耐磨技術在選煤廠的應用

曾慶剛，徐學衛，付超魁

（平煤股份田莊選煤廠，河南 平頂山 467013）

一、ARC高含量陶瓷耐磨涂層的應用

1.應用特點

ARC高含量陶瓷耐磨涂層是一種合成技術，由高含量陶瓷粒子增強物與100%非收縮性基礎物合成，與傳統的鑄石、堆焊、陶瓷貼片及熱噴涂技術相比，具備以下特點：

(1)現場施工方便

類似涂料施工，僅需刷涂即可，現場施工時間短，工作量小，易于掌握。

(2)附著力大

根據1997年挪威Surftec A.S工程實驗室的MARK附著力測試（一種可以消除任何剪切負荷的獨特儀器），結果表明ARC高含量陶瓷耐磨涂層（ARC855EN）附著力為58.21MPa。

(3)硬度高

根據ASTM D-785 標準檢測，ARC890EN 硬度達109HRC，ARC897EN硬度達105HRC，遠遠超過耐磨鋼和不銹鋼。耐磨時間長，比鑄石技術耐磨時間可提高一倍以上。

(4)化學耐受性強

100%純固體，不含水及任何有機溶劑，固化后不收縮，保護層致密，無針孔。確保在沖擊、腐蝕等工況下不會發生脫落。

(5)質量輕

其密度為1.6～2.3g/mL，僅為鋼鐵的1/4，可大大減輕設備負荷，極大地提高設備運行效率。

(6)應用廣

廣泛適用于設備耐磨部件或部位。適用設備廣，易于成型，并可根據需要任意調整厚度及形狀。

2.技術處理

平煤田莊選煤廠試應用ARC陶瓷耐磨涂層，在浮選機葉輪、螺旋輸送機槽體等取得了較好效果。以選煤廠XJM-12浮選機葉輪防腐耐磨處理為例，現將ARC855EN陶瓷耐磨涂層施工步驟和技術要求總結如下。

(1)表面處理

首先要對表面進行處理，以達到刷涂的要求。

①如果設備表面有化學污染物，如油、脂、鹽等，需要進行化學清洗（鹽和酸堿用60～70℃熱水或120～130℃蒸汽清洗，油脂需用溶劑或水性脫脂劑）。

②物理處理即噴砂。主要清除鐵銹、、軋屑、原有涂層等。

噴砂檢測目標值：清潔度為SA2%（SSPC-SP10）(SA系列標準為瑞典標準，SSPC系列標準為美國標準)。粗糙度為棱角75～125μm。

③噴砂用空壓機的要求。排氣量〉m3/min，額定壓力〉0.7MPa，配備空氣油水分離和干燥設備。

④噴砂料的要求。顆粒大小：8～16目，直徑約2～3mm。硬度要求：對于普通硬度金屬（鑄鐵、，不銹鋼、碳鋼等），要求噴砂料的硬度等級（Mohs)為石英砂硬度不小于5～6級，銅礦渣硬度不小于7.5級。

對于硬度較高的金屬（如鉻合金、錳合金等）要求噴砂料的硬度等級（Mohs)為棕剛玉或者氧化鋁硬度不小于9級（Mohs硬度與洛氏硬度等級的比值約為1∶10）。

⑤檢測工具。需有溫度檢測儀、濕度檢測儀、粗糙度檢測儀。需要檢測室內空氣濕度、溫度，設備表面溫度、濕度、粗糙度。施工溫度應為21～32℃。

⑥酒精清洗。噴砂完后需用酒精清洗設備表面，以達到更高的清潔度。

(2)刷涂

按要求進行表面處理后，應在2h以內進行ARC涂料的刷涂。

①調配ARC涂料。為了促進混合，施工溫度必須在21～32℃。每個包裝組都以正確的比例分裝，如有其他需求，依混合比例調配。混合質量比例為A∶B=6.8∶1。為防止在刷涂過程中涂料固化，應先進行部分調配，按一次性刷涂用量調配，在本次刷涂快用完時再行調配，這里需要用到電子秤。

②刷涂。浮選機葉輪所用ARC855EN的最小厚度為250μm，一般厚度為375～500 μm，本次刷涂厚度為0.8mm，須以兩層方式涂抹，使用產品包裝箱內部配備的刷子，將涂料完全涂抹于表面來達到理想的厚度。

ARC855EN可以重復噴涂而不需要額外的表面處理，只要表面是無污染的，且遵循一定的固化時間即可。超過時間，可用清洗劑去除多余殘渣。

(3)固化及有關注意事項

①固化時間。在不同的溫度和濕度下，ARC855EN固化的時間不同，見表1。

表1 ARC855EN的固化時間

②清潔。工具使用后立刻以溶劑（丙酮，二甲苯，酒精，甲基乙醇）清洗，一旦固化需要刮除工具上的余料。

③安全措施。施工中因為可能接觸粉塵、有機物溶劑，要有相應的安全防護措施，準備必備的手套和口罩或防護服等，施工現場應保持通風狀況良好。

二、自制耐磨修補劑的探索及應用

為了經濟而合理地解決耐磨管道的局部磨損（特別是法蘭、彎頭處的磨損）問題，平煤股份田莊選煤廠通過在實踐中的一些試驗摸索，運用自制耐磨修補劑修復耐磨管道及溜槽等設備、設施，成本低，使用方便，取得了較好效果。

1.技術內容

（1）粘貼耐磨塊修復耐磨管道

①技術關鍵：配制粘合劑。

②配制方法：將環氧樹脂、乙二胺、二丁脂按適當比例摻合。經長期實驗，通過控制各成分比例，可將黏合劑固化時間控制在4～96h。

③操作步驟：

a.用清洗劑對粘貼部位進行除油清洗。

b.對粘貼部位涂刷黏合劑。

c.將耐磨瓷塊均勻貼上。

d.將貼好的工件放在通風處晾干。

（2）配制耐磨涂層修復耐磨管、法蘭

①技術關鍵：配制耐磨涂層。

②配制方法：將環氧樹脂、乙二胺、二丁脂、耐磨顆粒（由廢舊耐磨瓷塊或灰綠巖粉碎研磨制成）按比例調勻。經長期實驗，通過控制各成分比例，可將涂層固化時間由240h縮短至4h左右。

③操作步驟：

a.用清洗劑對待粘貼部位進行除油清洗。

b.對待粘貼部位涂抹耐磨涂層，厚度根據實際情況而定。

c.將涂好的管道或法蘭放在通風處晾干。

2.自制耐磨劑的主要成分及作用分析

(1)環氧樹脂

①特性：固化后的環氧樹脂對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接性能，收縮率小，制品尺寸穩定性好，硬度高，柔韌性較好，耐堿、酸、鹽等多種介質腐蝕的性能良好。

②作用：黏合劑。

③應用特點：具有很大的配方設計靈活性和多樣性。能按不同的使用性能和工藝性能要求，設計出針對性很強的最佳配方。

④安全性：環氧樹脂本身無毒，但由于在制備過程中添加了溶劑及其他有毒物，如：酚、環氧氯丙烷、甲醛、丙二烷等，其中甲醛及環氧氯丙烷是可能致癌的物質，因此不少環氧樹脂因此“有毒”。

（2）乙二胺

①特性：堿性腐蝕品、易燃液體，無色或微黃色黏稠液體，有類似氨的氣味，遇明火、高熱或與強酸等氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險。

②作用：環氧樹脂固化劑。

（3）二丁脂（全稱鄰苯二甲酸二丁脂）

①性能：無色、無味、透明。

②用途：增塑劑。

③安全性：無毒。

（4）耐磨顆粒

用耐磨管道中的廢耐磨陶瓷片或灰綠巖粉經研磨、粉碎后制成，增強耐磨性能。

三、使用效果

運用自制耐磨技術，配制耐磨涂層對選煤廠末煤系統321#溢流短節、DN400彎頭等磨損舊件進行修復處理，修復部位共計三處，涼置10天后，重新安裝使用，至修復面磨透，使用壽命將近1年。該技術成本低廉，能較大程度減輕工人勞動強度。目前，該項技術在逐步推廣應用，在溜槽、調料扁嘴等磨損量大的位置上使用，都取得了較好效果。