耐磨技术在选煤厂的应用

曾庆刚，徐学卫，付超魁

（平煤股份田庄选煤厂，河南 平顶山 467013）

一、ARC高含量陶瓷耐磨涂层的应用

1.应用特点

ARC高含量陶瓷耐磨涂层是一种合成技术，由高含量陶瓷粒子增强物与100%非收缩性基础物合成，与传统的铸石、堆焊、陶瓷贴片及热喷涂技术相比，具备以下特点：

(1)现场施工方便

类似涂料施工，仅需刷涂即可，现场施工时间短，工作量小，易于掌握。

(2)附着力大

根据1997年挪威Surftec A.S工程实验室的MARK附着力测试（一种可以消除任何剪切负荷的独特仪器），结果表明ARC高含量陶瓷耐磨涂层（ARC855EN）附着力为58.21MPa。

(3)硬度高

根据ASTM D-785 标准检测，ARC890EN 硬度达109HRC，ARC897EN硬度达105HRC，远远超过耐磨钢和不锈钢。耐磨时间长，比铸石技术耐磨时间可提高一倍以上。

(4)化学耐受性强

100%纯固体，不含水及任何有机溶剂，固化后不收缩，保护层致密，无针孔。确保在冲击、腐蚀等工况下不会发生脱落。

(5)质量轻

其密度为1.6～2.3g/mL，仅为钢铁的1/4，可大大减轻设备负荷，极大地提高设备运行效率。

(6)应用广

广泛适用于设备耐磨部件或部位。适用设备广，易于成型，并可根据需要任意调整厚度及形状。

2.技术处理

平煤田庄选煤厂试应用ARC陶瓷耐磨涂层，在浮选机叶轮、螺旋输送机槽体等取得了较好效果。以选煤厂XJM-12浮选机叶轮防腐耐磨处理为例，现将ARC855EN陶瓷耐磨涂层施工步骤和技术要求总结如下。

(1)表面处理

首先要对表面进行处理，以达到刷涂的要求。

①如果设备表面有化学污染物，如油、脂、盐等，需要进行化学清洗（盐和酸碱用60～70℃热水或120～130℃蒸汽清洗，油脂需用溶剂或水性脱脂剂）。

②物理处理即喷砂。主要清除铁锈、、轧屑、原有涂层等。

喷砂检测目标值：清洁度为SA2%（SSPC-SP10）(SA系列标准为瑞典标准，SSPC系列标准为美国标准)。粗糙度为棱角75～125μm。

③喷砂用空压机的要求。排气量〉m3/min，额定压力〉0.7MPa，配备空气油水分离和干燥设备。

④喷砂料的要求。颗粒大小：8～16目，直径约2～3mm。硬度要求：对于普通硬度金属（铸铁、，不锈钢、碳钢等），要求喷砂料的硬度等级（Mohs)为石英砂硬度不小于5～6级，铜矿渣硬度不小于7.5级。

对于硬度较高的金属（如铬合金、锰合金等）要求喷砂料的硬度等级（Mohs)为棕刚玉或者氧化铝硬度不小于9级（Mohs硬度与洛氏硬度等级的比值约为1∶10）。

⑤检测工具。需有温度检测仪、湿度检测仪、粗糙度检测仪。需要检测室内空气湿度、温度，设备表面温度、湿度、粗糙度。施工温度应为21～32℃。

⑥酒精清洗。喷砂完后需用酒精清洗设备表面，以达到更高的清洁度。

(2)刷涂

按要求进行表面处理后，应在2h以内进行ARC涂料的刷涂。

①调配ARC涂料。为了促进混合，施工温度必须在21～32℃。每个包装组都以正确的比例分装，如有其他需求，依混合比例调配。混合质量比例为A∶B=6.8∶1。为防止在刷涂过程中涂料固化，应先进行部分调配，按一次性刷涂用量调配，在本次刷涂快用完时再行调配，这里需要用到电子秤。

②刷涂。浮选机叶轮所用ARC855EN的最小厚度为250μm，一般厚度为375～500 μm，本次刷涂厚度为0.8mm，须以两层方式涂抹，使用产品包装箱内部配备的刷子，将涂料完全涂抹于表面来达到理想的厚度。

ARC855EN可以重复喷涂而不需要额外的表面处理，只要表面是无污染的，且遵循一定的固化时间即可。超过时间，可用清洗剂去除多余残渣。

(3)固化及有关注意事项

①固化时间。在不同的温度和湿度下，ARC855EN固化的时间不同，见表1。

表1 ARC855EN的固化时间

②清洁。工具使用后立刻以溶剂（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。施工中因为可能接触粉尘、有机物溶剂，要有相应的安全防护措施，准备必备的手套和口罩或防护服等，施工现场应保持通风状况良好。

二、自制耐磨修补剂的探索及应用

为了经济而合理地解决耐磨管道的局部磨损（特别是法兰、弯头处的磨损）问题，平煤股份田庄选煤厂通过在实践中的一些试验摸索，运用自制耐磨修补剂修复耐磨管道及溜槽等设备、设施，成本低，使用方便，取得了较好效果。

1.技术内容

（1）粘贴耐磨块修复耐磨管道

①技术关键：配制粘合剂。

②配制方法：将环氧树脂、乙二胺、二丁脂按适当比例掺合。经长期实验，通过控制各成分比例，可将黏合剂固化时间控制在4～96h。

③操作步骤：

a.用清洗剂对粘贴部位进行除油清洗。

b.对粘贴部位涂刷黏合剂。

c.将耐磨瓷块均匀贴上。

d.将贴好的工件放在通风处晾干。

（2）配制耐磨涂层修复耐磨管、法兰

①技术关键：配制耐磨涂层。

②配制方法：将环氧树脂、乙二胺、二丁脂、耐磨颗粒（由废旧耐磨瓷块或灰绿岩粉碎研磨制成）按比例调匀。经长期实验，通过控制各成分比例，可将涂层固化时间由240h缩短至4h左右。

③操作步骤：

a.用清洗剂对待粘贴部位进行除油清洗。

b.对待粘贴部位涂抹耐磨涂层，厚度根据实际情况而定。

c.将涂好的管道或法兰放在通风处晾干。

2.自制耐磨剂的主要成分及作用分析

(1)环氧树脂

①特性：固化后的环氧树脂对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接性能，收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能良好。

②作用：黏合剂。

③应用特点：具有很大的配方设计灵活性和多样性。能按不同的使用性能和工艺性能要求，设计出针对性很强的最佳配方。

④安全性：环氧树脂本身无毒，但由于在制备过程中添加了溶剂及其他有毒物，如：酚、环氧氯丙烷、甲醛、丙二烷等，其中甲醛及环氧氯丙烷是可能致癌的物质，因此不少环氧树脂因此“有毒”。

（2）乙二胺

①特性：碱性腐蚀品、易燃液体，无色或微黄色黏稠液体，有类似氨的气味，遇明火、高热或与强酸等氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。

②作用：环氧树脂固化剂。

（3）二丁脂（全称邻苯二甲酸二丁脂）

①性能：无色、无味、透明。

②用途：增塑剂。

③安全性：无毒。

（4）耐磨颗粒

用耐磨管道中的废耐磨陶瓷片或灰绿岩粉经研磨、粉碎后制成，增强耐磨性能。

三、使用效果

运用自制耐磨技术，配制耐磨涂层对选煤厂末煤系统321#溢流短节、DN400弯头等磨损旧件进行修复处理，修复部位共计三处，凉置10天后，重新安装使用，至修复面磨透，使用寿命将近1年。该技术成本低廉，能较大程度减轻工人劳动强度。目前，该项技术在逐步推广应用，在溜槽、调料扁嘴等磨损量大的位置上使用，都取得了较好效果。