等离子喷油技术在修复双螺杆压缩机上的应用

等离子喷油是继火焰喷油之后大力发展起来的 一种新型多用途的精密喷油方法,它具有超高温的 特性,便于高熔点材料的喷油。 等离子喷射粒子的速度高,涂层致密,粘结强度 高,由于使用惰性气体作为工作气体,所以喷油材料 不易氧化。 高温低压等离子体约1%以上的气体被电离,具 有几万度的温度,可以熔化高熔点的材料,等离子喷 涂是利用等离子弧进行的其弧柱细,电流密度大,气 体电离度高,因此具有温度高、能量集中、电弧稳定 等特点。 用这种修复工艺进行修复,既没有焊接的变形 问题,也不像特殊电镀那样昂贵,同时新表面的材质 可以是耐磨和抗蚀材料,也可以与工件的构成材料 相同,以它方便、快捷、稳定等特点被各个行业在修 复中得以采用。 螺杆压缩机的修复就是我们把等离子喷油应用 到工业中最成功的典例。 螺杆压缩机是属于容积式压缩机,是通过工作 容积的逐渐减小来达到气体压缩的目的。 其工作容积是由一对相互平行放置,相互啮合 的转子的齿槽与包容这一对转子的机壳所组成。在 机器运转时,转子的齿相互插入对方的齿槽,且随着 转子的旋转,插入对方的齿槽的齿向排气端移动,吸 气容积不断扩大,压缩气体的容积不断减小,从而实 现了每个齿槽的吸气压缩过程。当压缩气体在齿槽 中的气体压力达到所要求的排气压力时,这齿槽正 好与排气孔口相通,开始排气过程,被对方转子的齿 将齿槽分为吸气容积和压缩容积,周而复始,这样实 现连续的吸气—压缩—排气的正常工作。 螺杆压缩机的转子和壳体之间的间隙是有很高 要求的,一般是5到8丝。机械运转中破坏这个间 隙就会影响压缩机的内容比,即吸气终了时的容积 和压缩终了的容积比,当然也就影响了内压比,也就 是说压缩终了的压力和吸气终了的压力比,产气量 就会有较大的衰减。 双螺杆转子底部型线的精确的啮合与密封彻底 解决转子啮合的泄露,提高容积效率,更降低了介质 从高压腔通往低压腔时产生的噪音,使其在较高的 压力下具有更高的容积效率并大幅度的减少径向振 颤,降低噪音,使用寿命延长。 吉林石化公司动力厂的进口设备德国德斯兰 KB - 75双螺杆压缩机由于轴承出现问题而导致了 螺杆的同心度发生偏移,从而使壳体偏磨,其内容比 和内压比发生了改变,给整机造成了很大的影响,而 无法正常工作。 经过拆机检测,发现其转子轴承受损发生振动, 使轴线发生偏移,进而使主动转子和从动转子啮合 发生变化,而使壳体磨损,从而产气量发生了变化, 无法正常工作。 检测之后与目前的几种现有的修复工艺进行了 比较。等离子喷油用来修复转子和壳体是最好的选 择,最能够满足它的使用条件。 首先对转子和壳体进行清理,测量间隙记录相 关数据。 选择材料,相对螺杆压缩机械的工况而选择粉 末进行修复。 因为我们要修复的是压缩机,其轴和壳体要具 有高的耐磨性和抗气蚀性,还要有高的结合强度,涂 层要致密无孔,我们综合比较了现有的材料,发现 METCO404镍包铝和氧化铝混合喷油能够完全满足 使用工况。 镍包铝作为喷油材料多是用作打底材料,在喷 涂过程中镍包铝发生放热反应,形成自粘结性的铝 化镍涂层,在低于3000℃的时候不熔化,仍可保持有 足够的结合强度,这种涂层对气体有较高的气密性, 用于空压机的维修是再理想不过了。 喷油镍包铝产生的是放热反应,所产生的涂层 是真正的烧结型致密无孔。这种效应可推广到与其 他许多材料的混合,这种混合物用等离子喷抢喷油, 铝化镍涂层的致密、高强度、结构性能好等优点能够 扩展到其他许多材料上。实际上,镍包铝和其他材 料的混合物,只要镍包铝的含量不少于30% ,还是属 于自粘结性的材料。 镍包铝和氧化铝混合时,镍包铝的含量百分比 可低至30%或高于70%的范围内选配。镍包铝百 分比较高的混合物是自粘结的,其微粒之间的粘结 强度比普通喷油的氧化铝的粘结强度要高得多。这 些混合物喷油出的涂层比纯陶瓷能承受更强的机械 冲击和热冲击,收缩率小以及更好的耐磨性和抗腐 蚀性,使用这种混合材料进行修复其性能要高于本 体。 为了减小收缩率,在壳体进行大面积喷油的时 候要给壳体进行预热,但是温度要控制好,相对于这 种混合物温度不要太高,最好在200℃左右。喷油的 时候要严格控制喷抢的温度,控制好喷距,掌握好速 度,要实行多次喷油,才能够有效地把收缩率减到更 小。

操作步骤如下: (1)对要修复的壳体进行除锈、除油; (2)对壳体进行喷沙处理; (3)预热壳体; (4)喷油镍包铝和氧化铝的混合物; (5)机械加工; (6)装机调试。 在厂家使用时,一次试机成功,使用到现在也没 有发生故障,以前的空压机12 个月为一个检修周 期,现在已经运行了36个月还在正常运转,提高了 使用寿命,减少了损失。 喷油技术一直用于结构件、船舶和各种容器等 大型部件的防腐蚀、防锈及机械磨损部件的修复。 由于喷油技术在操作工艺和喷油材料的多样性上占 有优势,所以现如今已经扩展到工程、制药甚至航天 上面来,在修复工艺中的主导地位已日见明显,被大 多数的行业所信赖,成为人们修复的首选,是修复技 术中的主力.