關于采掘設備油缸鹽礦防腐措施的探討

陶景磊

[摘 要]信息技術的快速發展為各行業領域注入新鮮的活力，以鉀鹽開發領域為例，近年來發展中更注重將較為先進的采掘設備引入其中。然而這些采掘設備實際運行中，仍存在較多弊病，尤其在設備油缸方面更為明顯，往往易出現腐蝕等問題。盡管企業在使用中采取較多如防塵伸縮套的應用等措施，但所取得的效果并不明顯。對此，本文將對鉀鹽礦對油缸腐蝕的機理、采掘設備運行中油缸腐蝕的問題以及采掘設備油缸鹽礦防腐措施進行探析。

[關鍵詞]采掘設備；鉀鹽礦；油缸腐蝕；防腐措施

中圖分類號：TD422 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）08-0271-01

前言：鉀鹽礦作為鉀肥制作的主要原料，是近年來我國大多企業側重于開發的重要資源。以中農集團為例，其在鉀鹽礦開發過程中滲透到老撾地區，是當前老撾國家鉀鹽開發領域中的領先者，在設備創新方面更是中國乃至世界鉀鹽開發領域的領軍企業。企業在鉀鹽資源開發中，注重不斷引入新技術與新設備，確保資源得到最大程度的發揮，在創造經濟效益的同時獲取更多的社會效益。但在設備使用方面，仍是企業面臨的重點與難點，特別采掘設備油缸腐蝕問題，成為制約開發效率提高的重要因素。因此，本文對采掘設備油缸鹽礦防腐措施的研究，具有十分重要的意義。

一、鉀鹽礦對油缸腐蝕的機理分析

關于鉀鹽礦，其實質為由硫酸鹽類礦物、鉀氯化物共同構成的非金屬礦產，且在成分上主要以鉀石鹽、光鹵石、軟鉀鎂礬以及鉀鹽鎂礬等為主。其中不同的成分對于油缸所產生的影響也極為不同。根據以往實踐研究發現，假若將碳鋼置于含有氯化鎂或氯化鉀等鹽溶液中，一段時間后進行腐蝕觀察，并測量腐蝕增厚層，此時可發現未置于鹽溶液中的碳鋼，其腐蝕時間相比鹽溶液中的碳鋼腐蝕時間較為緩慢，且腐蝕增厚層也較低。假若將碳鋼置于成分較多的溶液中，碳鋼腐蝕時間將提升更多。產生這種現狀的原因主要由于空氣環境下對碳鋼的腐蝕主要集中在氧化腐蝕、電化學腐蝕等方面，不具備較快的腐蝕速度，在碳鋼表面的腐蝕薄層主要以Fe2O3為主。相比之下，在鹽溶液中，碳鋼腐蝕薄層Fe2O3會與鹽發生反應，且有較多反應物直接附于碳鋼表面，增加碳鋼表面氧化層的厚度。同時，鹽溶液中較多成分如氯化鎂、氯化鈉以及氯化鉀等也會因電離作用形成較多氯離子，使得溶液成為電解質溶液，碳鋼中的鐵和少量碳恰好形成微小的原電池，導致鐵失去電子而被氧化，使腐蝕速度增加。由此可判斷，采掘設備油缸在運行過程中，鉀鹽礦中的不同成分會對油缸表面產生一定的影響，加速對油缸的腐蝕，使油缸的使用性能與運行效率都受到極大程度的影響[1]。

二、采掘設備油缸應用中的腐蝕問題

采掘設備作為當前鉀鹽開發中的關鍵性設備，盡管可為企業創造較多的收益，但在實際使用中也存在較多問題，以設備油缸腐蝕問題最為明顯。如中農集團老撾鉀鹽礦區，井下全部采用機械化開采，其中EBZ160掘進機一臺、EBZ200H掘進機3臺，EBS630掘采機一臺。這些設備在投入使用后可取得良好的效果，保持良好的運行狀態且具有較高的工作效率。從采掘設備實際運行狀況看，掘進機在掘進量方面可保持在300-500米/月（14㎡巷道斷面），由中農與三一聯合開發的世界唯一的一臺掘采機平均截割效率為80m？/小時，單班最高截割效率為110m2/小時。然而設備實際運行中，因礦石主要以光鹵石為主，其自身的成分如氯離子等會對設備產生較多不利影響，特別是光鹵石礦粉與設備截割過程為降溫降塵而噴灑的水結合后，形成電解質溶液，增強了電化學腐蝕反應效果，導致設備在實際工作中出現腐蝕問題，使得油缸活塞桿出現點蝕現象，嚴重的導致活塞桿出現麻面，麻面易導致油封發生損壞，要求在生產中不斷進行油封的更換，使井下生產效率受到嚴重影響。對此現狀，為使油缸活塞桿上的鹽沉堆積被有效處理，適時采取清洗措施，使油缸使用效果得以明顯改善。但這種清洗方式并非問題解決的根本措施，還通過對油缸活塞桿增設過防塵伸縮套，能夠起到一定的保護作用，然而實際操作中仍可發現，由于光鹵石礦體在截割過程中會產生較多的鹽粉顆粒，且顆粒度較細，加之油缸伸縮過程中，防塵套與油缸活塞桿之間壓力會產生變化，特別是伸長時形成負壓，使得鹽粉強制通過防塵套本身縫隙或者防塵套與油缸鏈接部位吸入到到防塵套內部，使油缸點蝕問題仍較為明顯，進入防塵套內部鹽粉難以進行清洗，無法保證防塵套功能充分發揮。特別設備運行中，由于普通防塵套不具備較高的強度，當有礦石撒落堆積到到油缸部位時，會擠壓防塵套，防塵套將直接被損壞，其中后支撐油缸尤為明顯，實際使用中防塵罩的使用壽命超不過一個班。因此，無論采取清洗措施或引入防塵伸縮套，其都難以從根本上解決油缸腐蝕問題[2]。

三、采掘設備油缸鹽礦防腐措施

（一） 防腐工作中的技術措施

針對油缸腐蝕問題，可應用的技術措施主要表現在剛性防護套的應用以及油缸鍍層增加等方式。如其中剛性防護套，在存在礦石堆積的位置，為保護油缸，可采用一定厚度及強度的鋼管加裝至油缸桿一側，并固定在油缸桿端部，其加裝長度為油缸伸縮量，其直徑比油缸缸體外徑略大，防塵剛性護套與缸體外周之間加裝石墨盤根，或其他伸縮性潤滑密封材料，用于密封，且使兩者之間能夠有效的滑動，并加裝端蓋。為便于維修，剛性護套為兩半拼裝。該種防塵護套可根據礦石掉落程度增加鋼管厚度，有效保護了活塞桿，同時避免了鹽粉的進入，為解決缸體伸縮過程中剛性防護套與活塞桿之間形成負壓強制吸入鹽粉的問題，可在剛性護套上加裝呼吸器，呼吸器為一節伸縮性能較好的膠管，膠管一段密封，另一端接至剛性護套之上，用于調節油缸運動過程中防塵護套與油缸活塞管之間的壓力變化，使油缸活塞桿處于一個干燥、無鹽的理想工作環境中，有效地避免與井下環境接觸，減緩或避免杠桿損傷，延長油缸油封的使用壽命，提高采掘設備的工作效率。。事實上，針對以往防塵伸縮套的使用問題看，也可考慮將高強度縫合油缸防護套引入其中，該類型防護套在特征上主要表現為以沖壓后的圓片構成，內邊保持相連，而對于兩個外邊進行縫合，僅需保證縫制不存在問題，便可使防護套的作用得到充分發揮。此外，為解決油缸腐蝕問題，可采取的措施也表現在增加油缸鍍層方面，現行油缸鍍層增加的方式有很多種，但常見的措施主要以鎳鈷鐵合金電鍍技術為主，其具有涂層性能較好、成本較低以及環境污染程度較小等優勢。因此，油缸在設計過程中應考慮做好鍍層增加工作，其能夠將油缸腐蝕程度控制最低[3]。

（二） 防腐工作中的設備管理措施

對于油缸腐蝕問題，在解決中除引入相應的技術措施外，在實際生產中還需從管理角度著手，要求相關管理人員做好設備管理工作。尤其老撾地區設備在使用中，很容易受井下環境的影響，工作面往往溫度較高，且由于灑水除塵，空氣濕度也較大，設備處于較易腐蝕的環境中。對此要求設備管理中，技術人員、施工人員以及管理人員等都應落實其自身的職責，保證設備投入使用前做好檢查，這樣才可使設備的性能得以保障[4]。

結論：做好采掘設備油缸鹽礦防腐工作是提升資源開發效率的重要途徑。實際開展防腐工作中，應正視鉀鹽礦對油缸的腐蝕機理，分析油缸運行中存在的主要腐蝕問題，在此基礎上采取相應的技術措施與管理措施，以此提升設備的使用效果，為企業創造更多的經濟效益與社會效益。

參考文獻

[1] 張小剛.采掘工作面設備智能化控制系統的研究[J].煤礦機械，2013，02：219-221.

[2] 趙鵬程.淺談如何加強煤礦采掘設備管理提高生產效率[J]. 黑龍江科技信息，2015，25：27.

[3] 張志芳.煤礦機電設備的管理與維護[J].機械管理開發，2015，07：122-124.

[4] 趙殿明.新電子設備在煤礦企業大型綜合機械化采掘設備中的應用[J]. 煤炭技術，2012，09：11-12.