，厚度控制在0.1?—0.6mm，不能過厚。

（五）噴涂工作層材料為鎳鉻合金，噴涂時，應將噴涂電流、壓縮風調整到工藝要求的適當值，待電弧將合金焊絲熔化成熔融狀，再用壓縮風霧化成熔滴噴至工件表面。連續(xù)噴涂的每層厚度應≤0.2mm。噴涂層的總厚度（含機加工余量）一般為0.3—0.6mm。

（六）機械加工泵軸自然冷卻至常溫后，便可進行機械加工。通過粗、精車、磨削加工，使修復表面達到尺寸精度要求。修復后的表面，應均勻無裂紋、夾雜等缺陷，硬度在45HRC以上。

四、效果

采用熱噴涂技術對泵軸修復，機組的修理工期只有10天，修理費用3.5萬元。試運轉軸瓦溫度等指標全部正常，投入正常運行3個月后，對潤滑油進行鐵譜檢測合格。運行半年后停機檢查，泵軸修復面完好如初，無脫皮剝落和磨損現象。

［1］袁恩熙.工程流體力學［M］.石油工業(yè)出版社，2002.

［2］薛祖繩.工程流體力學［M］.中國電力出版社，1997.

［3］孔瓏.工程流體力學［M］.水利電力出版社，1990.

［4］高安東.輸油管道規(guī)程匯編［M］.石油工業(yè)出版社，2009.