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烘干搅拌输送新闻动态
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新型防腐耐磨材料在水泥厂风机和螺旋输送机上的运用
发布时间：2013-07-09 08:00 来源：未知
0、引言
在诸如风机、输送设备及其管道等水泥工艺设备中，磨蚀和腐蚀经常是同时发生的。在金属表面接触含酸性水分的物料时，金属就会因为氧化反应而形成氧化层（锈皮）。这些氧化层在物料流的冲刷作用下被磨蚀和剥落，暴露出新的金属表面，从而发生新的氧化腐蚀。这种破坏作用会非常严重，以至于达到必须更换设备的程度（见图1）。
这类磨蚀和腐蚀破坏在许多水泥厂会对生产造成严重的影响，从而导致事故停车、资源浪费、以及带来费用高昂的维修工作。全球的许多企业都在采用新一代的耐磨材料来防止此类问题的发生。
新的防腐耐磨材料在风机及螺旋输送机上的成功应用，使用户及设备制造厂商确信此类磨蚀破坏是可以得到控制的。本文描述了此类材料的进展以及它们的使用实例。
1、存在的问题
在处置已燃气体高速通过的设备中，或者输送袋收尘器收集的腐蚀性粉尘的设备中，磨蚀和腐蚀的过程更为严重。这包括风机外壳、风机叶轮、进出口管道、管道系统中的弯管、煤磨收尘器中的螺旋输送机以及类似的设备。
此类磨蚀和腐蚀危害的严重性与日俱增，这是与高含硫率燃料使用量不断增加，以及各类替代燃料的使用有关。为了减轻危害，有必要使用一种防护衬料，它应具有能够承受热态的酸凝聚及料流高速冲刷磨蚀的性能，能经受高温的峰值，而且最重要的是应具有能与金属材料紧密结合、不易脱落的性能。发明这种材料决不是一个轻松的任务。
美国的3L&T公司，在其具有优良防腐性能的FlueGardTM产品的基础上，开发了一种同时具有耐磨蚀性能的新型聚合合金(polymeric alloy)材料，命名为WearGardrM ~225SG，其耐磨蚀性能为原有材料的300%。
2、磨蚀和腐蚀的机理
导致磨蚀和腐蚀的有关因素包括：表面的几何形状、流体的组成、流动模式、流速、颗粒物的大小和形状、腐蚀性的强烈程度等（见图2）。另一个重要的方面是磨蚀和腐蚀这两个过程的相互促进作用。腐蚀通过形成脆性的锈蚀层增强了磨蚀的速率，而磨蚀会清除氧化层，暴露出新的金属表面造成新的腐蚀。
此外，磨蚀和腐蚀相互作用的状况可以分为单纯磨蚀、腐蚀影响下的磨蚀、磨蚀增强下的腐蚀、单纯的腐蚀四种类型，介绍如下：
(1)单纯磨蚀发生在腐蚀可以忽略不计的情况下。例如：棱角形颗粒高速冲刷的场合。
(2)腐蚀影响下的磨蚀增加了腐蚀的因素：由于颗粒流引起的应力场的影响范围大于锈蚀层的厚度，故而与单纯磨蚀相比较，其金属的损失率更高。
(3)磨蚀增强下的腐蚀可以分为两种不同的类型：一种是具有稳定的锈蚀层厚度，取决于相应的剥蚀和腐蚀的速率；另一种是锈蚀层易于剥落的类型。
(4)单纯的腐蚀是指因腐蚀引起的金属损失比例非常高，以至于形成抛物线形的锈蚀层增厚。
磨蚀和腐蚀会使金属表面迅速地被磨损，致使机械设备和装置的性能恶化、效率降低，使用寿命缩短。
3、磨蚀和腐蚀的控制
3.1传统材料
人们已经开发和使用了各种不同的耐磨材料，但其中大部分具有一些明显的缺点：
(1)硬质金属包覆层可以用于叶轮，但是它们价格昂贵，对外壳和管道不实用。
(2)某些公司采用了厚橡胶衬垫，但对于接口的腐蚀，以及部分脱落、破坏平衡而造成剧烈震动等问题难以解决。
(3)环氧树脂涂层可以在常温下使用，但通常不能承受最高为200℃的高温，而多数水泥厂常有不止
200℃的高温。
(4)陶瓷内衬也可以使用，但它们很重很脆，安装费用高，而且任何小小的损坏都会破坏转动设备的动平衡。
3.2新材料技术
当前，解决磨蚀和腐蚀问题的新技术已经实用化，这就是以聚合合金形态出现的新材料，它们可以在不超过225℃(437。F)的条件下连续稳定地工作。这是一种现有的FlueGardn'_225SQC产品的衍生物。
这种牌号为WearGardTM -225SG的新材料具有优良的耐磨性能、低的表面活性、对钢材具有很强的结合力，且具有良好的耐受热酸的能力。这种材料在两年多前就首次应用成功，至今已用于风机、叶轮、螺旋输送机、各类管道以及其他装置中。在各行业的许多项目中，诸如水泥厂、热电厂、炼钢厂、金属冶炼厂、垃圾焚烧炉等，均已获得应用上的进展。
这种材料由两种系列组分组成，在使用前进行现场混合调制，调制后具有2—4 h的喷涂施工适用期。最好使用高比例的真空泵，公司建议至少是68：1的系统。建议的喷涂厚度是l mm，如果磨蚀不严重，厚度还可以薄一些。在磨蚀严重的场合，厚度可以达到2 mm。在涂层干燥后，需要在至少140℃的环境下进行数小时的热养护，通常使用工艺废气。
最近，公司还开发了另一种材料以适应高温条件下的防磨蚀和腐蚀的要求。WearGard“-600S是一种由陶瓷胶结料、几种活性无机充填剂和～种纳米级的活性组分组合而成的材料，它所形成的防腐蚀涂层能在高达600℃( 1112°F)的环境下正常工作，其耐磨性能优于碳素钢。公司打算在近期将这种材料首次应用于实践。
4、在世界范围的应用
(1)美国俄勒冈州，窑尾袋收尘室的ID风机。
WearGardTM材料的是2005年在俄勒冈州实现首次应用（见图3）。一年前，对使用情况进行的检测表明情况非常良好（见图4）。
(2)美国德克萨斯州，螺旋输送机外壳。
该项目是2006年完成的，用丁一座有害废物焚烧装置。当时公司必须更换螺旋输送机的外壳，因为带有酸性的粉料喂入输送机内造成了严重的磨蚀和腐蚀（见图5）。
(3)法国马赛发电厂。
该项目是2007年8月完成的。公司使用WearGardTM -225SG材料喷涂了一个大型叶轮。此前，该叶轮是使用6 mm厚的硬质橡胶作为内衬的，此内衬由于脱落成碎片而造成了严重的维修问题（见图6）。
5、结束语
由磨蚀和腐蚀造成的毁坏可能达到非常严重的程度，而且难以避免。目前已经使用过的各种不l一J材料具有不同的效果，但通常是很昂贵，很重，或者使用寿命有限。
的年来已经发明的新型材料，具有耐磨、耐化学腐蚀，与金属结合性能好，具有能适应高温工作条件的综合性能。WearGardJ-225SG就是其中的～种。在风机和螺旋输送机非常严酷的条件下使用，证实了其优良的性能。
另一种基于纳米陶瓷技术的新材料WearGardrM 600S，已经开发出来并准备投入应用。根据其试验资料，公司期望取得理想的结果。
3L&T公司利用它在有机／无机的混合——聚合物材料方面积累的知识，考虑应用上的需求，然后在新的配方中增加陶瓷聚合物的组分，最终研制出了这两种新的材料，它们有助于解决严重的磨蚀和腐蚀难题。
