湖北天門天標(biāo)泵業(yè)-渣漿泵為什么經(jīng)過(guò)礦漿的部位必須要用耐磨材料

下面我們從原理、后果和材料選擇三個(gè)層面進(jìn)行詳細(xì)解析。

一、 根本原因：礦漿的“破壞三劍客”

礦漿不是普通的水，它是水（或液體） + 固體顆粒（磨料） + 可能的化學(xué)物質(zhì)的混合物。其破壞性主要來(lái)自以下三種協(xié)同作用的機(jī)制：

1. 磨料磨損（主導(dǎo)因素）：

   • 原理：高速運(yùn)動(dòng)的堅(jiān)硬固體顆粒（如石英砂、金屬礦物顆粒），像無(wú)數(shù)微小的“切削刀具”或“銼刀”，持續(xù)沖刷、撞擊、刮擦過(guò)流部件表面。

   • 影響：直接造成材料表面被一點(diǎn)點(diǎn)剝離，導(dǎo)致壁厚減薄、流道變形、密封失效。顆粒硬度越高、棱角越尖銳、濃度越大、流速越快，磨損越劇烈。

2. 腐蝕磨損：

   • 原理：輸送介質(zhì)可能具有酸堿性或含有電解質(zhì)，對(duì)金屬部件產(chǎn)生化學(xué)或電化學(xué)腐蝕。

   • 協(xié)同效應(yīng)：這是“1+1>2”的破壞。腐蝕會(huì)先在金屬表面形成松軟的腐蝕層，磨料顆粒很容易將其刮掉，暴露出新的基體繼續(xù)被腐蝕，如此循環(huán)，極大地加速了材料損失。

3. 汽蝕破壞（在特定工況下）：

   • 原理：泵內(nèi)局部壓力過(guò)低導(dǎo)致液體汽化形成氣泡，氣泡在高壓區(qū)潰滅時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)的微觀水擊沖擊波（可達(dá)數(shù)百M(fèi)Pa）。

   • 協(xié)同效應(yīng)：汽蝕沖擊首先破壞材料表面的保護(hù)膜或使其疲勞，隨后磨料磨損趁虛而入，使破壞進(jìn)程呈指數(shù)級(jí)加快。

二、 如果不使用耐磨材料的后果

想象一下用普通碳鋼（如Q235）制造葉輪和護(hù)板來(lái)輸送鐵礦漿：

• 極短的壽命：可能在幾天到幾周內(nèi)，葉輪葉片就會(huì)被磨穿、變薄、失去形狀，泵的揚(yáng)程和流量急劇下降，效率歸零。

• 災(zāi)難性失效：護(hù)板或蝸殼被磨穿，導(dǎo)致礦漿泄漏，被迫全線停機(jī)。

• 高昂的綜合成本：頻繁更換部件帶來(lái)的停機(jī)損失（生產(chǎn)損失）和維護(hù)成本（人工、備件）將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)最初購(gòu)買耐磨泵的成本。

• 性能不穩(wěn)定：隨著流道形狀被迅速改變，泵的運(yùn)行參數(shù)漂移，無(wú)法穩(wěn)定工作。

三、 耐磨材料的關(guān)鍵特性及常見(jiàn)類型

耐磨材料通過(guò)以下一種或多種特性來(lái)抵抗上述破壞：

1. 高硬度：使材料表面更難被磨料顆粒切削。這是最直接的特性。

2. 高韌性：防止材料在沖擊下產(chǎn)生裂紋或脆性剝落。好的耐磨材料需要硬度和韌性的良好結(jié)合。

3. 合理的金相組織：通過(guò)熱處理獲得馬氏體、奧氏體+碳化物等耐磨組織。

4. 耐腐蝕性：形成致密氧化膜或本身化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。