矿山机械磨损与腐蚀失效分析及防护措施

学术论文 2018-07-11 09:48:01
  在实际的煤炭开采过程中,因为都是在井下进行施工的,使用的矿山机械设备不仅体积庞大,价格成本也比较高,这无疑增加了企业的施工成本费用。但是,我国部分企业对于矿山机械设备的日常养护管理工作毫不重视,并没有对陈旧的矿山机械设备进行及时的检修或更换,使得矿山机械设备在开采过程中发生故障,延误了开采进度,造成企业严重的经济损失。因此,本文就以矿山机械磨损与腐蚀失效问题为主要内容,对影响矿山机械设备正常使用的原因进行分析,得出以下相关结论。 
  1 矿山机械磨损与腐蚀失效分析 
  1.1 磨损失效分析 
  磨损是矿山机械设备失效的主要原因之一,但是,由于很多磨损问题并不会造成非常非常严重的事故,这就导致大部分人们对于磨损问题没有全面的认识,并不了解磨损的重要性。其实,机械设备磨损问题可大可小,如果磨损情况不严重,检修人员能够及时发现故障原因,对其进行及时的维修,有效的防止了安全事故的发生。但是,一旦机械设备发生严重的磨损,不仅会影响了工程项目施工的正常开展,还使企业承受了巨大的经济损失。某份调查数据表明,我国大多数的矿山机械设备的使用寿命都要比国外的矿山机械设备使用寿命短,而这一现象产生的主要原因是机械设备发生磨损所引起的失效,从而导致资源过度的消耗,造成不必要的人力和资金的浪费。 
  我国煤矿综采工作面使用的刮板输送机中部槽,平均使用寿命只有30万t左右,因磨损而失效的中部槽每年都在30万节以上,加上停机检修所造成的损失每年可达数亿元人民币。再如,井下煤仓及其出煤口,煤炭经装有闸门的煤口流入装煤设备而后运至井上,煤仓和出煤口是采用普通厚钢板焊接而成,未进行任何强化处理,硬度低、耐磨性差,因磨损而早期失效,需要停产才能维修或更换,造成重大经济损失。 
  可见,减磨抗磨工作具有节能节材、资源充分利用和保障安全的重要作用。因此,研究磨损失效的原因,制定抗磨对策,减少磨损耗材有重大的社会及经济效益。 
  1.2 腐蚀磨损分析 
  腐蚀是造成材料和能源损失的另一个重要原因,国家科委组织的金属腐蚀情况调查表明,由于金属腐蚀造成的损失每年达100~150亿元之多。 
  矿山机械特别是煤矿机械设备的零部件在运转过程中受到来自原煤块以及硬度比煤炭高得多的歼石的强烈冲击磨损和磨粒磨损。机械设备长年处于恶劣的磨损、腐蚀的工况条件,由于煤矿井下湿度大,空气湿度经常在90%以上,含盐量最高可达8000mg/L,远远超过海水的含盐量。煤矿井下水多为弱碱或酸性。 
  此外,煤矿井下还有各类腐蚀性气体和煤尘,这些严重的腐蚀性介质对煤矿机械的腐蚀加速了煤矿机械设备的磨损。 
  2 矿山机械磨损与腐蚀失效的防护措施 
  2.1 国外煤炭机械零部件状况分析 
  国外煤炭机械零部件多使用高性能材料,如采煤机滚筒,凯男麦特滚筒平均寿命100万t、乔埃滚筒平均寿命150万t,其滚筒螺旋叶片采用了双层金属材料制造,与煤炭接触并承受巨大摩擦力的螺旋面是高硬度的耐磨材料((HRC50以上),具有优良的抗磨性能,寿命很长。在我国,刮板运输机中部槽钢板使用16Mn钢板,不经强化处理,硬度低于HRC20,而美国采用8630耐磨钢板,其使用寿命远远高于我国产品。但是,目前根据我国经济力量,在民用机械上使用大量高性能、价格昂贵的材料是不现实的,因此,我们仅能在不改变原材料的基础上,采用表面工程技术方法来改变零件表面性能,从而大幅度提高其抗腐蚀性、耐磨性和抗冲击性,达到提高使用寿命的目的。 
  2.2 发展金属表面工程技术 
  相关技术人员通过对矿山机械设备失效原因的调查分析,发现大部分的磨损都是由表面而引起的。因此,针对这一问题,采取金属表面工程技术是非常有必要的,这样不仅能够提高矿山机械设备表面的耐磨损能力,还可以增强其整体的耐腐蚀性,大大保证了矿山机械设备的使用质量。现在,煤炭企业对于金属表面工程技术给予了高度的重视,材料设计人员也逐渐加强了材料表面强化的设计,使得矿山机械设备在施工过程中不会受到较大的影响,而金属表面工程技术已经成为现代市场中必然的发展趋势。 
  所谓的金属表面工程技术是指材料表面在经过一定的处理后,会在其表面一些化学物质。以此来改善金属表面的形态,从而形成不同形式的金属表面工程系统,这是因为随着工业化快速的发展与进步,工业市场对于零件表面质量的要求越来越严格,零件不仅要保障充分的使用功能,还要具备较强的耐磨损性能和防腐蚀能力。而往往就是因为零件表面发生损坏,从而导致整个机械设备的使用功能受到影响,最终导致机械设备失效,延误了生产效率。如何才能加强金属表面质量,延长机械设备的使用寿命,这一问题也已经成为全世界共同关注的焦点。因此,各个国家都对零件表面性能进行了多方面的调查分析,通过不断的开发和研究,逐渐形成了完善的表面工程技术,进一步提高了表面工程技术水平。 
  正由于表面工程技术的重大作用,20世纪80年代成为世界10项重点发展的关键技术之一;成为20世纪90年代各国领先发展的项目;成为我国中长期发展规划的重点发展内容;成为美国工程学院向美国国会提供的2000年必须加强发展的9个新科学项目之一。一些国内外知名专家预言,表面工程将成为主导21世纪工业发展的关键技术之一。 
  结束语 
  综上所述,可以得知,矿山机械设备发生磨损的主要原因,加深了我们对磨损重要性的认知。一直以来,磨损问题都是直接导致矿山机械设备失效的主要原因之一,由于人们对于磨损问题的防护意识淡薄,使得很多矿山机械设备受到磨损的破坏,久而久之,小磨损变得越来越严重,最终造成矿山设备出现失效的现象,严重影响了生产工作的顺利开展,这无疑会对生产企业的经济效益产生巨大的冲击。因此,要高度重视矿山机械磨损与腐蚀失效问题,采取快速有效的防护措施,降低矿山机械设备的故障率,加强对矿山设备的日常管理和检修养护工作,从而确保矿山机械设备的正常使用,为企业带来更多的经济效益。 

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