李旭东
山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿 山东 莱州 261442
机械设备中的备件都具有一定的功能，在各种载荷的作用下，应保持一定的几何形状，实现规定的机械动作，传递力和能等。在设备寿命周期内的不同阶段，备件会经常出现磨损、腐蚀、变形及断裂等现象，从而失去最初规定的性能，产生失效，造成设备不同程度的故障。新立选矿车间为降低成本，通过采用对设备备件的修复技术，运用设备的计划检修，保持设备的技术状况和技术先进性。
车间针对磨浮设备存在的问题,认真做好备件的失效分析工作，通过分析研究失效现象的特征和规律,便从中找出产生失效的主要原因，快速进行故障定位，为备件的修复提供必要的参考性数据或为修复工艺的选择提供依据。
一、旋流器备件修复
1、旋流器磨损规律及磨损机理：携带固体颗粒的矿浆以一定的压力沿旋流器内壁成切线方向进入旋流器内，并作高速旋转运动。在高速旋转的矿浆中，由于较大的固相颗粒所受的离心力较大，因而被抛向锥套内壁，对壁面产生冲击作用，但由于锥体上半部与壁面接触的颗粒较少，且切向速度较小，因而壁面磨损不严重。随着矿浆向下运动，越来越多的颗粒对壁面作用由冲击变为滑动摩擦，同时由于半径减少，颗粒作用在壁面上的离心力越来越大，因而颗粒对壁面的滑动摩擦磨损也就越来越严重，旋流器内壁形成明显的螺旋形凹槽，自上而下磨痕加深，且沟槽的方向与悬浮液的旋向一致。旋流器运转一段时间后，旋流器内壁出现磨损，磨损严重的部位一般是在矿浆由直线运动导为旋转运动的进料体、进料短节、溢流弯管、大锥等。磨损严重程度又与给矿压力、矿浆性质（浓度、细度）以及旋流器的结构有关。旋流器矿浆的切向分速度和旋转速度是造成衬套磨损的主要原因。矿浆的切向分速度和旋转速度随锥体半径的逐渐减小而迅速增大，其中的固相颗粒所受离心力也随之增大。旋流泥浆中质量较大而离心力也大的粗大固相颗粒，克服了其径向速度产生的离心摩擦组里的影响，以极快速度撞击旋流器内壁，然后凭借其旋转速度和自重随矿浆沿旋流器内壁呈螺旋式自上而下运动，对旋流器内壁产生刮削和研磨。由摩擦学可知，这时有两种侵蚀：一种是较大的固相颗粒受离心力作用以极高的撞击旋流器内壁造成的冲击侵蚀，二是固相颗粒的高速旋转和自重对旋流器内壁造成的磨削侵蚀。旋流器内壁的磨损主要是这两种侵蚀共同作用的结果。次要的还有冲刷和疲劳侵蚀等。
2、修复方案： 旋流器长期受固液两相流的冲刷磨损，设备损坏很快。常用耐磨陶瓷衬板做内衬来延长旋流器的使用寿命，并使用旋流器专用胶进行粘接，该胶富含橡胶成分，粘接强度高、耐水性能好并具有一定的抗冲击能力。因旋流器内使用很多规格的衬板，很难从陶瓷衬板生产厂家订到所需规格的衬板，即使能订到所需规格的衬板，原位置安装也很难，而且新衬板的厚度一定比周围磨损过的衬板厚，即使装上去也会破坏流体的运动形成紊流现象，而降低旋流器的性能。旋流器不同位置的磨损率不同，根据情况设置耐磨层，从提高旋流器材料的冲击韧性和抗撕裂性能，降低材料的摩擦系数等方面开展工作，在旋流器易磨损部位采用耐冲击磨损较佳的内衬材料（99陶瓷），提高旋流器耐磨性能，减缓旋流器壁面磨损。通过对把旧的陶瓷衬板完全拆除，新安装新的陶瓷衬板。
3、效果分析：修复后的备件与原厂家相比，在质量相当的前提下，大大节约了生产成本。车间Ф710旋流器进料体、进料短节、溢流弯管年消耗量为3台套，费用合计77641元，修复价每台套仅为2万元，通过采用修复，每年可节约成本17.29万元；大锥年消耗为1.5台套，年节约成本2.7万元。
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二、浮选柱矿化管修复
1、浮选柱矿化管磨损规律及机理：粗选浮选柱三台FCSMC-5000×8000，精选浮选柱两台FCSMC-4400×7000使用复合陶瓷矿化管为Φ133-1850mm及Φ133-850mm两种规格，其更换周期为8个月至一年不等，每次均需停机对其进行更换，在降低设备运转率的同时影响了生产指标。浮选柱矿化管输送时矿浆速度对管壁磨损的影响最大。如果其它条件相同，降低物料碰撞壁面速度或改变物料撞击角，都能在很大程度上减少壁面磨损。由于磨损是粒子与管道内壁的撞击或摩擦造成的，因此，粒子的速度越大，撞击或摩擦的能量就越大，磨损越严重。如果气速度太低，则被输送的物料就会沉积在管道中，堵塞管道。
2、修复方案：现利用月份检修，对浮选柱进行系统清理，保证浮选柱内部畅通，延长备件使用周期，其次依据破损位置，采用Φ133快速修补器以及钢质修补剂，对破损处进行快速处理修复，避免停车并自制法兰，依据使用情况，将原Φ133-1850mm系列矿化管修复成Φ133-850mm系列，从而达到重复利用。
3、效果分析：矿化管寿命延长的同时降低车间的生产成本。Φ133-1850mm物流价3200元/根，而自制Φ133-850mm费用不足100元/根。年修复制作36件，节省成本11.16（3200*36-100*36）万元。
三、KYF160浮选机槽底修复
1、浮选机槽底磨损规律及机理：叶轮旋转时,槽内矿浆从四周经槽底由叶轮下端吸入叶轮叶片间,同时,由鼓风机给入的低压空气经风道、空气调节阀、空心主轴进入叶轮腔的空气分配器中,通过分配器周边的孔进入叶轮叶片间,矿浆与空气在叶轮叶片间进行充分混合后,由叶轮上半部周边排出,排出的矿流向斜上方运动,由安装在叶轮四周斜上方的定子稳定和定向后,分散到整个槽子中。矿化气泡上升到槽子表面形成泡沫,泡沫自流到泡沫槽中,矿浆再返回叶轮区进行再循环,另一部分则通过槽间壁上的流通孔进入下槽进行再选别。由于槽底受矿浆冲击的力最大，造成槽底磨损最严重。车间1台优先浮选及4台扫选KYF160浮选机，使用过程中浮选机因槽底磨损严重，造成矿浆沿设备基础缝隙外漏，导致球磨机停车，影响正常生产。
2、修复方案：利用月份检修，首先对5台浮选机槽底磨损处进行清理，使用耐磨颗粒及碎钢球对磨漏处填充抹平处理；其次，挑选厚度均匀的球磨机更换使用过的衬板，将其吊装至浮选槽底磨损严重处，抵挡矿浆对槽底的冲蚀，延长槽底的使用寿命。
3、效果分析：经过修复后，运行1年以上，加装衬板虽然降低了转子与槽底之间的高度，但并未对生产工艺造成任何实质性影响，因衬板有效抵挡矿浆对槽底的冲蚀，延长槽底的使用寿命，不仅保证了正常生产，同时节约了维修费用5万余元。
四、其他备件修复
采用耐磨颗粒胶、PSI速成钢万能堵漏胶棒、钢质修补剂等新技术快速修复USLG3660直线振动筛的偏心轴,给料漏斗，管路等，有利于文明生产的同时，提高了设备运转率。
备品备件的修复工作是设备管理的一项重要工作，即可以降低设备备品备件的消耗，减少库存，又可以节约大量的备件和资金，提高设备的综合指标，保障生产需求，提供物质保障。车间通过开展旋流器备件修复、浮选柱矿化管修复、KYF160浮选机槽底修复及其他备件修复等工作，投资小，见效大。不仅降低了维修的成本,减少了备件的储备资金,而且能够快速、优质、经济地满足企业设备的维修需要，经济效益十分显著。
论文作者:李旭东
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/10
标签：磨损论文; 矿浆论文; 备件论文; 旋流器论文; 内壁论文; 叶轮论文; 颗粒论文; 《防护工程》2018年第21期论文;