疏浚系统耐磨材料的应用研究.pdf

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1、NAVALARCHITECTUREANDOCEANENGINEERING船舶与海洋工程2012年第4期（总第92期）工艺与材料疏浚系统耐磨材料的应用研究林海波（708研究所，上海200011）摘要：随着我国的挖泥船作业水域范围更深、更远，而疏浚设备的耐磨性能越发显示出与发达国家在材料方面的差距，从而制约了我国疏浚产业的快速发展。通过对耐磨材料在挖泥船上应用状况及各种材料的性能分析，阐述了耐磨材料的选用方法和注意事项，以降低磨损、提高疏浚设备的使用可靠性。关键词：耙吸挖泥船；绞吸挖泥船；耐磨材料；碳化铬

2、堆焊钢板中图分类号：U668.2文献标识码：A文章编号：2095-4069(2012)04-0060-03Abstract:Astheoperationwaterareaofdomesticdredgersgrowsdeeperandfarther,thegapbetweendomesticanddevelopedcountriesintermsofthewearproofabilityofdredgingsystemmaterialbecomesmoreevident,whichrestrictst

3、hefastdevelopingofdomesticdredgingindustry.Thispaper,basedontheanalysisofcurrentapplicationstatusandcharacteristicsofvariouswearresistantmaterialusedindredgers,elaboratesthemethodandprecautionsforselectingwearresistantmaterialinordertoreducewearandtear,

4、andtoraisethereliabilityofdredgingequipments.Keywords:trailingsuctionhopperdredger;cuttersuctiondredger;wearresistantmaterial;chromiumcarbidesurfacingsteelplate0引言近年来国内大型耙吸挖泥船、绞吸挖泥船的发展呈现出迅猛的态势。针对疏浚土质的多样性，特别是土质为中粗沙夹砾石时，对疏浚设备磨损加剧，因此对挖泥船的过流设备及输泥管线的耐磨性能提出了更

5、高的要求。为了减少维修，提高施工效率，对耐磨材料的选用显然很重要。1耐磨材料在挖泥船上的应用现状1.1挖泥船上疏浚设备的磨损挖泥船的磨损经常发生且不可避免，从机具切削吸入泥沙开始，在泥泵的作用下，泥浆通过吸排泥管路到排出的过程，泥沙所到之处磨损无处不在：机具（耙头、绞刀、斗轮）、吸排泥管线、泥泵过流部件、还有泥门、装载箱等等。而磨损是一个非常复杂的过程，与磨损过程输送的泥浆性质、速度和压力等因素都有关。由于疏浚过程中的介质是泥沙（海）水，不同的泥沙颗粒、浓度、速度及压力对疏浚设备产生不同的冲击、带来不

6、同程度的磨损。通过对多种抗磨材料的冲击与磨损的研究表明，从早先的白口铸铁到如今的高铬白口铸铁都是以其优良的耐磨性能闻名于世。但它属于脆性材料，加工难度大，应用范围受限，通常用作泥泵的过流部件如泵胆、叶轮、前后衬板等等。而对输泥管线，直管选用低碳钢，磨损严重的三通、弯头等管件多采用35硅锰（ZG35GiMn）或35铬钼（ZG35CrMo）。1.2耐磨材料的应用1.2.1锰钢早先的挖泥船输泥直管采用普通的低碳钢，但普通钢管耐磨及耐蚀性差，使用寿命短，需要频繁补焊及更换。因此对重要部位采用低合金锰钢板或内衬

7、钢板。16锰（16Mn）虽强度大大好于热轧钢板（Q235），但耐磨性差强人意。高锰钢如Mn13，具有加工硬化的特性。当受到剧烈冲击或较大压力时，会产生表面迅速加工硬化，硬作者简介：林海波，女，高级工程师，1965年生。1987年毕业于上海大学机械专业，现从事船舶机械设计工作。收稿日期：2012-04-13林海波：疏浚系统耐磨材料的应用研究61度提高具有高的耐磨性，而心部仍为奥氏体具有良好的韧性，所以常常应用在挖泥机具中，如耙头的底部衬板等。但在载荷偏小处使用，零件表面不产生硬化特性，而使耐磨性不足，不

8、适合使用。1.2.2耐磨复合内衬陶瓷材料具有极高的耐磨性。陶瓷以其高耐磨、高硬度、耐氧化、耐腐蚀等综合性能被广泛使用，越来越多的挖泥船的油缸活塞杆表面都采用陶瓷镀层。由于传统碳钢材料耐磨性能差，使用寿命较短，挖泥船输泥管线一直在探究选用何种材料、以何种方法延长使用寿命，来降低系统的运行成本，减少检修和材料消耗。普遍采用的是耐磨陶瓷作为防磨内衬。如在输泥管道使用陶瓷内衬复合管应是不错的选择，可以大大延长管线使用寿命。然而在管道弯头，因经常有大的石块冲击，使