礦漿泵葉輪磨損規(guī)律與陶瓷涂層防護(hù)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-30 09:09
作為固液兩相流體管道輸送系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備,礦漿泵在實(shí)際生產(chǎn)中多被用于輸送含有腐蝕性和磨蝕性的固液兩相流漿液,磨損腐蝕成為主要過(guò)流件服役過(guò)程中普遍存在的問(wèn)題,這些問(wèn)題直接導(dǎo)致礦漿泵壽命短、可靠性較差等缺陷。本文對(duì)礦漿泵主要過(guò)流件葉輪的磨損機(jī)理及分布規(guī)律進(jìn)行了研究,并基于表面工程技術(shù)制定了葉輪表面陶瓷涂層防護(hù)修復(fù)方案,制作了陶瓷涂層試樣,通過(guò)性能試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了涂層對(duì)葉輪磨損問(wèn)題防護(hù)和修復(fù)的可行性。通過(guò)Fluent軟件,采用離散相模型(DPM)對(duì)礦漿泵葉輪進(jìn)行了磨損特性的數(shù)值分析,結(jié)果如下:整體上看,葉輪的磨損區(qū)域主要集中在葉輪進(jìn)出口位置。其中葉片部位磨損最為嚴(yán)重,主要集中在葉片的壓力面出口區(qū)域和吸力面進(jìn)口區(qū)域;另外后蓋板部位的磨損也比較嚴(yán)重,主要集中在導(dǎo)流錐附近區(qū)域;前蓋板上存在少量磨損,但并不嚴(yán)重。不同固相顆粒直徑和質(zhì)量流量會(huì)對(duì)葉輪磨損區(qū)域分布產(chǎn)生不同的影響,隨著顆粒直徑和質(zhì)量流量的增大,葉輪磨損率明顯增加,磨損區(qū)域由吸力面尾部擴(kuò)展至中部,后蓋板的磨損區(qū)域也呈現(xiàn)明顯向周邊區(qū)域擴(kuò)展的趨勢(shì)。針對(duì)葉輪選材、工況及磨損規(guī)律,對(duì)葉輪新件和磨損件分別制定了相應(yīng)的防護(hù)和修復(fù)方案。采用合適的冷噴涂工藝...
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題背景與意義
1.2 礦漿泵研究概述
1.2.1 流體機(jī)械數(shù)值模擬發(fā)展及研究現(xiàn)狀
1.2.2 礦漿泵磨損規(guī)律研究現(xiàn)狀
1.3 表面涂層研究概述
1.3.1 金屬涂層防護(hù)
1.3.2 高分子涂層防護(hù)
1.3.3 陶瓷材料涂層防護(hù)
1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 礦漿泵葉輪的磨損研究
2.1 數(shù)值模擬基礎(chǔ)理論及模型處理
2.1.1 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
2.1.2 仿真模型處理
2.2 葉輪磨損規(guī)律分析
2.2.1 葉片部位磨損規(guī)律
2.2.2 前蓋板部位磨損規(guī)律
2.2.3 后蓋部位板磨損規(guī)律
2.3 礦漿泵葉輪磨損機(jī)理的探討
2.3.1 沖蝕磨損理論
2.3.2 磨損的影響因素
2.3.3 葉輪磨損失效形式分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 葉輪表面陶瓷涂層設(shè)計(jì)及試樣制備
3.1 葉輪防護(hù)方案
3.1.1 礦漿泵葉輪表面修復(fù)手段的研究現(xiàn)狀
3.1.2 葉輪的防護(hù)修復(fù)方案
3.2 陶瓷涂層的防護(hù)機(jī)理及制備技術(shù)
3.2.1 防護(hù)機(jī)理
3.2.2 制備方法
3.3 陶瓷涂層試樣制備
3.3.1 冷噴涂技術(shù)
3.3.2 涂層制備工藝
3.4 本章小結(jié)
第四章 陶瓷涂層試樣的性能試驗(yàn)研究
4.1 涂層形貌及孔隙率分析
4.1.1 試驗(yàn)方案
4.1.2 結(jié)果分析
4.2 涂層硬度性能試驗(yàn)
4.2.1 試驗(yàn)方案
4.2.2 結(jié)果分析
4.3 涂層的耐磨損試驗(yàn)
4.3.1 試驗(yàn)方案
4.3.2 結(jié)果分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 研究結(jié)論
5.2 對(duì)后續(xù)研究工作的展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]13Cr11Ni2W2MoV不銹鋼氮化工藝試驗(yàn)[J]. 段寶章. 金屬加工(熱加工). 2017(21)
[2]往復(fù)式柱塞泥漿泵在鹽泥回填工藝中的應(yīng)用[J]. 唐春玲,鄭宏乾,王建成. 礦山機(jī)械. 2017(07)
[3]液固兩相流沖洗油管道的沖蝕磨損特性數(shù)值模擬及分析[J]. 金浩哲,易玉微,劉旭,葉浩杰,許健,舒歌平,偶國(guó)富. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[4]固液兩相流離心泵內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)值研究[J]. 夏密,李昳,李鳳琴. 機(jī)電工程. 2015(12)
[5]耐磨陶瓷涂層制備方法的研究進(jìn)展[J]. 魏金棟,張宇,周燕琴,倪紅軍,朱昱. 熱加工工藝. 2015(20)
[6]顆粒直徑對(duì)渣漿泵沖蝕磨損性能的影響[J]. 汪家瓊,葉群,閆科委,馮耀寧,余旭男. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(10)
[7]深海采礦礦漿泵固液兩相流數(shù)值計(jì)算及分析[J]. 徐海良,陳奇,吳波. 計(jì)算機(jī)仿真. 2014(09)
[8]水輪機(jī)葉片表面聚氨酯彈性涂層的抗磨蝕性分析[J]. 張瑞珠,盧偉,嚴(yán)大考,黃榮浩,劉曉東. 表面技術(shù). 2014(01)
[9]海水循環(huán)泵雙相不銹鋼葉輪失效機(jī)理分析[J]. 向先保,沙承卓. 水泵技術(shù). 2012(05)
[10]金屬陶瓷涂層制備技術(shù)及其后處理工藝研究進(jìn)展[J]. 葛文祥,李相波,程旭東,張覃軼. 材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用. 2011(04)
博士論文
[1]渣漿泵固液兩相三維湍流及沖蝕磨損特性研究[D]. 吳波.中南大學(xué) 2010
碩士論文
[1]雙吸渣漿泵設(shè)計(jì)與內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 徐娜.江蘇科技大學(xué) 2016
[2]基于軸類(lèi)部件磨損修復(fù)的冷噴涂涂層制備及性能研究[D]. 王璐璐.集美大學(xué) 2015
[3]脈沖激光加熱輔助車(chē)削氧化鋁陶瓷溫度場(chǎng)仿真和試驗(yàn)研究[D]. 廖先宇.湖南大學(xué) 2013
[4]計(jì)算流體力學(xué)(CFD)技術(shù)用于冷庫(kù)氣流優(yōu)化的研究[D]. 湯毅.上海海洋大學(xué) 2013
[5]表面工程技術(shù)在脫硫裝置漿液循環(huán)泵葉輪中的應(yīng)用研究[D]. 曾昊朗.武漢理工大學(xué) 2011
[6]渣漿泵內(nèi)固液兩相流場(chǎng)的數(shù)值模擬與研究[D]. 惠偉安.蘭州理工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3311132
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題背景與意義
1.2 礦漿泵研究概述
1.2.1 流體機(jī)械數(shù)值模擬發(fā)展及研究現(xiàn)狀
1.2.2 礦漿泵磨損規(guī)律研究現(xiàn)狀
1.3 表面涂層研究概述
1.3.1 金屬涂層防護(hù)
1.3.2 高分子涂層防護(hù)
1.3.3 陶瓷材料涂層防護(hù)
1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 礦漿泵葉輪的磨損研究
2.1 數(shù)值模擬基礎(chǔ)理論及模型處理
2.1.1 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
2.1.2 仿真模型處理
2.2 葉輪磨損規(guī)律分析
2.2.1 葉片部位磨損規(guī)律
2.2.2 前蓋板部位磨損規(guī)律
2.2.3 后蓋部位板磨損規(guī)律
2.3 礦漿泵葉輪磨損機(jī)理的探討
2.3.1 沖蝕磨損理論
2.3.2 磨損的影響因素
2.3.3 葉輪磨損失效形式分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 葉輪表面陶瓷涂層設(shè)計(jì)及試樣制備
3.1 葉輪防護(hù)方案
3.1.1 礦漿泵葉輪表面修復(fù)手段的研究現(xiàn)狀
3.1.2 葉輪的防護(hù)修復(fù)方案
3.2 陶瓷涂層的防護(hù)機(jī)理及制備技術(shù)
3.2.1 防護(hù)機(jī)理
3.2.2 制備方法
3.3 陶瓷涂層試樣制備
3.3.1 冷噴涂技術(shù)
3.3.2 涂層制備工藝
3.4 本章小結(jié)
第四章 陶瓷涂層試樣的性能試驗(yàn)研究
4.1 涂層形貌及孔隙率分析
4.1.1 試驗(yàn)方案
4.1.2 結(jié)果分析
4.2 涂層硬度性能試驗(yàn)
4.2.1 試驗(yàn)方案
4.2.2 結(jié)果分析
4.3 涂層的耐磨損試驗(yàn)
4.3.1 試驗(yàn)方案
4.3.2 結(jié)果分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 研究結(jié)論
5.2 對(duì)后續(xù)研究工作的展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]13Cr11Ni2W2MoV不銹鋼氮化工藝試驗(yàn)[J]. 段寶章. 金屬加工(熱加工). 2017(21)
[2]往復(fù)式柱塞泥漿泵在鹽泥回填工藝中的應(yīng)用[J]. 唐春玲,鄭宏乾,王建成. 礦山機(jī)械. 2017(07)
[3]液固兩相流沖洗油管道的沖蝕磨損特性數(shù)值模擬及分析[J]. 金浩哲,易玉微,劉旭,葉浩杰,許健,舒歌平,偶國(guó)富. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[4]固液兩相流離心泵內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)值研究[J]. 夏密,李昳,李鳳琴. 機(jī)電工程. 2015(12)
[5]耐磨陶瓷涂層制備方法的研究進(jìn)展[J]. 魏金棟,張宇,周燕琴,倪紅軍,朱昱. 熱加工工藝. 2015(20)
[6]顆粒直徑對(duì)渣漿泵沖蝕磨損性能的影響[J]. 汪家瓊,葉群,閆科委,馮耀寧,余旭男. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(10)
[7]深海采礦礦漿泵固液兩相流數(shù)值計(jì)算及分析[J]. 徐海良,陳奇,吳波. 計(jì)算機(jī)仿真. 2014(09)
[8]水輪機(jī)葉片表面聚氨酯彈性涂層的抗磨蝕性分析[J]. 張瑞珠,盧偉,嚴(yán)大考,黃榮浩,劉曉東. 表面技術(shù). 2014(01)
[9]海水循環(huán)泵雙相不銹鋼葉輪失效機(jī)理分析[J]. 向先保,沙承卓. 水泵技術(shù). 2012(05)
[10]金屬陶瓷涂層制備技術(shù)及其后處理工藝研究進(jìn)展[J]. 葛文祥,李相波,程旭東,張覃軼. 材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用. 2011(04)
博士論文
[1]渣漿泵固液兩相三維湍流及沖蝕磨損特性研究[D]. 吳波.中南大學(xué) 2010
碩士論文
[1]雙吸渣漿泵設(shè)計(jì)與內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 徐娜.江蘇科技大學(xué) 2016
[2]基于軸類(lèi)部件磨損修復(fù)的冷噴涂涂層制備及性能研究[D]. 王璐璐.集美大學(xué) 2015
[3]脈沖激光加熱輔助車(chē)削氧化鋁陶瓷溫度場(chǎng)仿真和試驗(yàn)研究[D]. 廖先宇.湖南大學(xué) 2013
[4]計(jì)算流體力學(xué)(CFD)技術(shù)用于冷庫(kù)氣流優(yōu)化的研究[D]. 湯毅.上海海洋大學(xué) 2013
[5]表面工程技術(shù)在脫硫裝置漿液循環(huán)泵葉輪中的應(yīng)用研究[D]. 曾昊朗.武漢理工大學(xué) 2011
[6]渣漿泵內(nèi)固液兩相流場(chǎng)的數(shù)值模擬與研究[D]. 惠偉安.蘭州理工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3311132
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