挖泥船泥泵壳和泥泵衬板的抗磨修复

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1、挖泥船泥泵壳和泥泵衬板的抗磨修复    某航道分局有龙浚10号和龙浚l7号两艘大型绞吸式挖泥船，每年这两艘挖泥船都承担着繁重的挖泥疏浚任务。绞吸式挖泥船的泥泵壳和泥泵衬板是磨蚀最严重的过流部件，因此泥泵壳和衬板的磨蚀修复任务是十分艰巨的。采用高铬铸铁衬块组合镶衬的办法来修复磨损的泥泵壳和衬板，取得了比较理想的效果。   (1)泥泵壳和衬板工况及磨损形态的分析1龙浚10号和龙浚17号挖泥船的泥泵均为大功率大直径离心式泥泵。以龙浚10号挖泥船为例，该挖泥船的泥泵壳直径为2．80m，额定工作转速为340r／min，额定工作流量为5

2、500m3／h，额定轴功率为1700马力，在这种条件下工作的泥泵壳和衬板要经受大量的泥沙冲击磨蚀。泥泵壳的内壁式流道的边界直接承受叶轮片抛出的砂石流的冲击及高速流动的水砂石流冲刷，泥泵壳内壁磨蚀后往往呈波浪状，在出口处的舌部泵壳两侧止口部位磨损最严重，泥泵壳一般在此处因为磨穿而失效报废，通过观察，发现泥泵壳的磨损方式，一是磨料冲蚀磨损，二是冲击造成的应力磨损。衬板的磨损方式主要是磨料冲蚀磨损，磨损的部位在衬板的外圆周上，泥泵壳和衬板的磨损形态见。   (2)对泥泵壳和衬板的修复方法   ①结构   a．衬板的结构整体铸造式衬

3、板的制造工艺复杂，要靠机械加工保证尺寸精度，机械加工又限制了材料的硬度。同时由于衬板的实际磨损部位集中于衬板外缘的一个环带内，分布较窄，使得整铸式衬板的大部分材料发挥不了抗磨作用。   根据对泥泵衬板磨损特点的观察和分析，决定采用对衬板磨损组合镶衬的块式结构，在原来钢衬板的外缘部位车出宽80～90mm、深20-22mm的平口环带，在此平口环带内镶上厚20mm、宽80-90mm的扇形带定位螺栓孑L衬块，衬块为抗磨材料制成，并在衬板前后端盖的相应位置钻出定位螺栓孔并套出螺扣，用内六角螺栓将扇形衬板块与该前后端盖连接固定。扇形衬板

4、块12等分，由于将易磨损部位的圆周等分成为l2块衬块，整个镶衬部位的平面误差只由平面误差度最大的一块衬块所决定，同时由于衬板块面积小，不但容易铸造，而且热处理、修整、安装都很方便。实践证明，泥泵衬板的组合式衬块结构，在最简单的工艺条件下，保证了衬板足够的尺寸精度和形状精度，节省了大量的耐磨材料，降低了修理费用，采用衬板块的形式组合镶衬修复泥泵衬板是简便高效和节省费用的修复方法。   b．泥泵壳的镶衬结构泥泵壳的内壁为近似的阿基米德螺线蜗壳型，由八段圆弧拼成，泵壳厚80mm，局部磨穿时平均减薄为40mm，泵壳的流道形状直接影响

5、泥泵的流量、扬程动力消耗和泥泵的效率。   最初的泥泵壳镶衬式采用分段镶衬的办法，由于受到传统造型方法“起模”工艺的限制，不得不将螺线型蜗壳改为一段直线蜗壳近似代替，经过使用后，发现每块衬板的直线底部前部都出现很严重的磨损凹坑，说明水砂石流在泵壳内流动时，由于受到折线的影响，呈冲击跳跃状态，不但使泵壳的能耗增加，也加剧了泵衬的磨损。为了解决这一问题，决定采用泵壳的原始设计流道作为泵衬的流道，这样就必须解决两个问题，一是泵壳衬块的铸造工艺必须设计新工艺；二是泵壳内进出口部位磨损较小，限制了衬块的必要厚度。为了解决上述问题，试验

6、了多种方案，经过反复比较，决定采用流道全界面分段衬块的结构形式，通过对衬块结构要素的动态分析，解决了复杂曲面铸件的造型问题，设计了十分简易灵活且又相当精确的铸造泵壳衬块的样板——刮板组合模，应用此项技术既解决了泥泵衬块螺旋蜗壳的准确造型，又降低了模型费用，也使衬块的修整和安装变得简便易行。第一个泵壳试验成功以后，在第二个泵壳衬块的结构上进行了改进，发现泵壳的各部位磨损量相差很大，因此衬块的厚度应与该部位的磨损量相适应，为此，把衬块依不同部位的磨损情况制成不同的厚度，一起达到各部位的抗磨寿命相等，最大限度地发挥泵壳镶衬的目的，

7、提高泵壳的抗磨性能。由于采用了刮板式组合模，需要调整不同位置衬块的厚度，只要改变一下刮板就可以实现。   ②材料的确定高铬铸铁具有较高的硬度和抗磨性能，在退火后还可以对其进行修磨，根据泥泵壳和衬板对硬度、韧性的不同要求，对泥泵壳衬块和衬板块采用的材料也有所不同。   衬板块：由于衬板不受冲击，仅受湿态磨料磨损，所选材质应具备在湿态下磨料磨损的高抗磨性能。为此，采用Cr15M02Cul铸铁为基本材料，适当提高碳的含量，控制Si、Mn的含量，在工艺上采取高温熔炼、炉内镇静、大剂量稀土合金处理、低温浇注等方法，制成铸件，经整修热处

8、理得到成品，其硬度达到62HRC以上，冲击韧性‰=4J／cm2，不应有金属夹杂物。   泵壳衬块：泵壳衬块在工作中主要是受到冲击磨损，要求具有较高的抗冲击韧性和抗磨损性能，但是两方面的要求指标往往是相互矛盾的，正确地选择材料的硬度和韧性指标是确定衬板块材料的关键，根据衬板块在使用中断裂时的