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摘 要：容积式泵的泵壳、曲轴箱等大型部件一般采用铸铁铸造，一旦这些零部件发生裂纹、螺栓孔损坏等缺陷，如果更换新件，不仅价格昂贵，而且从订货、运输到安装调试往往需要很长时间。因此如何采用适当的修复工艺，在短时间内将损坏的铸件修复，至关重要。
输油联合站的现场环境多为不许动明火、环境温度过低的场合，且其零部件易受热变形的，当遇到上述情况时，可以采用金属扣合修复工艺技术。本文通过相应的实例，证明在经济性和可靠性方面，金属扣合修复技术都能较好、较快的修复此类裂纹，该技术已在大型往复式天然气压缩机上成功的应用，在国内尚属首例，望金属扣合修复技术能够在天然气处理设备领域得到广泛的普及和应用。
关键词：裂纹修复 金属扣合 容积式泵 经济效益
一、修复步骤
1.1 修复流程
1.1.1波形键制造
波形键由凸缘部分d，宽度b，间距l，厚度t 等组成。 d =1 .4b I =1 .6b t = b
1.2.2 波形键的材料
一般扣合用波形键材料常采用1Cr18Ni9 或Ti9Ti的奥氏体镍铬钢。在修复高温机件时，须采用含镍量高的Ni36 或Ni42，因这类材料的热膨胀系数与铸铁相近。
1.1.2波形键的制造工艺
根据波形键外形下料；在油压机上用图2 所示模具，将两侧的波形冷挤压成型；刨两平面；修两端凸缘之圆弧；热处理：1Cr18Ni9 制造的波形键在1050～1100 ℃中保温20～230 min，然后空气冷却或水冷却，要求硬度在HB140 左右。
1.2 波形槽加工
1.2.1 波形槽尺寸的确定
波形槽和波形键之间配合的最大间隙允许达到0.1～0 .2 mm，如图1（a）、（b）、（c），波形槽深度T，可视机件壁厚H，可取T =（0.7～0.8）H 。
1.2.2 机件上波形槽的布置
为使最大应力分布在较大范围内，在布置波形槽时，可采用一前一后或一长一短的方式所示。用于承受弯曲载荷的机件，因为机件外层受拉应力最大，往里逐渐减少。波形键的间距
式中：S 为波形槽下剩余壁厚（mm）；H 为机件壁厚（mm）；b 为波形键宽度（mm）；σ1为波形键材料经铆击后的抗拉强度极限，如选用1Cr18Ni9 材料，可按90kg/mm2计算；σ2为损坏材料的抗拉强度极限（kg/mm2）。
1.2.3 波形槽的加工工艺
波形槽可以在铣床等设备上直接加工成型，也可以采用钻模，手电钻等简便工具就地加工。波形槽加工的工艺过程1、根据修复设计的安排，划出各波形槽的位置。在多波形槽位置的裂纹上钻波形槽中间的凹洼孔d，深度比壁厚浅3～5mm。2、用定位销将钻模中间孔固定在裂纹上的孔d 内，对准位置钻任何一端之凹洼孔，插入第2 只定位销，然后钻完所有的凹洼孔。3、用直径等于宽度b 钻头钻凹洼孔之间的金属；4、用平底钻锪平各孔之底至深度T；5、用宽度等于b 的锉子修正波形槽宽度上的两平面。
二.金属扣合修复实例
新疆油田公司石西油田作业区石南联合站拥有MW9.3ZK-67混输泵两台，2012年8月维修人员发现其中一台混输泵的螺旋套上出现一道裂纹，裂纹总长约100mm，该零部件为一体铸造、加工成型。
2.1 修复前的准备工作
2.1.1、确定裂纹情况
将螺旋套从泵体内全部拆除，对裂纹处进行全面清洁，对于不明显处，可以采取着色渗透探伤，确认裂纹的准确位置及长度。
2.1.2、确定修复方案
维修人员经过讨论研究，决定在“焊接修复”、“更新零部件”、“金属扣合修复”三个修复方案中来选定最终方案，设备管理人员经过多方面比较和考虑后，最后决定采用金属扣合修复技术，对该裂纹进行修复。
2.1.3 铆击工艺
铆击工作应用频率高、冲击力小的小型铆击枪，压缩空气压力可在2～4 kg/cm2范围内；铆击时务必使铆击杆垂直于铆击面，先铆波形键两端的凸缘，然后再逐渐向中间凸缘推进，并轮换对称铆击，最后铆击裂纹上的凸缘，并且不宜铆得太紧，以免将裂纹撑开。凸缘部分铆紧后，再铆各凸缘的连接部分。并要在第1 层铆紧后再铆第2 层，第3 层；根据机件的要求，壁厚等因素分别掌握，以每层波形键铆低0.5mm 的尺寸来控制其铆紧度；为使波形键得到充分的冷硬化，以提高其抗拉强度极限，每个部位应先用圆弧面冲头铆击其中心，然后再用平面的冲头铆各部位的边缘。铆击力度要适当，既要保证锁片完全充满槽腔并且能够充分的冷作硬化，又要防止裂纹被撑开。
2.1.4 修复后运行状况
经修复后机泵，已安全生产运行10000小时，泵未出现因螺旋套有裂纹而达不到额定压力的状况，在泵的正常保养日期内，再未出现过螺旋套有断裂的现象，该修复技术既保证了泵的安全运行，又提高了机泵的使用效率，大大降低了泵的维护成本。
三、经济效益评价
以此次新疆油田石西作业区石南联合站MW9.3ZK-67混输泵裂纹修复为例，进行经济效益评价。修复技术：金属扣合修复技术；修复费用：裂纹修复：长度10 cm×2500元/cm=2.5万元；维修人员服务费用：1万元；维修人员施工费用：0.3万元；产出效益：维修工期：3天 损失效益：拉油费用1万/天×3天=3万元。
四、总结经验
修复后的机泵运行平稳，完全满足生产工艺要求，并能很好的保证加工精度和定位精度，对此类机泵的壳体、衬套等机件裂痕修复都有很好的参考价值。
输油联合站的现场环境多为不许动明火、环境温度过低的场合，且其零部件易受热变形的，当遇到上述情况时，可以采用金属扣合修复工艺技术。本文通过相应的实例，证明在经济性和可靠性方面，金属扣合修复技术都能较好、较快的修复此类裂纹，该技术已在大型往复式天然气压缩机上成功的应用，在国内尚属首例，望金属扣合修复技术能够在天然气处理设备领域得到广泛的普及和应用。
关键词：裂纹修复 金属扣合 容积式泵 经济效益
一、修复步骤
1.1 修复流程
1.1.1波形键制造
波形键由凸缘部分d，宽度b，间距l，厚度t 等组成。 d =1 .4b I =1 .6b t = b
1.2.2 波形键的材料
一般扣合用波形键材料常采用1Cr18Ni9 或Ti9Ti的奥氏体镍铬钢。在修复高温机件时，须采用含镍量高的Ni36 或Ni42，因这类材料的热膨胀系数与铸铁相近。
1.1.2波形键的制造工艺
根据波形键外形下料；在油压机上用图2 所示模具，将两侧的波形冷挤压成型；刨两平面；修两端凸缘之圆弧；热处理：1Cr18Ni9 制造的波形键在1050～1100 ℃中保温20～230 min，然后空气冷却或水冷却，要求硬度在HB140 左右。
1.2 波形槽加工
1.2.1 波形槽尺寸的确定
波形槽和波形键之间配合的最大间隙允许达到0.1～0 .2 mm，如图1（a）、（b）、（c），波形槽深度T，可视机件壁厚H，可取T =（0.7～0.8）H 。
1.2.2 机件上波形槽的布置
为使最大应力分布在较大范围内，在布置波形槽时，可采用一前一后或一长一短的方式所示。用于承受弯曲载荷的机件，因为机件外层受拉应力最大，往里逐渐减少。波形键的间距
式中：S 为波形槽下剩余壁厚（mm）；H 为机件壁厚（mm）；b 为波形键宽度（mm）；σ1为波形键材料经铆击后的抗拉强度极限，如选用1Cr18Ni9 材料，可按90kg/mm2计算；σ2为损坏材料的抗拉强度极限（kg/mm2）。
1.2.3 波形槽的加工工艺
波形槽可以在铣床等设备上直接加工成型，也可以采用钻模，手电钻等简便工具就地加工。波形槽加工的工艺过程1、根据修复设计的安排，划出各波形槽的位置。在多波形槽位置的裂纹上钻波形槽中间的凹洼孔d，深度比壁厚浅3～5mm。2、用定位销将钻模中间孔固定在裂纹上的孔d 内，对准位置钻任何一端之凹洼孔，插入第2 只定位销，然后钻完所有的凹洼孔。3、用直径等于宽度b 钻头钻凹洼孔之间的金属；4、用平底钻锪平各孔之底至深度T；5、用宽度等于b 的锉子修正波形槽宽度上的两平面。
二.金属扣合修复实例
新疆油田公司石西油田作业区石南联合站拥有MW9.3ZK-67混输泵两台，2012年8月维修人员发现其中一台混输泵的螺旋套上出现一道裂纹，裂纹总长约100mm，该零部件为一体铸造、加工成型。
2.1 修复前的准备工作
2.1.1、确定裂纹情况
将螺旋套从泵体内全部拆除，对裂纹处进行全面清洁，对于不明显处，可以采取着色渗透探伤，确认裂纹的准确位置及长度。
2.1.2、确定修复方案
维修人员经过讨论研究，决定在“焊接修复”、“更新零部件”、“金属扣合修复”三个修复方案中来选定最终方案，设备管理人员经过多方面比较和考虑后，最后决定采用金属扣合修复技术，对该裂纹进行修复。
2.1.3 铆击工艺
铆击工作应用频率高、冲击力小的小型铆击枪，压缩空气压力可在2～4 kg/cm2范围内；铆击时务必使铆击杆垂直于铆击面，先铆波形键两端的凸缘，然后再逐渐向中间凸缘推进，并轮换对称铆击，最后铆击裂纹上的凸缘，并且不宜铆得太紧，以免将裂纹撑开。凸缘部分铆紧后，再铆各凸缘的连接部分。并要在第1 层铆紧后再铆第2 层，第3 层；根据机件的要求，壁厚等因素分别掌握，以每层波形键铆低0.5mm 的尺寸来控制其铆紧度；为使波形键得到充分的冷硬化，以提高其抗拉强度极限，每个部位应先用圆弧面冲头铆击其中心，然后再用平面的冲头铆各部位的边缘。铆击力度要适当，既要保证锁片完全充满槽腔并且能够充分的冷作硬化，又要防止裂纹被撑开。
2.1.4 修复后运行状况
经修复后机泵，已安全生产运行10000小时，泵未出现因螺旋套有裂纹而达不到额定压力的状况，在泵的正常保养日期内，再未出现过螺旋套有断裂的现象，该修复技术既保证了泵的安全运行，又提高了机泵的使用效率，大大降低了泵的维护成本。
三、经济效益评价
以此次新疆油田石西作业区石南联合站MW9.3ZK-67混输泵裂纹修复为例，进行经济效益评价。修复技术：金属扣合修复技术；修复费用：裂纹修复：长度10 cm×2500元/cm=2.5万元；维修人员服务费用：1万元；维修人员施工费用：0.3万元；产出效益：维修工期：3天 损失效益：拉油费用1万/天×3天=3万元。
四、总结经验
修复后的机泵运行平稳，完全满足生产工艺要求，并能很好的保证加工精度和定位精度，对此类机泵的壳体、衬套等机件裂痕修复都有很好的参考价值。