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碴浆泵在矿山尾矿输送系统中的磨损防护技术研究

发布时间：

2025-07-23

　　矿山尾矿输送工况下，碴浆泵过流部件面临多重磨损挑战。固体颗粒的冲击磨损、介质腐蚀以及气蚀现象共同作用，导致叶轮、蜗壳等关键部件快速失效。研究表明，当输送介质含固量超过60%时，普通金属材料的磨损速率可能呈指数级增长。　　在材料选择方面，高铬铸铁因其硬度与韧性的平衡特性，成为过流部件的常用材料。通过调整碳化物形态和分布，可使材料表面硬度达到HRC58以上。部分工况采用双金属复合铸造工艺，在基体材料表面熔覆耐磨合金层，既能保证结构强度又可提升耐磨性。实验室数据显示，经优化处理的过流件在石英砂介质中的磨损量可降低约40%。　　流体动力学优化是另一重要技术路径。采用离散相模型(DPM)对叶轮流道进行仿真分析，发现适当增大叶片包角至135°-150°范围，能有效降低颗粒对压力面的直接冲击。蜗壳断面采用渐变扩散设计，使流速平稳过渡，减少局部涡流造成的二次磨损。某铁矿改造案例显示，优化后的泵型在相同

　　矿山尾矿输送工况下，碴浆泵过流部件面临多重磨损挑战。固体颗粒的冲击磨损、介质腐蚀以及气蚀现象共同作用，导致叶轮、蜗壳等关键部件快速失效。研究表明，当输送介质含固量超过60%时，普通金属材料的磨损速率可能呈指数级增长。

　　在材料选择方面，高铬铸铁因其硬度与韧性的平衡特性，成为过流部件的常用材料。通过调整碳化物形态和分布，可使材料表面硬度达到HRC58以上。部分工况采用双金属复合铸造工艺，在基体材料表面熔覆耐磨合金层，既能保证结构强度又可提升耐磨性。实验室数据显示，经优化处理的过流件在石英砂介质中的磨损量可降低约40%。

　　流体动力学优化是另一重要技术路径。采用离散相模型(DPM)对叶轮流道进行仿真分析，发现适当增大叶片包角至135°-150°范围，能有效降低颗粒对压力面的直接冲击。蜗壳断面采用渐变扩散设计，使流速平稳过渡，减少局部涡流造成的二次磨损。某铁矿改造案例显示，优化后的泵型在相同工况下连续运行时间延长了3000小时。

　　表面工程技术在维修领域具有实用价值。热喷涂碳化钨涂层厚度控制在0.3-0.8mm时，既能保证结合强度又具有良好的抗冲击性能。对于已磨损部件，激光熔覆修复技术可恢复几何尺寸并同步提升表面性能，修复成本约为新件采购费用的35%-50%。

　　运行维护策略同样影响设备寿命。建立基于振动监测的预警系统，当轴承座振动值超过4.5mm/s时触发检修指令。定期调整叶轮间隙至设计值的±0.2mm范围内，可避免因间隙过大造成的环流磨损。某铜矿实践表明，实施状态检修后，碴浆泵年平均故障停机时间减少约45%。

　　随着智能传感技术的发展，基于磨损量预测的预防性维护体系正在形成。通过在线监测介质浓度、流量参数，结合材料磨损数据库，可动态调整运行参数以延长部件寿命。这项技术在某黄金尾矿项目中的应用，使单台泵的年维护成本降低了18万元。

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