通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法与流程

本发明属于石化行业通用皮托管离心泵修复领域，涉及一种通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法。

背景技术：

皮托管泵是一种中小流量，高扬程的新型工业离心泵，广泛应用于石油化工行业。该泵仅有一级叶轮，结构简单，转速较低，使用寿命长，维护成本低。皮托管泵由转子、皮托管喷嘴、轴承座部件、外壳体和进出液管等部分组成，该泵外壳形成用于旋转组件的壳体，该旋转组件环绕静止皮托管喷嘴。正常来讲，静止的皮托管喷嘴在使用过程中是不容易损坏的，该泵主要的易耗件是密封环，密封环损坏后才会导致旋转壳体偏心振动大，导致喷嘴失效。皮托管喷嘴是输送介质的通道，一旦损坏将会给皮托管泵带来致命的伤害。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法，该方法针对长期运行过程中皮托管喷嘴出现磨损和断裂的零件进行修复。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法，包括如下步骤：

(1)根据皮托管喷嘴的损坏程度，确定喷嘴的修复方案；

(2)将磨损的密封口环找加工基准，制作工装；

(3)将损坏皮托管喷嘴输出端去除、加工焊接坡口；

(4)根据测绘图纸制作新的喷嘴输出端毛坯；

(5)将新的喷嘴输出端与原来的轴进行配合；

(6)采用高能脉冲冷焊和冷金属过渡焊接；

(7)堆焊层去除应力；

(8)去除焊接工装，精加工，钻孔。

所述的通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法，步骤(1)中，喷嘴在皮托管泵中拆解出来，采用酒精清洗之后，首先对其进行测绘，再进行裂纹、表面缺陷、各相关轴颈、配合面的尺寸精度检查，以确定修复方案。

所述的通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法，在步骤(2)中，首先将磨损的密封口环找加工基准，在叶片上焊接实心圆棒毛坯，根据原有的加工基准，加工毛坯，使其成为皮托管喷嘴后续的加工基准。

所述的通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法，步骤(3)中，将皮托管喷嘴安装在车床上，将损坏的直径40～50mm，长40～60mm端面直接车削掉，加工焊接坡口。

所述的通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法，步骤(4)中，车加工毛坯，加工至尺寸要求。

所述的通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法，步骤(5)中，将加工好的毛坯与原有直径为30～35mm的通道相对应，将两端配合面进行装配，装配到原来总长尺寸，预留焊接坡口。

所述的通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法，步骤(6)中，采用高能脉冲冷焊的方法修复密封口环磨损处，焊接电流为35～45a，焊接频率为模式三，焊接作用时间35～45毫秒/次，钨极和工件的距离为1～3mm，焊丝直径为1.0～1.6mm，采用氩气保护，保护气氩气流量为3～7l/min；焊接时，道与道之间的搭接率为40％～60％；

采用冷金属过渡的工艺修复喷嘴断裂处，工艺参数为：焊接电流为200～270a，焊接电压为14～18v，焊丝和工件的距离为2～3mm，焊丝直径为1.0～1.2mm，采用混合气保护，保护气氩气和co2混合气流量为15～25l/min，氩气和二氧化碳的体积比为80～98：20～2；送丝速度为2.0～3.0r/min，焊接扫描速度为10～20mm/s，道与道之间的搭接率为50％～70％。

所述的通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法，步骤(7)中，采用锤击法对熔覆层进行应力去除，每焊接一层就去除应力一次，锤击时间为4～6min。

所述的通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法，步骤(8)中，采用车床对端面毛坯进行最后精加工和钻孔，以满足端面的安装尺寸及精度要求。

本发明的设计思想是：

针对该皮托管泵长期运行旋转机匣和喷嘴之间密封口环磨损，进一步导致喷嘴磨损，又由于喷嘴是输送介质的，一部分是空心不锈钢管制作的且静止不动，喷嘴磨损突然间受到旋转机匣不平衡力的冲击，导致喷嘴输出端部分断裂、失效等问题。本发明方法采用将损坏输出端去除，重新加工一个毛坯，与原来的喷嘴输出端装配在一起，采用冷金属过渡焊接方法，选用与基材材料相同的不锈钢金属焊丝，采用合理的焊接工艺参数进行焊接，并通过锤击法去除焊接后零件中的残余应力，再重新加工到原始尺寸，从而恢复该皮托管泵喷嘴的使用性能。本发明对石油化工行业通用的皮托管泵喷嘴进行冷金属过渡焊接修复，冷金属过渡是一项很好的连接技术，它通过脉冲式送丝技术，可以实现0.8mm厚的钢板连接不变形，比传统的熔化焊有更低的热输入量，采用abb机器人与焊机配合，自动化效率高、修复时间短。

本发明所达到的有益效果是：

1、本发明提供的一种通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法，其关键点是制作合适的工装，满足加工精度，采用冷金属过渡焊接修复空心皮托管喷嘴不变形，它通过脉冲式送丝技术，使输送到基体的热量更少，采用abb机器人与焊机配合，自动化效率高、修复时间短。快速的使喷嘴满足生产的使用要求，不用长期等待购买新的皮托管泵的喷嘴，测绘原有的皮托管喷嘴，一边维修，一边制造。

2、本发明方法相对重新购买新的皮托管喷嘴更方便、更便宜，且耗时较短，从而缩短泵的停机时间，给企业节约很大的成本。

附图说明

图1为损坏皮托管喷嘴示意图。图中标号，1损坏皮托管喷嘴输出端；2皮托管喷嘴本体；3后续加工工装。

图2-图3为本发明皮托管喷嘴修复示意图。其中，图2为图3的a-a剖视图；图3为侧视图；图中标号，2皮托管喷嘴本体；4喷嘴输出端。

图4为喷嘴输出端毛坯示意图。

图5为喷嘴输出端精加工示意图。

具体实施方式

在具体实施过程中，本发明首先采用将损坏输出端去除，重新加工一个毛坯，与原来的喷嘴输出端装配在一起，采用冷金属过渡焊接方法，选用与基材材料相同的不锈钢金属焊丝，采用合理的焊接工艺参数进行焊接，并通过锤击法去除焊接后零件中的残余应力，再重新加工到原始尺寸，从而恢复该皮托管泵喷嘴的使用性能。

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1-图3所示，本实施例中，通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法，包括如下步骤：

(1)根据皮托管喷嘴的损坏程度，确定喷嘴的修复方案。

(2)将磨损的密封口环找加工基准(中心)，制作工装。

(3)如图1所示，皮托管喷嘴本体2的一端为损坏皮托管喷嘴输出端1，皮托管喷嘴本体2的另一端为后续加工工装3，将损坏皮托管喷嘴输出端1去除、加工焊接坡口；

(4)根据测绘图纸制作新的喷嘴输出端毛坯；

(5)将新的喷嘴输出端与原来的轴进行配合；

(6)如图2所示，皮托管喷嘴本体2的一端通过冷金属过渡焊接喷嘴输出端4；

(7)堆焊层去除应力；

(8)去除焊接工装，精加工，钻孔。

在步骤(1)中，喷嘴在皮托管泵中拆解出来，采用酒精清洗之后，首先对其进行测绘，再进行裂纹、表面缺陷、各相关轴颈、配合面的尺寸精度检查，以确定修复方案。跳动值可在普通车床上，用百分表检查，量不能超过0.01mm，若大于该值，则应进行修复。

在步骤(2)中，由于皮托管喷嘴形状复杂，是整体铸造出来的，配合尺寸仅有两处，一处断裂，一处部分磨损，如果直接焊接修复会带来焊后无法加工的后果。所以，首先将磨损的密封口环找加工基准(中心)，在叶片上焊接实心圆棒毛坯，根据原有的加工基准，加工毛坯，使其成为皮托管喷嘴后续的加工基准，同时车加工密封口环磨损处，车削小于标准尺寸0.5mm以下，以便更好地达到焊接修复效果。

在步骤(3)中，将皮托管喷嘴安装在车床上，调整跳动值在0.01mm，将损坏的直径44mm、长50mm皮托管喷嘴输出端的端面直接车削掉，加工40°焊接坡口(见图1-图3)。

在步骤(4)中，按图4加工至尺寸要求：准备一根直径为65mm、长为75mm、与母材同材质的毛坯，车加工毛坯，先粗车到高于要求尺寸0.5mm，再精加工到图5要求尺寸，最后把加工好的工件车削下来，备用。

在步骤(5)中，将加工好的毛坯与原有直径为32mm的通道相对应，两端配合面进行装配，配合长度为12mm，装配到原来总长尺寸，两侧预留40°焊接坡口。

在步骤(6)中，密封口环磨损处采用高能脉冲冷焊的方法修复，焊接电流为40a，焊接频率为模式三(频率为15～20hz)，焊接作用时间40毫秒/次，钨极和工件的距离为2mm，焊丝直径为1.2mm，采用氩气保护，保护气氩气流量为5l/min；焊接时，道与道之间的搭接率为50％。

预留的焊接坡口，采用冷金属过渡修复的方法连接。工艺参数为：焊接电流为235a，焊接电压为16v，焊丝和工件的距离为2.5mm，焊丝直径为1.2mm，采用混合气保护，保护气氩气和co2混合气流量为20l/min(氩气和二氧化碳的体积比为98：2)；送丝速度为2.5r/min，焊接扫描速度为15mm/s；焊接时，道与道之间的搭接率为60％。

根据焊接母材相近原则，选择耐磨性、耐蚀性同基体一样的不锈钢焊丝作为连接处的焊接材料，其中，铁基焊丝直径为1.2mm，其名义成分为：fe-17cr-4ni-4cu-4nb-0.5c。堆焊过程中减小皮托管喷嘴温度的升高，实时记录温度变化，焊接区温度不高于100℃，如果焊接区温度接近100℃，采用间歇焊接法，使其降低到室温再重新开始焊接，最终焊接后要留有加工余量为1.5mm；

在步骤(7)中，采用锤击法对熔覆层进行应力去除，皮托管喷嘴在加工平台一直旋转，每熔覆一层就去除应力一次，锤击时间为5min。

在步骤(8)中，采用线切割的方法去除工装，利用高级钳工恢复原有尺寸要求。根据图5采用车床对喷嘴输出端的端面毛坯进行掏孔再精加工，最后再根据图3钻孔以满足端面的安装尺寸及精度要求。

实施例结果表明，本发明提供的一种通用型皮托管泵喷嘴磨损或断裂冷金属过渡焊接修复方法，其关键点是制作合适的工装，满足加工精度，采用冷金属过渡焊接修复空心皮托管喷嘴不变形，它通过脉冲式送丝技术，使输送到基体的热量更少，采用abb机器人与焊机配合，自动化效率高、修复时间短，快速的使喷嘴满足生产的使用要求。

最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。