湖北天门天标泵业-渣浆泵为什么经过矿浆的部位必须要用耐磨材料

下面我们从原理、后果和材料选择三个层面进行详细解析。

一、 根本原因：矿浆的“破坏三剑客”

矿浆不是普通的水，它是水（或液体） + 固体颗粒（磨料） + 可能的化学物质的混合物。其破坏性主要来自以下三种协同作用的机制：

1. 磨料磨损（主导因素）：

   • 原理：高速运动的坚硬固体颗粒（如石英砂、金属矿物颗粒），像无数微小的“切削刀具”或“锉刀”，持续冲刷、撞击、刮擦过流部件表面。

   • 影响：直接造成材料表面被一点点剥离，导致壁厚减薄、流道变形、密封失效。颗粒硬度越高、棱角越尖锐、浓度越大、流速越快，磨损越剧烈。

2. 腐蚀磨损：

   • 原理：输送介质可能具有酸碱性或含有电解质，对金属部件产生化学或电化学腐蚀。

   • 协同效应：这是“1+1>2”的破坏。腐蚀会先在金属表面形成松软的腐蚀层，磨料颗粒很容易将其刮掉，暴露出新的基体继续被腐蚀，如此循环，极大地加速了材料损失。

3. 汽蚀破坏（在特定工况下）：

   • 原理：泵内局部压力过低导致液体汽化形成气泡，气泡在高压区溃灭时产生强的微观水击冲击波（可达数百MPa）。

   • 协同效应：汽蚀冲击首先破坏材料表面的保护膜或使其疲劳，随后磨料磨损趁虚而入，使破坏进程呈指数级加快。

二、 如果不使用耐磨材料的后果

想象一下用普通碳钢（如Q235）制造叶轮和护板来输送铁矿浆：

• 极短的寿命：可能在几天到几周内，叶轮叶片就会被磨穿、变薄、失去形状，泵的扬程和流量急剧下降，效率归零。

• 灾难性失效：护板或蜗壳被磨穿，导致矿浆泄漏，被迫全线停机。

• 高昂的综合成本：频繁更换部件带来的停机损失（生产损失）和维护成本（人工、备件）将远远超过最初购买耐磨泵的成本。

• 性能不稳定：随着流道形状被迅速改变，泵的运行参数漂移，无法稳定工作。

三、 耐磨材料的关键特性及常见类型

耐磨材料通过以下一种或多种特性来抵抗上述破坏：

1. 高硬度：使材料表面更难被磨料颗粒切削。这是最直接的特性。

2. 高韧性：防止材料在冲击下产生裂纹或脆性剥落。好的耐磨材料需要硬度和韧性的良好结合。

3. 合理的金相组织：通过热处理获得马氏体、奥氏体+碳化物等耐磨组织。

4. 耐腐蚀性：形成致密氧化膜或本身化学性质稳定。