渣浆泵磨损

渣浆泵是一种特殊的离心泵，在选材和流道结构上都不同于普通清水泵。由于输送介质是含有金属、矿石、煤和泥沙颗粒的固液混合物，颗粒形状不同，粒度组成复杂，浓度不断变化，渣浆泵的磨损远大于清水泵，过流部件的使用寿命也远短于清水泵。

近年来，国内外许多学者对输送固液混合物的渣浆泵的磨损机理和磨损规律进行了理论分析和研究，也进行了大量的试验，提出了渣浆泵磨损的防护措施和现场使用方法等有价值的信息。

1磨损类型

1.1气蚀磨损

气蚀磨损是一种腐蚀磨损。液体中球形空化的破坏不是瞬间的，而是一个多次衰变的过程。在这个过程中，液体高速冲入空腔中间，在形成新空腔的瞬间，其大部分动能转化为向四面八方传播的球形冲击波。冲击波作用在过流部件表面的机械力是产生气蚀磨损的主要原因。然而，设计和使用不当是造成气蚀磨损的主要原因。

1.2磨料磨损

除上述原因外，渣浆泵过流部件的磨损属于磨粒磨损。具体来说，选煤厂输送介质中的硬颗粒与叶轮水道内表面相互作用，或者介质与叶轮水道内表面的粗糙突起发生摩擦，产生接触应力，导致叶轮水道内表面疲劳损坏和磨损。铸钢叶轮在高压下也会被硬砂压入，产生压痕，压痕会从叶轮水道内表面挤出，剥落颗粒，被磨损。

根据磨损特征，离心泵零件可分为两类:一类包括叶轮和压力室，其过流道磨损严重；其次，当悬浮液从高压室回流到低压室时，泵体、叶轮外盖板、密封和轴封部件都有磨损。根据试验和实际生产经验，易损件磨损速度的顺序为:泵体隔板舌-叶片进口边缘-叶轮密封圈-轴封-吸入侧泵腔-泵体扩散管。

除了上述两种磨损外，还有氧化磨损、酸碱盐化学反应磨损、冲刷、叶轮与轴之间的微动磨损、微裂纹引起的电化学磨损等物理运动引起的磨损。

2磨损机理和规律

磨损机理主要是由固体颗粒从不同角度对材料表面的冲击、颗粒旋转(正转、反转)、塑性变形、疲劳损伤等因素造成材料外露表面的脱落。

据大量生产实例统计，渣浆泵输送固液混合物时，叶轮是磨损最严重的部件，其次是泵体、护套、护板等过流部件。渣浆泵的磨损取决于以下参数和因素之间的内在关系:

(1)输送介质，即固-液混合物流变性质；

(2)介质中固体颗粒的粒度分布、颗粒形状、硬度和密度；

(3)泵的结构和参数；

(4)渣浆泵的速度；

(5)渣浆泵所用材料的性能，如硬度、强度、延伸率、耐酸碱性等。

3磨损零件的更换周期

渣浆泵的使用寿命是由泵的水力设计、结构设计、强度设计、材料选择和现场使用等综合因素决定的。其使用寿命目前还没有准确的理论计算方法。

3.1泵零件更换原则

泵的过流部件有一定程度的磨损，如果达不到功能要求，必须更换或修理。泵的易损件至今没有统一公认的更换原则和标准，只能根据现场渣浆泵的具体情况来确定。

收集业内一些原则性的意见和看法，主要有:①泵体和护板磨穿；②泵的流量、扬程等性能不能满足运行要求；③内循环严重或护板严重粗糙造成电机电流过大；④叶轮不均匀磨损或叶轮局部堵塞导致振动过大。

国内研究人员通过大量试验，提出了低耐磨材料的渣浆泵过流部件在高速磨损条件下的磨损形貌以及泵性能与磨损之间的变化规律。当运行时间为18 h时，叶轮和泵体的相对磨损量分别占总磨损量的52.5%和62.2%。结果表明，当总磨损时间为3/7时，过流部件的磨损超过总磨损的1/2。叶轮和泵体在总磨损时间的1/7 ~ 3/7之间磨损率较高，即磨损速度最快。在总磨损时间的3/7处，升程下降26%，在磨损结束时，升程下降45%。这些实验数据为更换周期提供了重要的参考数据。

近年来，国内外对更换周期形成了以下两条更换原则:

(1)渣浆泵在极端磨损条件下，当叶片磨损量为原长度的30% ~ 40%，质量磨损量为20% ~ 30%时，应更换叶轮；有学者提出，在渣浆流动状态不变的情况下，泵出口压力可降至初始压力的35% ~ 75%，作为更换叶轮的参考数。但缺点是上述意见没有结合具体材料和行业应用特点。

(2)叶轮叶片长度磨损30%时，叶轮重量损失为原重量的50%，升力降低30%。作为更换零件的指标，根据现场使用寿命试验结果，提出了不同材质、不同数量、不同零件的更换原则:选煤厂使用的渣浆泵，如N1、Ni4、C27、Crl5Mo3等，制作叶轮和护板，叶轮失重可达50%、30%。因此，建议选煤厂根据上述原则因地制宜，并参考2号原则。

3.2泵更换周期

在生产实践中，提前更换磨损件和延迟更换是一种普遍现象，尤其是提前更换。比如一般选煤厂设备集中检修时，在磨损量达到更换周期前，就用其他设备更换，造成浪费；而滞后替代的影响更为明显，往往在运行中出现明显异常，直接影响系统生产，甚至造成生产过程中的严重故障。因此，对于选煤厂来说，应根据设备运行状况和生产经验来设定适合本厂的更换周期。