1. Введение в новую технологию износостойкой наплавки высокого давления с применением роликов

Новая технология износостойкой наплавки для высоконапорных валков была разработана на основе традиционной наплавки с учётом более высоких требований к износостойкости, стойкости к отслаиванию и сроку службы рабочей поверхности валков мельниц высокого давления в сложных условиях эксплуатации (высокое давление, интенсивный износ, ударные нагрузки, коррозия). Основная цель — значительно улучшить характеристики и долговечность износостойкого слоя на поверхности валка, сократить время простоя на техническое обслуживание и снизить общие эксплуатационные расходы.

2. Основные материалы и эксплуатационные характеристики

Технология износостойкой наплавки на поверхность высоконапорных валков, при которой на их поверхность наносится износостойкий материал, значительно повышает устойчивость к износу и продлевает срок службы оборудования. Основа данной технологии заключается в выборе подходящих материалов для наплавки; в настоящее время основными материалами являются износостойкие сварочные электроды и наплавочные прутки, обладающие следующими ключевыми характеристиками:

Высокая твёрдость и износостойкость: например, сварочная электрод D047, специально разработанный для роликов прессовочных машин, обеспечивает наплавленный слой с твёрдостью до HRC58 и выше; сварочные электроды из карбидо-вольфрамового сплава (например, D708), усиленные твёрдыми фазами карбида вольфрама, повышают износостойкость и подходят для наплавки деталей, работающих в условиях высоких температур и давления.

Термостойкость: некоторые сварочные электроды (например, D917) выдерживают высокие температуры до 860°C и могут удовлетворять требованиям высокотемпературных условий, таких как винтовые транспортеры на заводах по производству механического древесного угля и оборудование для производства стальных сплавов.

Ударопрочность и трещиностойкость: наплавочные сварочные проволоки (например, высокомарганцовистые сварочные проволоки YD256, YD266) благодаря регулировке состава сплава (например, высокое содержание углерода и хрома) обладают как стойкостью к ударам, так и способностью к механической обработке резанием, при этом в процессе сварки трещины образуются с трудом.

3. Классификация и области применения износостойких наплавочных материалов для высоконапорных валков

1. Классификация материалов

В зависимости от различий в составе и свойствах материалов, материалы для высоконапорной роликовой наплавки можно разделить на следующие категории, каждая из которых предназначена для конкретных сценариев применения:

4. Основные моменты технологии и правила эксплуатации высоконапорной роликовой наплавки

Принципы выбора материалов

Подбор условий эксплуатации: выбор материала в зависимости от рабочей температуры высоконапорных роликов (комнатная/высокая температура) и среды (абразивная/агрессивная среда). Например, для высокотемпературных и высоконапорных условий предпочтительно использовать сварочные электроды D917 с карбидом вольфрама, а для оборудования угольных шахт рекомендованы специализированные сварочные электроды DH-04.

Совместимость с основным материалом: для матрицы из углеродистой стали можно непосредственно наплавлять электрод D036 для кромки; при сварке различных материалов (например, нержавеющей стали с углеродистой) необходимо использовать электрод на никелевой основе (ENiCrFe-1).

Контроль сварочного процесса

Подогрев перед сваркой и последующий подогрев: перед сваркой детали, выполненные из высокопрочных электродов (например, D708), необходимо предварительно нагреть до 200–300°C, а после сварки медленно охладить во избежание трещин; электроды низкого водородного типа (например, D027) можно использовать без предварительного подогрева, однако необходимо контролировать температуру между слоями не выше 250°C. 1。

Способы сварки: кислородно-ацетиленовая наплавка подходит для ремонта небольших участков с высокими требованиями к чистоте поверхности, при этом степень разбавления низкая (глубина расплавленного слоя ≤0,1 мм); для наплавки больших площадей рекомендуется использование открытой дуговой сварки в сочетании с порошковой проволокой (например, YD507) для повышения производительности. 3。

Стандарты контроля качества

Испытание твердости: поверхностная твердость наплавленного слоя должна соответствовать проектным требованиям (например, HRC58–62); для проверки на месте можно использовать роквеллометр.

Неразрушающая дефектоскопия: с помощью методов проникающего контроля (PT) или магнитопорошкового контроля (MT) выявляются трещины, поры и другие дефекты в наплавленном слое, гарантируя отсутствие сквозных дефектов.

5. Применение и преимущества

Данная технология уже широко применяется в таких отраслях, как горнодобывающая промышленность, строительные материалы, химическая промышленность и других сферах; типичными примерами являются:

Горнодобывающее оборудование: ремонт наплавкой поверхности роликов высоконапорной роликовой мельницы с использованием электродов D047 увеличивает срок службы в 3–5 раз.

Цементная промышленность: при сварке роликов и пресс-валов вертикальных мельниц с использованием карбида вольфрама (D708) обеспечивается устойчивость к постоянному ударному износу от клинкерных частиц.

Переработка угля: наплавка желобов скребкового транспортёра электродами DH-04 повышает стойкость к абразивному износу более чем на 40%. 1。
По сравнению с традиционным способом замены роликов, технология наплавки позволяет снизить затраты на техническое обслуживание на 60–80%, а также сократить время простоя оборудования, что обеспечивает значительную экономическую выгоду.

Преимущество

Значительно продлевает срок службы: по сравнению с традиционной наплавкой, новая технология обычно повышает срок службы износостойкого слоя на вальцах на 50%, а то и более чем на 100%. Особенно заметно увеличение срока службы благодаря армированному наплавленному слою с добавлением WC.

Превосходные антиусталостные и антиотслаивающие свойства: повышение вязкости и градиентная конструкция эффективно препятствуют распространению трещин и крупномасштабному отслаиванию износостойкого слоя, что позволяет поверхности вала дольше сохранять целостность.

Более высокая износостойкость: оптимизированные тип, количество и распределение твердых фаз наряду с высокоударной матрицей в совокупности обеспечивают сверхпрочную устойчивость к абразивному износу.

Сокращение времени простоя: увеличение срока службы означает более длительные интервалы между заменами или ремонтами.

Эффективная автоматизированная наплавка сокращает время одного ремонта.

Хорошая стойкость к отслаиванию снижает количество неожиданных остановок.

Снижение совокупных затрат: хотя начальные расходы на наплавку могут быть выше (особенно при использовании материала с WC), значительно увеличенный срок службы и сокращение затрат на простоя и ремонт приводят к значительному снижению эксплуатационных расходов (OPEX) в расчете на единицу времени, а также стоимости обработки тонны материала.

Повышение стабильности работы оборудования: равномерный износ поверхности валиков, их устойчивость к отслаиванию обеспечивают постоянное и стабильное рабочее давление и производительность высоконапорной валковой мельницы.