煤礦液壓支架立柱與千斤頂電鍍層腐蝕原因和防護(hù)方法探討

張茂功 韓秀娟(.天諾光電材料股份有限公司, 山東 濟(jì)南 50000;.棗莊礦業(yè)集團(tuán)田陳煤礦富源低熱值燃料熱電有限公司, 山東 棗莊 77000)

1 煤礦液壓支架立柱與千斤頂電鍍層腐蝕

(1)腐蝕機(jī)理分析 任何金屬材料在實(shí)際的使用過程中都會(huì)與周圍環(huán)境的介質(zhì)進(jìn)行相互的作用，導(dǎo)致化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)生，使其自身的性能降低，甚至是喪失，這就是腐蝕現(xiàn)象[1]。按照腐蝕機(jī)理進(jìn)行分類，腐蝕包括化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕。其中，電化學(xué)的腐蝕反應(yīng)主要指的就是金屬材料自身與電解質(zhì)的溶液產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而使金屬材料自身遭到破壞。電化學(xué)反應(yīng)的主要特點(diǎn)就是包括陽極與陰極的反應(yīng)。陽極反應(yīng)主要是陽極氧化的過程，與陰極反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，并且在此過程中會(huì)產(chǎn)生電流。電化學(xué)腐蝕反應(yīng)在各行業(yè)的生產(chǎn)中廣泛存在，并且大部分的金屬材料腐蝕現(xiàn)象都是受到電化學(xué)腐蝕影響的。大氣、土壤以及海水等環(huán)境介質(zhì)都會(huì)使金屬材料發(fā)生腐蝕。

Cu層與Ni鍍層等對(duì)于鋼鐵的基體都是陰極性的鍍層，而防腐機(jī)制則是將鋼鐵基體與相應(yīng)的溶液介質(zhì)進(jìn)行物理性的隔離。所以，在鍍層出現(xiàn)縫隙或者破壞的情況下，腐蝕介質(zhì)就會(huì)利用縫隙進(jìn)入鋼鐵基體表面。而鋼鐵基體就被作為陽極進(jìn)行腐蝕，更嚴(yán)重的是腐蝕的速度要快于未鍍層的基體腐蝕速度。所以，只有在金屬材料鍍層保持完整的情況下才能夠有效的保證金屬的質(zhì)量。鍍鉻層比較容易被氧化，并在金屬表面形成鈍化膜，所以具有一定的耐腐蝕性能，但是，在含氯離子的溶液中就會(huì)影響其耐腐蝕性能。

(2)腐蝕現(xiàn)象影響因素 ①腐蝕介質(zhì)影響。介質(zhì)自身的成分與氧化還原性質(zhì)以及自身的pH值，以上因素都會(huì)對(duì)液壓支架產(chǎn)生腐蝕的影響。而井下的環(huán)境主要就是由瓦斯與空氣以及蒸汽等氣體組成，并且水蒸氣一旦冷凝就會(huì)產(chǎn)生電解質(zhì)溶液，形成電化學(xué)腐蝕的重要條件。同時(shí)，空氣中含有二氧化碳與二氧化硫等成分，也會(huì)發(fā)生弱酸腐蝕。此外，氧氣會(huì)產(chǎn)生氧的去極化。②特異離子影響。在對(duì)礦水質(zhì)與乳化油的化驗(yàn)分析以后，發(fā)現(xiàn)其溶液中存在Cl_離子等特異的離子，這對(duì)于金屬的腐蝕具有一定的不利影響。同時(shí)Cl_離子也能夠?qū)Σ讳P鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，所以，鍍鉻與不銹鋼都是具有極強(qiáng)的腐蝕作用。③介質(zhì)流速影響。在煤礦井下綜采空間較大的情況下，其環(huán)境都具有較好通風(fēng)條件。但是，出現(xiàn)腐蝕的主要位置就是風(fēng)速比較大的部位。所以，隨著風(fēng)速的增加也會(huì)提高腐蝕的速度。此外，腐蝕的速度也與渦流具有緊密的聯(lián)系，因?yàn)榫赂g最為嚴(yán)重的位置就是風(fēng)速快并且存在渦流的部位。④溫度影響。隨著井下溫度的升高，金屬材料腐蝕的速度也會(huì)逐漸加快。⑤不同油介質(zhì)影響。煤礦井下的綜采工作液壓支架主要是利用油包水的混合物實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞，所以會(huì)使用到不同品牌的乳化油，并將其作為一種防銹的介質(zhì)。為了深入研究液壓支架立柱與千斤頂損壞腐蝕原因，對(duì)不同品牌與類型以及不同水質(zhì)的油介質(zhì)混合溶液做了詳細(xì)的化驗(yàn)與檢測(cè)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了深入的分析。液壓支架在實(shí)際的使用過程中應(yīng)對(duì)油品的選擇加以重視，根據(jù)實(shí)際礦井的水質(zhì)來正確選擇乳化液。與此同時(shí)，在實(shí)際的使用中，應(yīng)對(duì)其配比的比例進(jìn)行定期的檢測(cè)，一旦出現(xiàn)濃度不合格的現(xiàn)象，就會(huì)對(duì)液壓支架造成嚴(yán)重的破壞。所以，要正確的選擇乳化液油品，這樣才能保證液壓支架的正常運(yùn)行與使用。

2 煤礦液壓支架立柱與千斤頂防護(hù)方法

(1)在煤礦液壓支架立柱與千斤頂?shù)氖褂眠^程中，或者是進(jìn)行相應(yīng)的檢修維護(hù)過程中，一定要避免使用水來進(jìn)行清洗工作，一定程度上能夠防止為金屬腐蝕提供有力的電解質(zhì)條件。

(2)在煤礦井下實(shí)施放炮開采或者放振動(dòng)炮的情況，要對(duì)鍍層進(jìn)行保護(hù)，避免放炮過程中對(duì)其造成嚴(yán)重的破壞。與此同時(shí)，一定要加強(qiáng)通風(fēng)，將有害的氣體及時(shí)的排出。

(3)積極使用電化學(xué)的方法，對(duì)于所要進(jìn)行保護(hù)的金屬使用良導(dǎo)體來連接電極電位為負(fù)的金屬，讓腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生在負(fù)電位金屬部位，進(jìn)而保證相應(yīng)的設(shè)備金屬基體不會(huì)受到腐蝕。但是，礦井下各個(gè)構(gòu)件間的導(dǎo)電性不強(qiáng)，所以，在實(shí)際的使用過程中具有一定的困難。

(4)使用礦用的風(fēng)筒布制作成圓筒狀的一種護(hù)套，其長度應(yīng)為液壓支架上升至極限支護(hù)高度情況下的中缸與活柱升出的長度，將護(hù)套上部的鎖口固定在活柱的上端，并將其下部固定于立柱外缸處，并且要罩住中缸與活柱電鍍層。這樣可以有效的避免其受到機(jī)械的破壞以及電化學(xué)與敏感氣體的腐蝕作用。

(5)在鍍層出現(xiàn)縫隙與缺陷的部位涂抹防銹油。

(6)在進(jìn)行新設(shè)備的采購過程中，應(yīng)將電鍍層進(jìn)行加厚處理。通常情況下，電鍍構(gòu)件的使用壽命與其鍍層的厚度是具有直接的關(guān)系的。鍍層越厚，鍍層中的縫隙與缺陷就會(huì)越小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防止腐蝕介質(zhì)進(jìn)入金屬基體的目標(biāo)。

(7)對(duì)煤礦井下的水環(huán)境進(jìn)行有效的改善，利用有效的方法將水與施工設(shè)備進(jìn)行隔離，阻礙發(fā)生電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象的必要條件。

3 結(jié)語

綜上所述，保證煤礦液壓支架與千斤頂?shù)哪透g性能，最重要的就是強(qiáng)化其表面防護(hù)層的耐腐蝕性能，并有效的加厚其鍍層的厚度。與此同時(shí)，對(duì)鍍層進(jìn)行合理的維護(hù)與保養(yǎng)。在客觀條件允許的情況下，盡量改善井下工作環(huán)境，減少造成腐蝕現(xiàn)象的介質(zhì)。除此之外，要在通風(fēng)安全的條件下，對(duì)風(fēng)流與風(fēng)速進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，并合理的使用防護(hù)套，正確的選擇油品，保證其濃度符合標(biāo)準(zhǔn)。以上是防止煤礦液壓支架立柱與千斤頂電鍍層腐蝕的重要解決措施，應(yīng)予以一定的重視。

[1]王再翔,王強(qiáng).淺談煤礦液壓支架立柱、千斤頂電鍍層腐蝕原因分析以及防護(hù)措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2013(19):59-62.