常 森

（中國(guó)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(shí)甚至就是高濃度礦漿，因此，輸送過(guò)程中對(duì)渣漿泵的過(guò)流件沖刷和磨損通常較為嚴(yán)重，是過(guò)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(duì)金屬材質(zhì)的過(guò)流件腐蝕作用更大，嚴(yán)重影響了渣漿泵的使用壽命，對(duì)企業(yè)的正常生產(chǎn)也帶來(lái)嚴(yán)重的影響。

在外形和結(jié)構(gòu)上，渣漿泵的各個(gè)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(shí)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(guò)流件只能做廢品處理或整體丟棄。

近年來(lái)，全球性的資源短缺造成金屬材料價(jià)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(guò)流件采購(gòu)成本急劇上升。另一方面，隨著礦產(chǎn)資源的持續(xù)開(kāi)采和利用，金屬礦產(chǎn)資源只會(huì)越來(lái)越少，價(jià)格只會(huì)越來(lái)越高。所以，尋找一種新材料和新技術(shù)成為一個(gè)必須面對(duì)和解決的課題。

1 早期非金屬?gòu)?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(lái)，國(guó)內(nèi)外有許多的企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)開(kāi)展了用非金屬耐磨材料修補(bǔ)渣漿泵過(guò)流部件的研究，如美國(guó)Rexnord公司、黃委會(huì)鄭州設(shè)計(jì)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(gè)研究機(jī)構(gòu)或廠家的配方和成分有所不同，以其中一個(gè)配方為例，其主要成分如下：環(huán)氧樹(shù)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(diǎn)是：在渣漿泵使用過(guò)程中，將過(guò)流件拆開(kāi)，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(diǎn)是：其只能象一種油漆涂料一樣涂抹于過(guò)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(guò)程中使用，若渣漿泵報(bào)廢后，特別是過(guò)流件有穿孔或缺損時(shí)，則無(wú)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(guó)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(guò)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(shí)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(shù)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(shù)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(jiàn)表1。

在配料車間、一二溶出車間、成品車間3個(gè)地點(diǎn)不同工況條件下進(jìn)行測(cè)試，原過(guò)流件與新材料過(guò)流件的使用時(shí)間對(duì)比見(jiàn)表2。由表2可看出，新材料 過(guò)流件的使用壽命為原過(guò)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(guò)流件使用時(shí)間對(duì)比

新型非金屬耐磨材料使用特點(diǎn)為：

（1）相對(duì)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(guò)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(guò)流件報(bào)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(jià)值

從2008年開(kāi)始，中國(guó)鋁業(yè)公司中州鋁廠開(kāi)始對(duì)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(guò)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(duì)過(guò)流件的嚴(yán)重破壞的問(wèn)題，而且磨穿報(bào)廢后修復(fù)再利用的過(guò)流件的平均使用壽命是原過(guò)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(shí)際應(yīng)用對(duì)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(guò)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(jì)，我國(guó)每年由于磨損而造成的損失約占國(guó)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(jì)每年能創(chuàng)造產(chǎn)值3～6億元，獲得效益約為5000萬(wàn)元／a，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均極為可觀。

［1］ 李赫亮，劉敬福，李智超．填料對(duì)環(huán)氧膠粘涂層耐蝕及耐磨性影響［J］．表面技術(shù)，2003，32（3）：46－48．

［2］ 韋 春，成東來(lái)．聚氨醋增韌環(huán)氧樹(shù)脂的研究［J］．桂林工學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，18（1）：66－68．

［3］ 孫曼靈．環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用原理與技術(shù)［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002：400．

［4］ 吳金坤．填充聚四氛乙烯的磨耗機(jī)理及其應(yīng)用（上）［J］．化工新型材料，1998，26（2）：17－20．