渣浆泵过流部件材质的选用

　　1 过流部件材质的选用

　　渣浆泵过流部件的磨损涉及因素很多,而且不同部位的磨损机理也不尽相同,但总体上可以归纳为三类:

　　1.1 冲蚀磨损

　　在渣浆泵运行过程中,液体中携带的固体粒子以一定的速度对过流部件表面进行冲击,造成材料流失。根据对失效部件磨损表面的分析,冲蚀磨损机理可以分为切削磨损、变形疲劳磨损和切削+变形复合磨损。

　　1.2 气蚀损伤

　　在泵的运行过程中,其过流部件局部区域(通常是叶轮进口稍后处),由于某种原因,抽送液体的压力下降到当时温度下的汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产生蒸汽,形成气泡。这些气泡随液体向前流动,至某高压处时,气泡急剧缩小以至溃灭。在气泡凝结同时,液体质点以高速充填孔隙,并对金属表面产生强烈冲击。金属表面因受此冲击产生疲劳而剥落,造成材料流失,严重时金属表面呈现蜂窝状。

　　1.3 腐蚀

　　当输送的介质有一定的酸碱度时,渣浆泵过流部件还会发生腐蚀磨损,即在腐蚀和磨损共同作用下材料发生的流失现象。

　　2 影响渣浆泵磨损因素——料浆因素

　　2.1 料浆浓度和流速

　　在同样的运转条件下,随浆料的浓度降低,也即料浆中固体颗粒含量降低,固体颗粒的冲刷作用减弱,渣浆泵过流部件的使用寿命提高。而浆料流速加大,单位时间内国体粒子对材料表面冲击次数增多,材料流失数量增加。

　　2.2 料浆酸碱度

　　在固液浆料中使用时,除了固体粒子冲刷造成材料的流失外,浆料的腐蚀作用也会造成材料的流失,同时腐蚀和冲蚀磨损间的相互作用更加剧了材料的流失,这一点对PH4时,腐蚀作用逐渐减弱,材料磨损以固体粒子的冲刷作用为主。在酸性冲蚀条件下,不同的酸根对高铬铸铁两体冲蚀磨损速率影响不同。

　　2.3 粒子尺寸、硬度和冲击角度影响

　　浆料中固体粒子大小、硬度及粒子对材料表面的冲击角度也对材料的冲蚀磨损产生很大影响。在矿浆浓度和酸碱度相近时,如果固体粒子尺寸较小、硬度较低,相应的粒子冲击能量较小,过流部件的使用寿命可提高6～10倍。而冲击角度的减小,有效参与冲蚀磨损的磨料增加及磨料的切削作用加大,使磨损速率增加。

　　3 抗磨性分析

　　抗磨性要求是渣浆泵设计中较为突出的特点。渣浆泵叶轮的磨损破坏主要体现为局部破坏,而叶轮边缘是较为严重区之一。

　　众所周知,合金的组织决定其使用性能。在不同磨损系统中,基体组织对磨损行为的表现不同。因此,应按磨损特点和泵过流部件的受力状态合理选择基体组织,从而较大大限度地发挥材料能力。从使用条件上讲,渣浆泵的磨损属于水力冲蚀型颗粒磨损。经专家研究,大部分渣浆泵过流部件的磨损是微观切削、犁沟塑性变形以及脆性断裂等磨损形式存在的中等冲击、低应力磨损。在这种磨损条件下,马氏体基体显示出较好的抗磨性,其性能要求具有高强度k=700MPa,高硬度>55HRC,一定冲击韧度αk=10J/平方厘米,以此来指导合理进行抗磨材料的成份、组织以及热处理工艺的优化设计。以此为理论依据,我厂采用KmTBCr27合金高铬铸铁,属于高合金范畴,金相组织为奥氏体、碳化物及奥氏体转变产物组成。在通常冷却条件下,呈现以奥氏体为主的多相组织。因此高铬铸铁具有较好的综合性能。

　　4 铸造及加工

　　高铬铸铁加工性能差,切割非常困难。浇口、冒口、飞边、毛刺等不能用氧乙炔气枪切割,又不能用机床加工,只能用砂轮片切割和敲打。因此,在铸造方面,应保证其尺寸和形状的精度。加工时,一般采用硬质合金刀具,因为其具有韧性好,耐冲击等特点,又或者采用陶瓷刀具,其切削速度比硬质合金刀具高3～4倍。

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