碴漿泵在礦山尾礦輸送系統(tǒng)中的磨損防護(hù)技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:
2025-07-23
礦山尾礦輸送工況下,碴漿泵過(guò)流部件面臨多重磨損挑戰(zhàn)。固體顆粒的沖擊磨損、介質(zhì)腐蝕以及氣蝕現(xiàn)象共同作用,導(dǎo)致葉輪、蝸殼等關(guān)鍵部件快速失效。研究表明,當(dāng)輸送介質(zhì)含固量超過(guò)60%時(shí),普通金屬材料的磨損速率可能呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。 在材料選擇方面,高鉻鑄鐵因其硬度與韌性的平衡特性,成為過(guò)流部件的常用材料。通過(guò)調(diào)整碳化物形態(tài)和分布,可使材料表面硬度達(dá)到HRC58以上。部分工況采用雙金屬?gòu)?fù)合鑄造工藝,在基體材料表面熔覆耐磨合金層,既能保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度又可提升耐磨性。實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示,經(jīng)優(yōu)化處理的過(guò)流件在石英砂介質(zhì)中的磨損量可降低約40%。 流體動(dòng)力學(xué)優(yōu)化是另一重要技術(shù)路徑。采用離散相模型(DPM)對(duì)葉輪流道進(jìn)行仿真分析,發(fā)現(xiàn)適當(dāng)增大葉片包角至135°-150°范圍,能有效降低顆粒對(duì)壓力面的直接沖擊。蝸殼斷面采用漸變擴(kuò)散設(shè)計(jì),使流速平穩(wěn)過(guò)渡,減少局部渦流造成的二次磨損。某鐵礦改造案例顯示,優(yōu)化后的泵型在相同

礦山尾礦輸送工況下,碴漿泵過(guò)流部件面臨多重磨損挑戰(zhàn)。固體顆粒的沖擊磨損、介質(zhì)腐蝕以及氣蝕現(xiàn)象共同作用,導(dǎo)致葉輪、蝸殼等關(guān)鍵部件快速失效。研究表明,當(dāng)輸送介質(zhì)含固量超過(guò)60%時(shí),普通金屬材料的磨損速率可能呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。
在材料選擇方面,高鉻鑄鐵因其硬度與韌性的平衡特性,成為過(guò)流部件的常用材料。通過(guò)調(diào)整碳化物形態(tài)和分布,可使材料表面硬度達(dá)到HRC58以上。部分工況采用雙金屬?gòu)?fù)合鑄造工藝,在基體材料表面熔覆耐磨合金層,既能保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度又可提升耐磨性。實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示,經(jīng)優(yōu)化處理的過(guò)流件在石英砂介質(zhì)中的磨損量可降低約40%。
流體動(dòng)力學(xué)優(yōu)化是另一重要技術(shù)路徑。采用離散相模型(DPM)對(duì)葉輪流道進(jìn)行仿真分析,發(fā)現(xiàn)適當(dāng)增大葉片包角至135°-150°范圍,能有效降低顆粒對(duì)壓力面的直接沖擊。蝸殼斷面采用漸變擴(kuò)散設(shè)計(jì),使流速平穩(wěn)過(guò)渡,減少局部渦流造成的二次磨損。某鐵礦改造案例顯示,優(yōu)化后的泵型在相同工況下連續(xù)運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)了3000小時(shí)。
表面工程技術(shù)在維修領(lǐng)域具有實(shí)用價(jià)值。熱噴涂碳化鎢涂層厚度控制在0.3-0.8mm時(shí),既能保證結(jié)合強(qiáng)度又具有良好的抗沖擊性能。對(duì)于已磨損部件,激光熔覆修復(fù)技術(shù)可恢復(fù)幾何尺寸并同步提升表面性能,修復(fù)成本約為新件采購(gòu)費(fèi)用的35%-50%。
運(yùn)行維護(hù)策略同樣影響設(shè)備壽命。建立基于振動(dòng)監(jiān)測(cè)的預(yù)警系統(tǒng),當(dāng)軸承座振動(dòng)值超過(guò)4.5mm/s時(shí)觸發(fā)檢修指令。定期調(diào)整葉輪間隙至設(shè)計(jì)值的±0.2mm范圍內(nèi),可避免因間隙過(guò)大造成的環(huán)流磨損。某銅礦實(shí)踐表明,實(shí)施狀態(tài)檢修后,碴漿泵年平均故障停機(jī)時(shí)間減少約45%。
隨著智能傳感技術(shù)的發(fā)展,基于磨損量預(yù)測(cè)的預(yù)防性維護(hù)體系正在形成。通過(guò)在線監(jiān)測(cè)介質(zhì)濃度、流量參數(shù),結(jié)合材料磨損數(shù)據(jù)庫(kù),可動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)以延長(zhǎng)部件壽命。這項(xiàng)技術(shù)在某黃金尾礦項(xiàng)目中的應(yīng)用,使單臺(tái)泵的年維護(hù)成本降低了18萬(wàn)元。
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