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渣漿泵磨損原因及解決措施

　　渣漿泵的磨損

　　渣漿泵是一種特殊的離心泵，其選用材質、葉輪流道結構都異于普通清水泵。由于輸送的介質是含金屬、礦石、煤炭及泥沙顆粒等的固—液混合物料，顆粒形狀各異、粒徑組成復雜、濃度不斷變化，造成渣漿泵的磨損量遠大于清水泵，過流部件的使用壽命也遠低于清水泵。

　　近年來，國內外許多學者從理論上對輸送固—液混合物的渣漿泵磨損機理、磨損規律進行了分析研究，也進行了大量試驗，提出了渣漿泵磨損的防護措施和泵現場使用方法等有價值的資料。

　　1 磨損種類

　　1.1 氣蝕磨損

　　氣蝕磨損屬于腐蝕磨損的一種。液體中球形氣蝕空泡的破壞不是瞬時產生的，而是一個多次衰變過程。在這個過程中，液體以很高的速度沖向空泡中間，其大部分動能在形成新空泡的瞬時轉變為向各個方向傳播的球形沖擊波，作用于過流部件表面上的沖擊波的機械作用力是氣蝕磨損的主要原因。而設計選型不當、使用不當是造成氣蝕磨損的主要原因。

　　1.2 磨料磨損

　　除了上述原因外，渣漿泵過流部件的磨損都屬于磨料磨損。具體表現為：選煤廠輸送介質中的硬質顆粒與葉輪水流通道內表面相互作用或介質與葉輪水流通道內表面的粗糙突出物相互摩擦作用，產生接觸應力，導致葉輪水流通道的內表面疲勞破壞而磨損。鑄鋼鑄造的葉輪還會因高壓力下硬質沙粒的壓入，產生壓痕，并從葉輪水流通道內表面擠出，剝離顆粒而磨損。

　　根據磨損特性，離心泵泵件可以分成兩大類：一類包括葉輪和壓水室，其流道磨損較嚴重;其次就是是懸浮液流從高壓腔向低壓腔回流時使泵體、葉輪外蓋板、密封件和軸封零件受到的磨損。根據試驗和實際生產經驗，磨損件磨損速度排序為：泵體隔舌—葉片入口邊—葉輪密封環—軸封—吸人側泵腔—泵體擴散管。

　　除上述兩種磨損之外，還有屬于腐蝕磨損中的氧化磨損、酸堿鹽化學反應磨損、沖洗等物理運動引起的磨損、葉輪與軸之間的微動磨損及微裂紋引起的電化學磨損等。

　　2 磨損機理與規律

　　磨損的機理主要是由固體顆粒從不同角度對材料表面撞擊、顆粒旋轉(向前旋轉、向后旋轉)、塑性變形、疲勞破壞等因素引起材料裸露表面的脫落。

　　根據大量生產實例統計，渣漿泵輸送固—液混合物時，磨損較嚴重的零件是葉輪，其次是泵體、護套及護板等過流部件。渣漿泵的磨損取決于以下各個參數和因素之間的內在關系：

　　(1)輸送介質即固—液混合物流變特性;

　　(2)介質中固體顆粒粒徑級配、粒形、硬度和密度等;

　　(3)泵的結構形式與參數;

　　(4)渣漿泵的轉速;

　　(5)渣漿泵所用材料的性能，如硬度、強度、延伸率及耐酸堿性等。

　　3 磨損件更換周期

　　渣漿泵的使用壽命是由泵的水力設計、結構設計、強度設計、材料選用及現場使用等綜合因素決定的。對于其使用壽命，目前還沒有一種準確的理論計算方法。

　　3.1 泵件更換原則

　　泵過流部件磨損到一定程度，因達不到功能要求就一定更換或者修復。到目前為止，泵的易損件沒有統一公認的更換原則和標準，只能根據渣漿泵在現場使用具體條件而定。

　　收集業內一些原則性意見和看法，主要為以下幾點：① 泵體和護板磨穿;② 泵性能如流量和揚程不能滿足運行的要求;③ 嚴重的內部環流或者護板嚴重粗糙度引起電動機電流過高;④ 葉輪不均勻磨損或者葉輪局部堵塞引起過度振動。

　　國內研究人員通過大量實驗，提出了用低耐磨性材料制造的渣漿泵過流部件在高速磨損條件下的磨損形貌和泵性能與磨損之間的變化規律。在磨損運轉時間為18 h時，葉輪和泵體相對磨損量分別為總磨損量的52.5%和62.2%。說明總磨損時間為3/7時，過流部件磨損量超過總磨損量的1/2以上;葉輪和泵體的磨損率在總磨損時間的1/7～3/7之間時為較高，即磨損最快;在總磨損時間的3/7時，揚程下降26%，在磨損結束時揚程下降45%。這些實驗數據都為更換周期提供了很重要的參考數據。

　　近年來，國內外對于更換周期主要形成了以下兩種更換原則：

　　(1)渣漿泵在極限磨損的情況下，葉片磨損為原始長度的30%～40%，質量磨損量為20%～30%時，就應該更換葉輪;還有學者提出，在渣漿流動狀態恒定時，可以將泵出口壓力降低到初始壓力的35%～75%作為更換葉輪的參考數，但缺點是上述意見沒有結合具體材質和行業應用特點。

　　(2)葉輪葉片長度磨掉30%時，葉輪失重量為原始重量的50%、揚程下降30%，作為更換件的指標，根據現場使用壽命試驗結果，提出不同材質和量、件的更換原則：選煤廠用渣漿泵，如采用N1、Ni4、C27和Crl5Mo3制造葉輪和護板，在葉輪失重量達到50%、30%、10%和50%時就應更換，而護板失重量達到30%、20%、10%和35%時就應更換，此意見對于選煤廠更具針對性和可操作性。因此，建議選煤廠結合上述原則因地制宜，可以參考二號原則。

　　3.2 泵件更換周期

　　在生產實際中，提前更換、滯后更換磨損件是一種普遍現象，尤其是提前更換，例如：一般選煤廠設備集中大修期間，在磨損量還未達到更換的周期，就與其他設備一起更換，造成了浪費;而滯后更換的影響更為明顯，往往是在運行明顯不正常，直接影響了系統生產，甚至在生產過程中發生嚴重故障。因此，針對選煤廠，應根據設備運行狀況和生產經驗設置一個適宜于本廠的更換周期。

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