渣漿泵作為通用泵類的一個分支,主要應用于泵送漿液中含固體顆粒物較高的場所,目前在選礦、洗煤、排渣排污、抽砂、河道港口疏浚等領域有著廣泛的應用。由于其泵送介質中高含固體顆粒,磨損十分嚴重,雖然廠家選取成本較高的高鉻合金材料,適當延長了渣漿泵的使用壽命,但在某些特殊工況泵的使用壽命最短的也就3~10天的壽命,在選礦系統運行的渣漿泵普遍壽命在1~3個月。由于渣漿泵的成本較高,當固定設備變成一種耗材時,對使用者來說就背負了較高的成本負擔,如南方某鉬礦年產值不足2億,年采購泵件就需六、七百萬。由于上述原因使用方就迫切的想找到一種材料來修復使用過報廢的工件來降低運行成本。
當前一些廠家也嘗試采用環氧樹脂加磨料(金剛砂、碳化硅、高鋁陶瓷)的方法進行修復,效果一般,很難達到新工件的使用壽命,即使用進口耐磨防護劑修復往往也達不到新工件一半的壽命,頻繁的拆裝不僅增大了維修工人的工作強度也影響了正常的生產運行,搞的很多使用單位對渣漿泵的維修逐漸失去了信心。襄陽市百盾防護涂層材料有限公司依靠十數年耐磨涂層研發生產的基礎,也嘗試用環氧料和耐磨聚氨酯料進行了百余臺渣漿泵的修復實驗工作,發現單純的環氧料和聚氨酯料很難滿足渣漿泵運行的工況。
多年的實踐經驗使襄陽百盾涂層得出要想滿足渣漿泵的實際運行工況,修復類材料必需滿足以下條件:
1.具有優異的粘接力,不但要對基材高鉻合金形成強力的粘合,還要求對材料內的磨料顆粒形成強力粘合;
2.材料的內聚強度要高,模量要大,一旦有損傷部位出現,不會在漿液的沖刷下快速擴展而造成耐磨涂層整體失效。
3.材料要具有足夠的韌性和抗疲勞能力,能夠抵抗物料中較大顆粒的不斷沖擊而不損傷。
基于上述認知,襄陽百盾涂層選取用1,5-萘二異氰酸酯(NDI)和聚四氫呋喃醚二醇(PTMG)聚氨酯預聚體來改性環氧樹脂。NDI-PTMG體系聚氨酯彈性體中NDI分子的剛性、規整性、對稱性高,PTMG強度、耐磨性好,使得NDI-PTMG體系可以從根本上提高聚氨酯體系的相分離程度,獲取更為優異的機械性能和物理性能,制品具有高耐磨、高耐熱、高強度、高回彈、內生熱小、動態性能優異、耐油、耐腐蝕、耐輻射、壽命長等特性,可以說是聚氨酯中性能最優異的材料。但由于NDI體系的預聚體穩定性差而影響此類聚氨酯的應用。把NDI-PTMG體系的優異性能引入到環氧體系并利于環氧體系強度高、模量大的特點可以獲取一種綜合性能優異的維修渣漿泵的基礎料,同時又解決了NDI體系不能貯存的缺點。
NDI-PTMG改性環氧的基本流程如下:將PTMG投料入反應釜加熱抽真空,然后投入熔融的NDI,在適當的溫度下充分反應,再投入計量好的環氧樹脂,使NCO基團與環氧樹脂分子鏈上的部分羥基反應交聯,從而得到環氧值為0.2左右的NDI-PTMG改性的環氧樹脂。
改性過的NDI-PTMG環氧樹脂加入適量的純環氧樹脂和小料攪拌均勻,再加入表面處理過的磨料攪拌均勻就制備出渣漿泵修復料的主劑(A組分);選取合適的環氧固化劑做B組分。
用此方法制備的渣漿泵修復材料主要型號有BD7044、BD7042、BD7011、BD7014等。利用NDI-PTMG改性過的環氧樹脂制備的渣漿泵修復材料在實際使用過程中一般原尺寸修復壽命可達新工件壽命的1.5~2倍,對于物料顆粒較大的工況有時甚至能達到4倍的壽命,并且可以多次反復修復。由此可得出結論,改性過的耐磨涂層耐磨性能是高鉻合金的1.5倍以上;同時抗沖擊性能也比單純的環氧樹脂耐磨涂層提高數倍。襄陽百盾涂層利用此核心改性技術同時也制備了用于離心機、磁選機、浮選槽、旋流器(含重介旋流器)的耐磨涂層,都獲取了良好的使用效果,如BD709抗沖擊耐磨涂層涂敷于磁選機筒體上可以解決高空墜落物料的沖擊磨損;在球磨機和重介洗煤的旋流器、臥式離心機上可以填補破損的陶瓷襯磚;在立式離心機入料口刮刀表面的使用效果也比進口的環氧耐磨防護劑好;在管道、彎頭、溜槽、風機殼體、粗細粉分離器、除塵器、旋風筒、選粉機、脫硫吸收塔等內表面的應用均獲得了超過進口產品的效果。
具體施工工藝如下:
1. 對工件表面進行噴砂處理,獲取干凈、干燥、粗化的表面。
2. 配制高強度底膠并涂敷于噴砂處理過的工件表面。
3. 配制改性耐磨涂層并涂敷于未固化的底膠表面并壓實。
4. 常溫固化或加熱固化。條件允許盡量采用加熱固化。
5. 修整配合部位達到裝配尺寸。
6. 非配合部位刷涂面膠或噴漆。