高分子复合修复材料在矿山设备维修中的应用.pdf

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1、S u p p lS e p t e m b e r 2 0 0 9现代矿业M O R D E NM I N I N C增刊2 0 0 9 年9 月高分子复合修复材料在矿山设备维修中的应用丁球科谢黎明(沈阳卓创科技开发有限公司)摘要：简要介绍了新型高分子复合修复材料的性质与特点。通过多种实例，重点介绍了沈阳卓创高分子复合修复材料公司的复合金属修复与保护材料，高分子复合抗腐蚀与抗磨损复合材料，复合橡胶修复材料，抗强化学腐蚀高分子复合材料，复合混凝土修复与保护材料。高耐温防水防渗漏高分子材料等。产品在煤炭厂、金属选矿厂、化工厂等领域有着广泛的应用前景。关键词：高分子复合修复材料；金属修复；设备维护

2、；耐磨防腐抗高温l 前言在工业现代化的进程中由于计算机技术的发展，控制设备比较容易解决，但是受其控制的设备往往损坏严重，难题重重，更多的企业为了赢得市场份额，并在激烈市场竞争中获取更多更大的经济利益，在大幅度增加产量的同时也加大了生产力度，从而使设备长期超负荷疲劳运行，极大加剧了维修及更换的频率。多年来，由于多种因素所致大多数企业对设备维护和维修等方面的技术资源相对匮乏，大部分的维修维护手段仍停留在传统、粗放型的水平上，很多临时或者应急的方法已经不能为企业的生产设备提供正常的运行保障。为了解决上述矛盾，企业通常要不断大量报废并购买新设备或部件才能维持运行。对于制造企业，设备的投入几乎占5 0

3、甚至更多，一切人员的生产都围绕设备来运行，一旦设备出现故障企业将处于瘫痪状态。由于传统的工艺无法满足生产的需要，所以企业往往以更换新部件来维持生产，一方面造成大量的设备部件报废，另一方面企业再投人大量的资金购买新设备；使设备资源的配置出现失恒，加大了企业的资金投入。同时长期以来对于企业设备管理部门来说，习惯上往往以为设备报废更新是更好的选择，这种观念的由来是基于科学、先进的维修、维护手段的长期匮乏。更因为对新技术信息获取的条件受到极大的局限，从而导致从事此项工作的机构、人员不得不以牺牲企业的更大利益来满足企业的生产需要。长此以往将势必加大企业的运行成本，高速发展和可持续发展的矛盾也就更加尖锐。

4、丁球科(1 9 8 0)男，硕士，现为沈阳卓创科技开发有限公司磁电应用研究所所长，1 1 0 0 1 4 辽宁沈阳市。2 3 8为此，企业的管理者虽然对此类费用的支出进行了必要的约束和控制，但是基于生产的需要往往又不能不为之。于是企业有限的资源遭到严重破坏和巨大的浪费的现实也就不可避免了【2J。据资料显示：仅煤炭行业设备修理费占设备固定资产原值的4 1 4，占产品制造成本的7 3 4，占产品销售收入的5 3 6。在现代化的生产过程中，企业每一项工作的实施都是以调动多种资源通过整合优化来实现的，任何一种资源如果存在缺失和不足都将对企业的经营成本和效益产生不良影响甚至造成损失。因此，要降低经营成本

5、，化解经营风险就必须纳入新的资源体系来打破落后的体系平衡。所以原来我们认为合理的传统的观念和手段在新材料、新技术的背景下就变得不再合理了p 1。沈阳卓创科技开发有限公司在此基础上与用户建立“针对设备维修维护的技术应用合作”的平台和通道，通过引进和嫁接国际最先进的技术和产品，优化和提升用户现有的设备维修维护资源和体系，使用户在设备安装调试，故障检测、隐患预防、现场治理、维修保护等方面实现全面的技术进步和升级，真正帮助用户实现“控制生产成本、提高综合效益”的目标，为企业的持续健康发展作出贡献。2 高分子复合材料介绍复合材料是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学方法复合，组成具有两个或两个以上相

6、态结构的材料。该类材料不仅性能优于组成中的任意一个单独的材料，而且还可具有单一组分不具有的独特性能。高分子材料是指基体材料和另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的多丁球科谢黎明等：高分子复合修复材料在矿山设备维修中的应用2 0 0 9 年9 月相材料。高分子复合材料最大优点是博各种材料之长，如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质，根据应用目的，选取高分子材料和其他具有特殊性质的材料，制成满足需要的复合材料J。高分子复合材料分为两大类：高分子结构复合材料和高分子功能复合材料。以前者为主。高分子结构复合材料包括两个组分：增强剂。为具有高强度、高模量、耐温的纤维及织物，如玻璃纤

7、维、氮化硅晶须、硼纤维及以上纤维的织物。基体材料。主要是起粘合作用的胶粘剂，如不饱合聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等热固性树脂及苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂，这种复合材料的比强度和比模量比金属还高，是国防、尖端技术方面不可缺少的材料。高分子功能复合材料也是由树脂类基体材料和具有某种特殊功能的材料构成，如某些电导、半导、磁性、发光、压电等性质的材料，与粘合剂复合而成，使之具有新的功能。如冰箱的磁性密封条即是这类复合材料bJ。2 1 高分子材料特性传统胶粘剂和修补剂大多数在树脂基础上掺加金属或陶瓷粉末，在物理性能方面得以改善。但由于其没有实质性发生化学变化，所以往往单方面改变了材料的硬度或抗

8、压强度，使其在应用方面受到很大的局限性；同时，附着力也没有大的提高，经常出现脱层断裂的现象。这样就无法有效保证设备的使用要求。高分子复合材料是高分子复合聚合物与金属粉末或陶瓷颗粒组成的双组分或多组分的复合材料，是在高分子学、有机化学、胶体化学和材料力学等学科基础上发展起来的高技术学科。特点：质轻、耐磨、抗腐蚀、抗氧化、抗冲击、绝缘并具有很好的吸波性MJ 高级树脂是高分子复合材料的重要组成部分，对材料的粘着起着至关重要的作用，在我们国家已经列入8 6 3 计划。2 2 修复材料的特性2 2 1 附着力修复材料最基本、最重要的性能。2 2 2 均衡合理的机械性能传动部件在运行过程中承受多种复合力，

9、这就要求材料必须具备良好的抗冲击、抗压、抗弯曲、抗拉伸、硬度高等综合性能。z c 复合材料所体现的机械性能可以最大限度地满足各种行业工况的要求7 1。2 2 3z c 复合材料的物理特性和抗化学腐蚀性能可以使其最大限度满足机械设备和腐蚀设备的双重要求(特别是在化工、造纸等行业)8 1。2 3 主要产品、功效及使用流程2 3 1 沈阳卓创科技开发有限公司系列产品主要包括：Z C 复合材料高分子复合金属修复、保护材料；Z C 复合材料高分子复合抗腐蚀、抗磨损、抗强化学腐蚀高分子复合材料；z c 复合材料高分子复合混凝土修复、保护材料；Z C 复合材料高分子复合橡胶修复材料；z c 复合材料高耐火防

10、水防渗漏高分子材料；Z C 复合材料高效环保清洗剂。2 3 2 产品卓越功效(1)安全无毒无毒无害无挥发，不需特殊防护；(2)功能多样多功能适应不同环境，维修精度高；(3)迅速快捷修复可在短时间完成，避免机械加工；(4)使用简单无须专业工具，不需其他配套设备；(5)保质期长五大系列十六种产品保质均在十年以上；(6)避免拆卸大部分维修不用拆卸，减少劳动强度；(7)现场工作不必离开现场，拥有多种修复手段；(8)费用低廉叫8 的情况下是其他修复费用的1 1 0；(9)使用寿命叫5 的情况下是新设备的数倍至数十倍；(1 0)应用广泛几乎可以覆盖企业所有设备、设施；(1 1)避免因传统手段的不足与不能而

11、造成的大量报废；(1 2)减少传统维修方法所造成的长时间停机、停产。2 3 3 使用流程(1)表面处理。表面处理四要素：干净、坚固、干燥，要求强粘着时还需要粗糙。干净。使用z C 复合材料清洁剂对要施工的表面进行彻底清洗，要除去表面的锈迹，油污及腊质。对长期浸泡在介质中的基体表面应反复清洗或用燃烧方式将油除去，再清洗至表面清洁。2 3 9增刊现代矿业2 0 0 9 年9 月坚固。注意除去基体表面的松动物质，否则，覆盖在松动物质上材料将会脱落。干燥。要保证基体的表面 底干燥，否则将降低z c 复合材料与基体的粘接强度。粗糙，使基体表面目【糙町采片j：喷砂、砂轮打磨、粗砂打磨、金属毛刷等。混合。将

12、嗣化剂和基料按要求比例混台，混台应充分，使混合后的材料无色差。使用。使用z c 复合材料专片j 施工板，将混台后的材料涂抹应均匀有力，应确保材料与基体表面充分的接触，使其达到最佳的粘接效果。应注意产品的z：层时间，如超过再涂层时间，应对第层的表面进行适当的粗糙处理。固化。使用完z c 复台材料后，待其固化，再进行机械加工或投 使用。该设备同化时间与环境温度有关，温度越高固化时问越短。由于固化时是放热反应，因此材料越厚，固化时间越短。欲缩短同化时间，可加热固化。3 高分子复合修复材料在各个行业的应用31 煤炭行业31I 电机袖修复案例部件名称：8 5 0 k W 水泵电机；损坏原围：水泵电机轴磨

13、损(#1 6 0 m m)，维修主要材料z c 金属修复、保护材料Z C O l l，该材料主要性能：(1)没有挥发性和收缩性；(2)几乎牯着干所有金属、坦料、混凝土等坚硬表面：(3)均衡的物理性能，可以任何时候机加工；(4)具有优异的抗化学腐蚀性能，(5)牯着力最好的材料；(6)固化最快的材料，经常用于部件的紧急处理：(7)具有良好抗压强度和吸油性，可用于各种渗漏设备的堵漏。该材料主要用途：(1)各种轴类、键槽、轴承室、轴承座的磨损；(2)各种液压系统、道轨的划伤，(3)各种缸体、铸件的砂眼和裂纹，2 4 04)各种设备密封、管道的渗漏5)各种叶轮的磨损修复保护。Z C O l l 日镕女#

14、设备部件太多数为金属材质，由于其强度高，硬度大，在部件运行过程中受到振动冲击和其它的复台，灯经常导致金属部件产牛4 硬对硬”关系，随着时间加长部分冲击变形成为承久变形，恢复应力下降导魏硬度相对较低的部件磨损。z c 复合材料主要是为弥补金属和非金属材料的不足和缺陷而设计的。困材料是“变量”关系，当外力冲击材料时，材料会变形吸收外力，并随着轴承或其它部件的胀缩而胀缩，始终和部件保持紧配台，我们称之为“缩同敬应”。间时利用“模具”或“部件的对麻关系”修复损坏的部件，可以塌大限度地保证部件配合的尺寸，从而大大延长设备的使用寿命。所以其耐磨性能的体现不是靠“硬度”来满足的。维修过程及结果(I)修复面清

15、殚，定位台清理，(2)待修复位打磨出新的金属表面；(3)丙酮清洗干净，用热风枪吹于待用；(4)将事先做好的开式模具内表面清洗干净吹干后馀抹上脱剂；(5)将凋好的z c 复台材料高分子复合金属修复Z C O l l 涂抹在待修复位置和模具内表面将开式模具按原定位置卡在轴上紧上螺丝，按好定位梢；(6)7 5 分钟同化后，取下模具，清除毛刺及附料即可装配，8 小时后即可使州。结果：设备运转效果良好。3J2 减速机内孔磨损修复案例部件名称采煤机减速箱轴承7 L 磨损损坏原因：内孔磨损；维修主要材料z c o l】维修过程及结!塑!篓!竺：堕坌!墅堂苎塑型堡蔓!兰竺兰堡!塑堕里果(1)制作内孔成型轴，并

16、精)J n T，(2)去掉表面的油污清洁干净水焊去油，(3)表而处理，打磨，(4)内孔成型轴四边定位法找同心：(5)将调好的材料Z C O l I，涂抹在轴承位的内孔第一层要薄些，压迸金属的表面的任何微孔，第_ _ 二层涂抹所需要的厚度插_ 人模型轴；(6)固化时间：加温田化，1 2 小时后完全同化，固化后去除脱模荆检测达到精度要求。效果：设备纽装后，投人生产，至f 运行正常。3 I3 单体支柱修复案例匿圈损坏部件单体支柱，损坏原阏：腐蚀，磨损；损坏数量若十套；主要修复材料高分子复合抗腐蚀、磨损、特抗强化学腐蚀高分于复合材料z c 0 8 5。主要性能：(1)含有特殊的陶瓷材料和特殊的表面强化

17、剂，使其具有极好的耐磨性；(2)具有极强的抗冲击、磨拙性能。优于任何钢甚至陶瓷，(3)具有极好的抗腐蚀、磨损性能；(4)具有极好的抗双金属府蚀和气蚀性能。主要用速(1)用于落煤简、虢卸滑槽、渣装泵等方面的冲击、磨损!f：护；(2)各种泵体、闸门、水轮机叶片等的修复保护；(3)人删罐体、海水泵、冷凝器瞥板等的防腐保护。维修过程卫结果(I)用氧气、乙炔烘烤单体支柱表面，烘烤出渣人机体的油，2 0 0 9 年9 月(2)用直打磨机械引对喷修复法人工表面进行打辫；(3)丙酮反复7 自洗丧面，达到施工标准；(4)均匀缘抹z c 0 8 5 材料，进行固化(注意：材料本身温度每提高I I 摄氏度，材料的固

18、化速度就提高倍)，(5)完全固化后，再进行材料的钝化处理。结果：设备使埔效果比较理想。3I4 大倾角皮带修复案例霞损坏部件：太倾角皮带；损坏原因：裙边开裂；损坏数量3 处；主要维修材料：Z C O l3 及耐久的液体复合材料，在液体流动环境中提高抗腐蚀侵蚀。维修过程及结果：(1)用直打麝机打艚大倾角皮带开裂的位置，廖出毛刺，(2)用丙酮反复清洗表面达到施工标准；(3)固定修复表面与原位平行，渊和Z C O l 3 修复材料，均匀涂抹高分子防磨损，冲击复台材料后进行固化；(4)完全同化后，再进行材料的钝化处理。结果：修复后延长使用寿命1 年以上，为挠煤厂应带正常运转节省了时间，综合效益巨大。3I

19、5 诨选机轨道修复案例函损坏部件：浮选机轨遭；损坏原凼：破损；损坏数量2 处；主要维修材料z c 复合材料高分子复合混凝土修复、保护材料z c 0 3 I。主要性能【I)可同时牯着于金属、混凝土等坚硬表面、对T 凝土的粘着力尤于l j 身的强度；(2】具有良好的抗冲击摊能和抗压强度：(3)具有出色的耐磨性能和抗化学腐蚀性能；增刊脱代矿业(4)具有极好的抗弯曲强度，主要j f 速可修复库房的装缸J f 台、混凝上路而、桥粱、港口、码头、泵或，F 端机的支角、被街蚀的墙壁或地面修复砸坏的泥凝土地面可用做锚传的填充料维修过程殷结粜(1)J I J 具把j!l【道碚!攒郁忙清坪十净，腊H t刺；(2)

20、J f i N 酮反复清洗表1 1 j，达到施工标措：，(3)测量现场破损邬位大概需要多少材料，渊和修复材料；(4)把碱和好的防腐蚀，磨损混凝土修复材料均匀涂抹到要修复的部位，进行固化，然后钝化处理。效果：使用多种材料技术对该破损处进行修复都没有成功，采用此工艺5 小时解决问题。3 16 旋流器修复案例大型选煤厂三产品旋漉器长时间磨损、冲圳，导象设备损坏，旋流器造价3 1 5 万儿，使用3 1 6、月采用z(2 0 8 5 高抗磨损、冲剃材料修复，投人材科资金4 0 0 0 2(1 0 0 0 元，解央设备问题井延K 1 5 蔷使用寿命15 2 俏。32 选矿行业321 大型矿用设备主轴修复案

21、例大型矿用设备土轴磨损，通常拆卸更换需要2天，费用2 万余元。采用卓创材料现场模具修复，7 h即成功修复。Z c 复台材料综台的物理性能可以任何时峡机械加工同时材料良好的附着力和抗冲击性能，可“太大延K 设缶的寿命。轴露配合部件A 修复后“热袈”效果将更好。同凰2 0)9 年9 月修复步骤(1)部件仆析。从磨损的原同盟施工环境判断足青具备模具修复的条仆(2)髓J 作根据不州的部件制定小删的模型”：(3)表m】处理，(4)弥抹材料；(5)簧裴戎县；(6)1 1 化，(7)拆卸模“、壹装3 22 修复强席损的酃抖案例大犁选矿厂漪浆泵护套。J E 常使用8w 坨个月就磨穿。设备造价I 一2 万元。通

22、常只能停下焊补或更换，耽误丁生产。采用z c 0 8 5 耐磨、抗冲击材料修复，企业投 材料费用3 0 0(1 5 0 0 0 元，夫人延长了设备使用寿命。圈圈采j z(，复合材料对设备进行修复和保护，陈树料n 身所具备的优越性能外，还由于它的特殊丹于结构赋予的高弹性，适应盘替变形和温度的变化等性能，确保材料的吸震性、耐麝性的提高。其高密度的分子量丑光滑表面，可以提高抗气蚀的能力；而材料自身R 有的抗腐蚀陀，型好地弥补了金腐被弱酸腐蚀的弱，避免金属被腐蚀后磨搦再腐蚀再靡损的恶性循环，从而捉川设备的使用寿命。3 23 磁选机袁面舫磨坝墒蚀保护、修复翔黼3 24 离心糸修复案例拈l 坷、部件耐腐蚀

23、离心泵(制质9 0 4 不锈钢)；型0：C Z l 2 5 3 I5 扬程3 0 米，r m 垃2 0 0 m。h转 m1 4 5 0 转7 井；簸衔，f 菏弛，冲蜊，9 5 弋，I 肯：主f|修材料Z C O II，耐塘片，维蟛过程及结果(1)用温小泣泡或n l 冼莱内介质；(2)I l t 锚，乙慢燃烤酶拈 震m：，彻底清际表面及丁球科褂黎明等：高分子复合修复H 料在耵t 1 2 议备维修中的应用2 0 0 9 年9 月基体油污：(3)用角磨机进行打磨，厝出新的金属表面，(4)严格按照比例渊和材料并搅拌均匀；(5)将材料潦抹在修复的裘面上，选到要求的修复厚度；(6)将加 好的采冉涂抹上材料

24、，将囊其夹放在漏油处：(7)同化2 4 J q t,2 4 E(材料温腥)、4 技术与传统维护工艺效益比较如下图所斫，设备维修维护技术对企业的经营成本和利益有着积极的调整功能，与传统方法相比z c 复台材料维修维护技术系坑可以从根本上帮助用产懈嵌运行中的诸多问题。具体的来说：应用得越多解决的问题就更多，降低的费用和增加的效益就越明显；少买一台设备或足部件所节省的费用，就可以有足够的资金采采用z c 复台材料、产品和技术修复更多的设备部件，每当维修成本下降l O 万元利润就会增加1 0 万元，这可能相当于用户增加了1 0(I 万以上的销售额(按照1 0 的利滤率计算)。z c 复合材料作为一种新

25、的技术，不仅可以为用，、提供先进的拄术和物质基础，更重要的是它为企、m 提供r 种仝新的维修维护技术资源，使企业用f 1 在设备维修、维护等方面的_ 作实现技术进步和全面升级。逋过与企业用p 现有的相关机构的全面结合，帮且灯企业解决现有维修维护系统中的不足与不能使其成为用户在设备管理上作中不可或缺的重要组成部分。5 结论卓创高分子复台修复材料有着优良的性能，通过实例显示，可为多个行业的设备厦行维护提供完备服务。参考i 献i#*m*#一一$#*目A#*(*)J 口“(i*q-*)o a o(0 1)2 _*i#*“自自 J n M I#1 9 8 I 0 6“3J$十 i#I r“(P r 蒯n g o【)#(目)Rs i(目)c，*：i 口十月4*i#i e#*自*(目j e j#)2 0 0 7(0 2 15 1 s】*i e#*#H“m 4*$*#；)2 9(0 3)6 j；i r&,L g t H 日i#自*十月i!，B d(#目)2 0 0 9 (u 1)7女月*口#$#女e 目#$#“d*f，*#镕B 2 0 0 8(3 6)8 2 lt#*4-*日i*#I#*I)2 4(O”(收稿日期2 0 0 9 J)8-2 0)