新型非金屬耐磨材料在渣漿泵修復(fù)中的應(yīng)用

常 森

（中國鋁業(yè)股份有限公司中州分公司， 河南 焦作市 454174）

0 前 言

渣漿泵是礦山、電力、冶金、煤炭、環(huán)保等行業(yè)用以輸送含有磨蝕性固體顆粒的漿體的一種離心泵，其材質(zhì)主要有低合金白口鑄鐵、高鉻白口鑄鐵、鎳硬鑄鐵3種。因渣漿泵所輸送的介質(zhì)中大多含有較多的固體顆粒，有時甚至就是高濃度礦漿，因此，輸送過程中對渣漿泵的過流件沖刷和磨損通常較為嚴(yán)重，是過流件失效最主要的原因。且由于其輸送的介質(zhì)大多具有腐蝕性，對金屬材質(zhì)的過流件腐蝕作用更大，嚴(yán)重影響了渣漿泵的使用壽命，對企業(yè)的正常生產(chǎn)也帶來嚴(yán)重的影響。

在外形和結(jié)構(gòu)上，渣漿泵的各個零部件形狀大多并不規(guī)整，如葉輪的葉片為弧形、護(hù)套具有曲面槽形等，所以，這種設(shè)備在制造時鑄造材料基本上選用高鉻合金鑄鐵，但高鉻合金鑄鐵的補(bǔ)焊性能極差，通常損壞的過流件只能做廢品處理或整體丟棄。

近年來，全球性的資源短缺造成金屬材料價格上漲迅速，而金屬材料又是渣漿泵制造的基本原料，導(dǎo)致企業(yè)過流件采購成本急劇上升。另一方面，隨著礦產(chǎn)資源的持續(xù)開采和利用，金屬礦產(chǎn)資源只會越來越少，價格只會越來越高。所以，尋找一種新材料和新技術(shù)成為一個必須面對和解決的課題。

1 早期非金屬復(fù)合材料在耐磨渣漿泵行業(yè)的應(yīng)用

自二十世紀(jì)七、八十年代以來，國內(nèi)外有許多的企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)開展了用非金屬耐磨材料修補(bǔ)渣漿泵過流部件的研究，如美國Rexnord公司、黃委會鄭州設(shè)計院等，并取得了一系列的研究成果。

早期用于修復(fù)渣漿泵的非金屬耐磨材料主要為耐磨涂料，各個研究機(jī)構(gòu)或廠家的配方和成分有所不同，以其中一個配方為例，其主要成分如下：環(huán)氧樹脂（E－44）10g；聚氨脂5g，由將甲苯二異氰酸醋（TDI）、丙酮等制成；環(huán)氧固化劑2．3g，JA－1型；耐磨填料為石墨∶二硫化鑰∶三氧化二鋁＝1∶1∶1（質(zhì)量比）。

耐磨涂料的使用特點是：在渣漿泵使用過程中，將過流件拆開，在其局部的磨損部位涂上一層耐磨涂料，加熱固化后再裝配好并重新投入使用。

耐磨涂料的缺點是：其只能象一種油漆涂料一樣涂抹于過流件表面，涂層薄，約1～2mm，達(dá)不到尺寸修復(fù)的功能；只能在渣漿泵使用過程中使用，若渣漿泵報廢后，特別是過流件有穿孔或缺損時，則無法修復(fù)。

2 新型非金屬耐磨材料的使用效果及主要技術(shù)指標(biāo)

中國鋁業(yè)公司中州鋁廠與湖南鼎值機(jī)電有限公司合作，在高?？蒲袉挝坏膮f(xié)作下，經(jīng)過多年的潛心研究、不斷改進(jìn)，近期成功研究出一種用于渣漿泵修復(fù)的新型非金屬耐磨材料，并在實踐中應(yīng)用且取得成功。

新材料主要成份為熱固性環(huán)氧樹脂膠液，其配比為：鄰苯二甲酸∶二丁脂∶乙二胺＝100∶8∶9（重量比）。稀釋劑為丙酮。高強(qiáng)度耐磨填料以金剛砂為主，在需要的前提下，還可以選擇耐磨陶瓷片為骨架材料拼貼固化在該非金屬材料層上。環(huán)氧樹脂膠液∶金剛砂＝1∶7（體積比）。

新型非金屬耐磨材料主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

在配料車間、一二溶出車間、成品車間3個地點不同工況條件下進(jìn)行測試，原過流件與新材料過流件的使用時間對比見表2。由表2可看出，新材料 過流件的使用壽命為原過流件的2～3倍，效果顯著。

表1 新材料主要技術(shù)指標(biāo)

表2 新、舊材料過流件使用時間對比

新型非金屬耐磨材料使用特點為：

（1）相對于液體狀的耐磨涂料而言，新型非金屬耐磨材料有如粘稠的“泥漿”，成半固體化，在加熱固化前能在渣漿泵過流件表面堆積到10～80mm的厚度甚至更多，從而能達(dá)到尺寸修復(fù)的功能；

（2）其能在渣漿泵過流件報廢后用于穿孔部位和缺損部位的修復(fù)，并且修復(fù)件的使用壽命與原備件的使用壽命基本相當(dāng)。

3 新型非金屬耐磨材料的使用效果及推廣價值

從2008年開始，中國鋁業(yè)公司中州鋁廠開始對配料車間、溶出車間和蒸發(fā)車間以及熱電分廠的濃縮車間等不同的工藝工位上的渣漿泵進(jìn)行修復(fù)，經(jīng)過2～3a的生產(chǎn)使用，證明該種新型非金屬耐磨材料的防腐、抗磨損性能優(yōu)越，能極大地解決流體輸送中酸堿對過流件的嚴(yán)重破壞的問題，而且磨穿報廢后修復(fù)再利用的過流件的平均使用壽命是原過流件平均使用壽命的2～3倍以上，使用效果十分顯著，特別適用于高堿度工況條件下的漿體物料的輸送。

非金屬耐磨材料的實際應(yīng)用對企業(yè)提高效益、降低生產(chǎn)成本、減少設(shè)備維護(hù)、提高過流件的綜合利用和節(jié)約資源消耗具有非常重要的意義。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計，我國每年由于磨損而造成的損失約占國民經(jīng)濟(jì)總收入的1%，僅以渣漿泵而言，近年的產(chǎn)值已達(dá)30～40億元／a。如果該技術(shù)能得到推廣和形成產(chǎn)業(yè)，預(yù)計每年能創(chuàng)造產(chǎn)值3～6億元，獲得效益約為5000萬元／a，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益均極為可觀。

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