《ZS-911耐磨涂料在粉体输送管道内的应用工况分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ZS-911耐磨涂料在粉体输送管道内的应用工况分析（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 ZS-911ZS-911 耐磨涂料在粉体输送管道内的应用工况分析耐磨涂料在粉体输送管道内的应用工况分析志盛威华志盛威华- -艾工艾工前言：材料磨损是两个以上的物体摩擦表面在法向力的作用下，相对运动及有关介质、温度环境等的作用使其发生形状、尺寸、组织和性能变化的过程。通常软固体比硬固体更容易被磨损，而且磨损量随着载荷和滑动距离的增加而增加。但也有例外，如聚乙烯比钢软，磨损反而小。影响磨损的因素很多又十分复杂，其中有环境因素、润滑条件、工作条件，还有材料性质等诸多因素。磨损主要受材料的物理化学性能、介质、温度、载荷的影响而引起变化。影响材料磨损有三大要素：A.材料的表面特性；B.与另一物质（固体
2、、液体及气体）的接触特性，即接触方式、力的传递、表面变形等；C.相对运动。由于材料磨损性能不是材料的固有特性，而是与磨损过程中的工作条件（如载荷、速度、温度、环境因素等），材料本身性能及相互作用等有关的系统特性。因此，脱离材料的工作条件（工况）来评定材料耐磨性的好坏是没有实际意义的。1 1、粉体输送、粉体输送耐磨管耐磨管道内流体的一般运动状态道内流体的一般运动状态从磨损的概念得知，磨损问题包括两个相互关联的现象，即粒子与被磨表面的相互作用。因此磨损一定与气固两相流态及颗粒的运动状态有关。气体输送煤粉颗粒通过管道时，运动方式大致可分为下面几种：1.11.1 旋转运动旋转运动颗粒的旋转运动是因为气
3、体的速度梯度 使作用在颗粒上的力不均匀；煤粉颗粒形状不对称，各点所受阻力不同，产生旋转力矩； 颗粒与管壁之间的摩擦、碰撞以及颗粒间的相互碰擦等。煤粉颗粒的旋转速度很大，据有关资料，大约在 103 104r/s 这个量级，甚至更高，其旋转速度随着颗粒直径的减少而增大，并与气体输送速度成正比。1.21.2 振动振动具有较大脉冲速度的气体，曳引煤粉颗粒，引起颗粒的振动，大颗粒对脉冲气体有惰性，直径大于 60 7m 的煤粉颗粒，基本上不随气流振荡，小颗粒则随气流同频振荡，但振幅一般小于气流振幅。1.31.3 跳动跳动跳动是由于煤粒与管壁碰撞或煤粉堆积时，受气体吹动，而引起壁面反弹或煤粉的随机聚散。1.
4、41.4 平动平动颗粒的平动是其主体运动，是由向前的气流曳引的结果。颗粒的不同运动状态会同时出现几种，形成更加复杂的运动，造成更加复杂的磨损，使研究磨损更困难。2 2、弯管处煤粉颗粒的运动状态、弯管处煤粉颗粒的运动状态煤粉颗粒在弯管处的运动状态，比直管段要复杂。在直管段，颗粒所受外力是气流的推动力和重力，以及颗粒与管壁间的撞击 和颗粒间的碰撞。处在弯管处的颗粒，除受 前面的几种力外，还受到离心力的作用，而离 心力随颗粒的运动改变方向，使颗粒与管壁 间的接触力产生变化;重力的方向虽然不变， 但它影响着颗粒的运动速度，当它的方向与 颗粒运动方向一致时，会使颗粒运动速度加 大。反之,会减小。颗粒的运
5、动速度又影响 到离心力，离心力与耐磨管磨损又有一定的关 系，所以弯管的磨损比直管更加复杂，颗粒会 因离心力的作用，旋转速度更加快，反弹力更大，反弹频率增加，能量消耗增加。3 3、耐磨管道磨损的原因分析、耐磨管道磨损的原因分析依据气体和煤粉在耐磨管内流动特点，以及颗粒的运动方式，耐磨管道磨损主要来自以下方面的原因：3.13.1 磨粒磨损磨粒磨损图（1）是输送管道磨损后的内表面煤粉可称磨粒，这是由于颗粒在管壁上滚动或滑动产生的，颗粒会在壁面上施加一个随机的交变摩擦力，而使颗粒作用点的材料，前部受压力，后部受拉力，虽然这种力很小，但长期大量的颗粒作用，终会使材料发生表面疲劳，而产生裂纹，直至剥落。3
6、.23.2 切削磨损切削磨损颗粒的旋转，加上煤粒的不规则形状，当颗粒与管壁接触时，颗粒尖角变像“车刀”一 样，切削壁面，速度足够快时，会在壁面上切削出一条沟痕，或直接切掉一部分金属，也有一些速度不大的颗粒，可能会嵌人管壁，但紧跟其后的大量颗粒将会继续作用，将嵌人的 颗粒冲刷走，暴露出创口，被继续冲刷，从而引起严重磨损。磨损速度与煤粒的运动速度、旋转速度，与管壁的接触压力、接触频率 有关，即：颗粒与管壁接触点的相对速度越 大，接触压力越大，接触频率越高，磨损速度 越快。3.33.3 颗粒的冲击颗粒的冲击压缩空气和煤粉混合物以高速冲刷管壁，有些颗粒嵌人壁面材料，使材料发生塑性变形，另一些颗粒则反弹
7、出来，壁面承受连续不断的冲击力，产生疲劳，长期下去，管壁材 料会因疲劳而剥落。研究证明，正冲击下材 料表面所受应力不是最大，而离表面很浅一 层材料应力最大，此应力是材料剥落的主要 原因。斜冲击下，包含正冲击和切削作用的合成，一些颗粒在材料表面冲出凹痕，局部拱起，接着而来的颗粒又将拱起部分辗平，如此 反复作用致使材料疲劳，裂纹形成，产生破坏。4 4、降低磨损的措施、降低磨损的措施据研究，对于塑性材料，冲击角度与磨损率有关，见图 1。从图中看出，冲击临界角 20,小于 20,磨损率随角度增大而急剧加大；大于 20,随角度的增大而逐渐减小，接近 90时，磨损率最低。图（图（2 2）冲击角度与磨损率关
8、系）冲击角度与磨损率关系材料硬度对磨损率也有影响，材料硬度越高，磨损越慢；反之，材料硬度越低，磨损越快。加工硬化现象，提高了材料硬度，减缓了材料的磨损速度，延长了材料寿命。材料表面能对磨损率也有影响，材料表面能越小，与粉体之间的摩擦力越小，磨损越慢；反之，材料表面能越大，磨损越快。因此，减小材料表面能是降低磨损速度的重要措施。从上述分析得知，耐磨管道磨损与材料硬度、材料表面能，颗粒冲击角度，颗粒与壁面接触时的相对速度，接触压力有关。冲击角度，相对速度，接触压力都与输送速度有关，接触压力与耐磨管的曲率半径成反比，磨损速度与颗粒输送速度的三次方成正比，与弯管的曲率半径成反比，与材料硬度成反比，与材料表面能成正比。因此，在输送速度等参数无法改变的时候，选用硬度高、表面能小的材料因此，在输送速度等参数无法改变的时候，选用硬度高、表面能小的材料作为管道内衬是减少磨损的最有效的方法，可以达到有效减轻磨损、延长管道作为管道内衬是减少磨损的最有效的方法，可以达到有效减轻磨损、延长管道使用寿命的目的。使用寿命的目的。ZS-911 耐磨防水涂料靠加入氧化铝、碳化硅、氮化硼等陶瓷粉料来提高涂层的硬度，靠球状石墨粉、钼粉等高润滑物质的加入减小涂层的表面能，综合成膜物质，达到硬度高与表面光滑的最佳配比。粉体在 ZS-911 涂层表面流动时摩擦力非常小，由于强度、硬度高，磨损很慢，大大延长了管道的寿命。
