耐磨材料范例6篇

耐磨材料

耐磨材料范文1

关键词: 金属耐磨材料;应用;发展状况

钢铁材料无法发挥正常功效往往表现为以下三种方式:断裂、腐蚀以及磨损,这就导致了大量刚才的消耗。据不完全统计,平均每年,全世界要为此付出近乎10亿吨的钢材。在诸多导致钢铁材料功效无法正常发挥的原因中,有超过一半以上失效原因是有材料受到磨损而引发的。由于技术水平限制,我国耐磨物件在具体的操作中,耐磨性并不能完全达到国际通行标准。例如在水泥行业,尽管在先进技术的推动下,我国耐磨材料的整体消耗平均已经由原来的800~1 000 g/ t下降到480g/ t 水泥上下,有了较大的发展,然而这与发达国家整体水平低于200 g/ t 相比,差异还是十分明显的。随着现代化建设的不断推进,我国冶金、煤炭、农机、建材等部门均对耐磨材料的使用有着越来越大的需求。如何能够有效提高耐磨材料的效率,从小的方面来说,对于有效控制材料消耗以及最大限度的将生产成本降到最低,具有直接的影响。从大的方面来说,这也是构建节约型社会、提高我国整体技术实力的客观需求。

1.应用在实际生产、加工过程中应用到的耐磨材料

通常来讲,我国的耐磨材料基本上可以分为3个阶段,分别为普通白口铸铁,镍硬

铸铁,高铬白口铸铁阶段。在实际应用中,这些差异明显的耐磨材料主要被使用到磨机衬板、破碎机锤头、板锤等部位,主要分为高锰钢系列、合金钢系列以及抗磨白口铸铁系列。

高锰钢系列耐磨材料在早期有着十分重要的运用,归根究底在于该系列耐磨材料有着十分明显的韧性优势。举例说明,在面对非常强大的外部冲击力时,该系列金属耐磨材料就会相应的硬化,这对于保证机械的正常运作有着十分积极地意义。然而此种材料有着十分明显的缺点,就是形变现象较为普遍,此外,抗磨性能不佳也是其一大致命缺陷。但由于在增强器械的屈服强度有着出色的表现,该系列的金属耐磨材料在大型破碎机锤头、板锤、反击板上都有着广泛的应用。

合金钢系列独特的化学构成以及热处理手段使其能够在诸多领域中有着十分出类拔萃的表现。根据适用对象的不同,该系列的金属耐磨材料硬度甚至可以分布在HRC45-65之间,冲击韧性ak范围在10-110j/cm2之间,因此对其性能分析时,要针对相应的部件特点进行分析。总体来说,合金钢系列在具体的使用过程中并不需要大量的金属材料,而且活动相对简单、机械指标好,利用水淬方式获取硬度能够满足不同部件的需求。然而该类型材料最大的缺点便是需要耗费相对高昂的资金投入,难以被厂家接受。

抗磨白口铸铁系列在市场上最常见的类型为高中低铬铸铁、镍硬铸铁、高铬铸钢。概括地说,该类型的耐磨材料,与其他种类相比,拥有着十分明显的抗磨性优势,并且成本相对较低。然而不利的条件是,在韧性上,表现却并不尽如人意。其中高铬铸铁尤其在大型磨机中获得广泛的应用。然而由于该类型耐磨材料的适用范围有限,且整体性能并不是特别高,因此具体使用上还是受到各种限制的。

2.我国耐磨材料的发展状况

就目前形势来看,在实际应用中,针对高锰钢的优缺点,学者研究重点为该种材料在合金化和工艺的应用于改善方面。针对高锰钢基体强度低的劣势,实际应用中,广大企业通过适当的增加合金元素铬、钼使其能够固溶强化,通过增加Ti、V 等碳化物构成的因子,并经过进一步的利用弥散热处理后便可以得到奥氏体基体上广泛存在的有碳化物硬质点的组织结构。这些物质本身具有高耐磨性的同时,在硬度上还可以得到更大的提高,大大的弥补了高锰钢系列耐磨材料的不足之处。除此之外,为了增加加工硬化的效果,业内还会使用奥罗万机制对该种材料进行影响,从而在位错运动的影响下,提高该系列金属耐磨材料的运作效率。

对于抗磨白口铸铁系列金属耐磨材料来说,如何提高韧性,一直是广大研究者进行研究的重点。随着技术的进步以及科研能力的不断提高,改进高铬铸铁的研究取得了很大的进展。为达到改善其韧性的目的,广大企业通常会使用微合金化、除气等方式对其进行处理,热塑性变型以及高温处理、等温处理都是相对常见的方式。针对其抗腐蚀性差的特点,企业通常会选择增加铬的方法或者有意识的增加合金元素含量,从而改善其整体性能不佳的情况。

合金钢系列金属耐磨材料,是在现今条件下最为普遍的使用方式,由于在性价比和总体性能上有着更加优势的特点,合金钢系列已经越来越受到各大企业的青睐,并纷纷将其应用在其他两种材料的制作过程中,为改善他们的整体质量做出了不懈的努力。

3.结语

在我国各项国家建设风生水起的社会大背景下,各行业对于耐磨材料的需求一直是居高不下的,在客观现实的催生下,如何能够更加高质量的提高耐磨材料的总体性能,已经成为该行业的重点关注问题。随着我国对技术能力的日益重视和对科技贡献投入的日益加大,广大奈米企业应当选择质量更好的电渣技术进行精炼,同时加大研究与推广更加高质量的耐磨材料工艺,运用现代计算机手段和加强对材料的质量检测制度,切实为市场上提供更多高质量的金属耐磨材料。

参考资料:

[1] 姜斌. 耐磨材料在抓斗上的应用[A]. 中国的经济建设与21世纪的物料搬运技术—中国机械工程学会物料搬运分会第五届学术年会论文集[C]. 2011.

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[3] 李卫. 我国耐磨材料耐磨铸件的标准化[A]. 21世纪全国耐磨材料大会—第九届全国耐磨材料磨损失效分析与抗磨技术学术会议论文专辑[C]. 2010.

耐磨材料范文2

关键词:耐磨 抹平 磨光 修饰

在大面积整体砼面层施工时,传统的砼施工工艺,易出现裂缝、空鼓、起砂等情况。而耐磨地坪的优势就在于:表面有不低的硬度、密度不小、耐磨性较好,而且可以避免出现灰尘、较难剥离,在实际的应用中是比较经济的一种选择,它的使用范围比较大等。普通砼施工与耐磨料的施工合二为一,增强了地坪的整体性、美观性,缩短了工期,节约了成本。

1 工程概况

平顶山煤业(集团)易成碳化硅制品有限公司,年产15300吨碳化硅微分项目联合厂房,建筑面积16900.23平方米。这个车间的面积不小,整体耐磨细石砼浇筑面积一次完成量不小,可以将其看做是大面积砼面层施工。

2 耐磨地坪施工

2.1 耐磨材料

耐磨材料选择的是地面硬化剂材料,主要包括骨料和胶结物。骨料的形态是砂状的,平均粒径为1.5毫米,大约是总量的3/5;胶结物是处理后的高标号水泥,关于水泥颜色的选择,可以根据工程的实际需要来选择,可以选择水泥本色,也可以选择红、绿、灰等其他的颜色。

硬化剂骨料主要成分是天然矿石。系不生锈的非金属性骨料,硬度要求高于莫氏8度。其它水泥、色料等的重量要求不得高于总重量的1/4。该工程设计地坪表面的耐磨层厚度不小于2mm。

2.2 施工组织

如果是500m2/d,在人员安排上不仅要包括浇倒地面砼常规配备的人员,还需要3个砼整平人员,再加上3个人共同完成耐磨材料运输、耐磨材料撒布、墁光机施工的工作。

2.3 施工准备

2.3.1 用压路机将一层地坪下砂石垫层压实,钢筋施工结束。超过二层,要保持地面清洁,禁止出现浮土。

2.3.2 一层施工时,在准备要进行施工的时候,先进行分格规划,依据纵横轴线,以整跨为分仓分格缝进行模板施工。在施工过程中,我们要注意检测模板标高,这一过程选择的是水准仪,规定合理的检测时间,如果施工中出现了偏差的情况,可通过楔性块进行校正。二层施工时,以1.5m为间距做成灰饼,施工缝用角钢进行遮挡。

2.3.3 砼是商品砼,使用的碎石要求最大粒径在30毫米之内,水灰比和坍落度都要比较小。

2.3.4 砼标号一层为C25号,二层为C20细石砼。

2.4 工艺流程

2.4.1 清理基层。一层要清理好已铺好的砂石层上的垃圾,超过二层的要保持清洁,砼地面上不允许有落地灰存在,可以选择小型清理机械,可以使用凿子来完成墙边柱脚的清理工作,不得有浮土的出现,如果需要的话可以用水进行冲刷。超过二层的话,进行砼施工之前做一层砂浆粘结层,可以有效的将基层与面层结合起来,而且会十分的坚固。

2.4.2 标高控制。借助工程引测的室内50线高度,我们能反算出地坪高度,而且在所有的墙面和柱侧面进行标注,再借助图纸的规划进行找坡放样工作。

2.4.3 砼浇筑。①在准备进行一层砼浇筑时,先要洒水,这样做能让地基不干燥,在准备进行二层砼浇筑时,注意保证合理的砼施工速度,先进行基层处理,商品砼一层采用砼输送泵再通过人工浇筑,二层采用的是提升架再经过人工运料浇筑。②砼做好要一次浇筑到标高,而且要顺着沿模板方向不间断的进行浇筑,防止导致冷缝的出现,有些部位若不符合规定的标高,可以用砼料来补齐,而且要进行振捣,需强调的是,在进行修补时不要选择砂浆。用平板振捣器进行振捣,用特制的钢滚杠多滚压几次,柱、边角等部位用木抹拍浆。砼刮平后水泥浆浮出表面超过3毫米。③结束砼浇筑之后,重复超过2次后再进行耐磨材料施工。

2.4.4 第一次撒布耐磨材料及抹平、磨光。①根据具体的的气候、温度、砼配合比等情况来确定何时撒布耐磨材料。如果撒布的时间比恰当的时间早了,那么耐磨材料可能会沉入混凝土中,这样就达不到要求的效果了;如果撒布的时间太迟了,砼已凝固,就不会再有粘结力,最终不能使耐磨材料与结合在一起,出现相互剥离的情况。②第一次撒布量大约占到总量的66%,施工中要保持拌合物均匀下落,用力要适当,如果出现分离的情况,撒布后再用木抹子抹平。

2.4.5 第二次撒布耐磨材料及抹平、磨光。①第二次撒布时,首先要衡量水平度,选择使用的是靠尺或平直刮杆,如果第一次撒布没有达到要求的平整度,需要采取合理的措施进行调整,第二次撒布方向跟第一次要保持90度角。②第二次撒布量大约占到总量的33%,撒布后要及时将其抹平,磨光,并重复磨光机作业2次以上。

2.4.6 表面修饰及养护

①磨光机作业后,面层抹纹还是不够好,要想去除抹纹,还需要用薄钢抹子对面层进行压光,压光时要注意有序、同方向进行。②耐磨地坪施工5-6小时后,需要做好养护工作,使用的是养护剂,这样做是为了不使其发生开裂。③结束耐磨地坪面层施工后。经过一天一夜的时间才可以拆除一层模,超过二层的地方可以拆去角钢遮挡,但是需要强调的是应注意不要使地坪边缘遭到破坏。④做好事在结束施工的3-4天内进行切割缝,这样做的目的是避免出现不规则的龟裂,切割缝间据根据联合厂房内柱子中心间距定为6m。

2.4.7 切缝填充处理。填充前先用铲刀等小工具做好切缝处的清洁工作。使用预先成型或切割的弹性树脂等材料进行切缝填充处理工作。

3 效益分析

整体性耐磨地坪不再使用之前的那种砼基层与面层分开施工方式,这样就能够有效的避免由于基层与面层没有很好的结合而导致裂缝和空鼓现象,防止再进行事后返工修补。工序不再那么繁琐,减少了施工周期,人工费用也变的更少了,同时保证了工程的质量,效益明显。

4 结束语

经过现场的具体实施,大面积耐磨地面砼施工达到了预期目的,取得了良好的效果。并积累了一系列经验,为今后工厂车间、仓库、停车场、大型购物超市、广场等建筑中大面积耐磨地面施工提供了可靠的经验及技术数据。

施工后效果影像资料

参考文献:

[1]吕芳,张永峰,陶继学.浅谈耐磨地坪的施工方法,《中小企业管理与科技》2009(8).

耐磨材料范文3

【关键词】水泥机械;机械磨损;材料

1.铸造耐磨材料

用于磨机衬板、隔仓板、篦板,破碎机锤头、板锤、反击板、颚板,立磨辊、盘等易损件的耐磨材料仍为铸造类的耐磨材料。

第一代耐磨材料——高锰钢。优点:韧性极好,在强冲击条件下产生加工硬化。缺点:易塑性变形,不耐磨。目前,高锰钢、合金高锰钢及超高锰钢仅限用于大型破碎机锤头、板锤、反击板、篦板、颚式破碎机颚板及圆锥破内外锥等易损件。

第二代耐磨材料——镍硬铸铁。优点:硬度高,耐磨性好。缺点:脆性较大,应用范围小。目前,仅有部分立磨辊采用镍硬铸铁,其它应用很少。

第三代耐磨材料——高铬铸铁和各类合金钢。高铬铸铁优点:硬度高,耐磨性好,韧性比镍硬铸铁大幅度提高。缺点:在高冲击条件下,韧性仍嫌不足。合金钢优点:可通过调整含碳量、加入不同含量的合金元素及相应的热处理工艺,获得宽范围的硬度与韧性相匹配的综合机械性能,应用范围更广。

2.典型易损件耐磨材料的选择

2.1锤式破碎机锤头

(1)磨损机理:当物料与高速旋转的锤头撞击时,物料尖角压入锤面,形成撞击坑,其冲击力全部转为对锤面的压应力,此时锤头属于冲击凿削磨损。当物料以一定角度撞击锤头或锤头与篦板相互搓磨时,冲击力分解为平行锤面的切向应力,对锤头表面进行切削,形成一道道切削沟槽,则为切削冲刷磨损。

(2)影响锤头使用寿命的因素锤头的磨损情况与诸多因素有关,如:物料性质(入机粒度、种类、硬度、水分、温度等)、锤头线速度、篦板篦缝的大小等,会有相当大的差异。合理选材十分重要。

(3)锤头材料的选择大型破碎机、进料粒度>400mm、单重 50-125 kg以上的大锤头,因为受冲击力大,应该使用安全为前提,主要选择高韧性的超高锰合金钢,也可选用合金化高锰钢。中小型破碎机、入料粒度

1)合金高锰钢:在ZGMn13中加入Cr、Mo等合金。

2)超高锰钢:含Mn16%以上,并加入Cr、Mo等合金。

3)表面堆焊:高锰钢锤头工作面堆焊TM55(Mn系)、ZD3(Cr系)等,表面堆焊层硬度HRC56-62。

4)双金属铸造:Magotteaux公司头部高铬铸铁+柄部铬钼合金钢(头部:3.4%C,16%Cr,HRC≥61。柄部:0.2%C,1.9%Cr)。

5)合金高锰钢头部镶铸硬质合金块。

2.2立磨辊

(1)中小型磨辊:高铬铸铁整体铸造,HRC62-64。镍硬铸铁Ⅳ整体铸造,HRC58-64。

(2)大型磨辊:上述两种材质分块铸造。

(3)表面堆焊:碳钢堆焊新辊和旧辊修复。

(4)双金属复合磨辊——DUOCAST(塑性铸铁+高铬铸铁镶嵌块)。Magotteaux公司在塑性铸铁(HB320)上,以机械方式镶嵌燕尾槽的高铬铸铁块(FMU18,Cr≥16%,HRC ≥64)。其优点:①同样材质的高铬铸铁镶嵌块比整体铸造的磨辊硬度高,耐磨性更好。②塑性铸铁对立磨运行中产生的各种应力的扩散有非常好的阻碍作用。即使金属异物使镶嵌块产生裂纹,也难以向内部扩展。设备运行更可靠。③耐磨寿命比NihardⅣ提高50%以上。④镶嵌块之间的塑性铸铁磨损快,形成小凹槽,增加了对物料的咬合力,可提高粉磨效率。

3.降低水泥生产成本及保证措施

众所周知,提高水泥中的混合材掺量,可大幅度降低水泥的成本,根据目前本公司实际情况,为了降低水泥生产成本,特制定保证措施如下:

3.1提高熟料强度,增加水泥混合材掺量

采取优化生料配料方案,稳定生料成分,加强窑的煅烧等措施,提高熟料强度,从而达到提高水泥中混合材掺量的目的。

3.2改善水泥颗粒分布,提高水泥混合材掺量

优化磨机球锻级配,改善出磨水泥的颗粒分布,以达到提高水泥强度或增加混合材掺量的目的。

3.3降低出磨水泥细度,提高水泥强度,提高水泥混合材掺量

目前本厂出磨水泥细度控制偏粗(三个品种),依据各强度的检测数据,水泥细度可降低0.5~1.0%,从而提高水泥强度,提高水泥混合材掺量。

3.4建议添加外加剂,提高水泥混合材掺量

水泥中混合材掺量高,水泥后期强度不低,主要是早期强度下降,从而限制了混合材掺量的提高,采用早强剂,提高了水泥的早期强度,即可提高水泥的混合材掺量。

3.5建议增加助磨剂,提高粉磨效果,以达到提高水泥强度或增加混合材掺量的目的。

3.6加强化验室生产质量控制,根据实际生产质量情况,及时调整配料方案。

3.7加强化验室人员的操作技能,具体措施如下:

(1)定期对操作人员进行岗位培训学习。

(2)严格按照国家标准规定要求,与省质检部门进行对比试验。

(3)制定抽查对比制度,加强对各岗位人员的抽查对比工作。

(4)不定期举办对操作人员的岗位技能比武,奖励并表彰优秀员工。

(5)多统计、多总结生产数据,从中找出规律。根据本地实际情况,及时调整水泥质量控制指标,优化水泥配料方案,多做小磨实验,积极需找代用材料,优化水泥性能,降低生产成本。

4.结束语

我国的耐磨钢铁件(耐磨材料)产业近20年来飞速发展,有目共睹,成绩斐然,相关的行业组织已就技术和产业的发展组织召开了10届全国耐磨材料大会,总结了许多成功的经验。但在整个行业即将再上一个台阶的历史转折点上,我们的企业须有清醒的认识,在管理上真正实施IS09000,并足够重视产品和技术开发以及引进技术的消化吸收,加强员工队伍的培训,提高生产和检测装备仪器的水平,我们相信不久的将来我国将由耐磨材料大国成为耐磨材料强国。

【参考文献】

[1]魏建军,潘健,黄智泉,许健,王欣,张永生.耐磨堆焊材料在我国水泥工业中的应用[J].中国表面工程,2006(03).

[2]杨庆祥,吴浩泉,张明,郭景海.60CrMnMo钢中稀土夹杂物生成的热力学分析[J].燕山大学学报,1994(03).

[3]王清宝,王智慧,李世敏.Fe-Cr-C系高碳耐磨堆焊合金组织及性能[J].焊接学报,2004(06).

耐磨材料范文4

关键词:氮化硅结合碳化硅;耐磨材料;矿山机械;应用

对于矿山机械而言,其在实际工作中往往会因强烈磨损、物料腐蚀与摩擦等而失去效用,这样会因部件频繁检修与更换而过多停工,影响矿山作业的连续性,导致物力和人力的浪费。为了提高矿山机械设备的使用年限,需要大力开发新型的耐磨材料,如氮化硅结合碳化硅耐磨材料,保证材料的硬度和强度,促进矿山作业的顺利实施。

一、氮化硅结合碳化硅耐磨材料概述

对于氮化硅结合碳化硅耐磨材料而言,其特性主要表现在以下几方面:一是良好的抗热震性和高温抗蠕变性。碳化硅具有良好的导热性能,而氮化硅则具有较低的热膨胀率,将两者进行有效结合形成氮化硅结合碳化硅材料,则该材料则具有良好的抗热震性能。如果在冷热循环使用时,尺寸大小基本保持不变,温度由1300℃冷却为20℃时,需要进行数百次的加热循环,但是这不会对材料产生破坏,有效缩短烧成周期。此外,在氮化硅结合碳化硅耐磨材料的制造过程中,其尺寸变化都低于1%,并且由于玻璃相的缺乏,材料在高温状况下基本不会出现变形情况,因此废品和制品变形等情况也不会发生。二是良好的抗氧化性、耐磨损性和耐腐蚀性。相较于碳化硼、立方氮化硼和金刚石等物质而言,碳化硅和氮化硅的显微硬度相对较小,并且氮化硅具有较小的摩擦系数和良好的自性。因此氮化硅结合碳化硅的复合材料具有良好的化学性能,其能够承受大部分碱液腐蚀和无机酸腐蚀,具备良好的抗氧化性能,能够有效抵抗熔融铝和铝合金熔液的润湿以及有色金属的侵蚀,高温点的绝缘性能良好。三是较强的抗折强度。相较于粘土碳化硅制品而言,氮化硅结合碳化硅耐磨材料的抗折强度更强,其室温抗折强度达到粘土碳化硅制品的2倍。如果不包括无定形相,室温保持在1200℃~1400℃的范围内,该耐磨材料的强度会进一步增加,达到粘土碳化硅制品的9倍。

二、氮化硅结合碳化硅耐磨材料在矿山机械中的应用及前景

(一)具体应用

氮化硅结合碳化硅耐磨材料在矿山机械中的应用,其具体可从几下方面进行分析:首先是重介质旋流器和水力旋流器方面。一般在利用重介质旋流器分选原煤时,其环境相对复杂化,所处的密度场和速度具有一定的复杂性,因此其内部磨损形式也相对较为复杂,并且冲蚀磨损具有多样化的类型,如表面疲劳磨损、腐蚀磨损、微切削磨损和撞击磨损等。此外,硬度、颗粒形状、原煤粒度大小和受入料的压力等因素也会影响旋流器内部的磨损。此外,氮化硅结合碳化硅陶瓷在水力旋流器的应用,其主要是用于弯头、耐磨板、喷嘴、内衬和沉砂口等部位。国外企业在对碳化硅复合材料加以生产后,将其用于较小冲击和其他应力的水力旋流器沉砂口的制作中,从而减小材料的磨损速度,降低机械的维修费用,延长机械的使用寿命。

其次是砂浆泵方面。砂浆泵多用于矿山作业中的腐蚀性、高浓度与强磨损的渣浆中,如煤泥、灰渣、精矿砂、输送尾、清淤和采矿等工作,这些工作对材料的耐腐蚀性能和耐磨性能具有较高的要求。目前我国大多数渣浆泵耐磨零部件材质,其都是选用高铬铸铁,其使用寿命仅仅只达1~2个月,为了提高高铬铸铁的使用期限,不断创新与升级泵用材料,使其经历了铸铁―特种金属合金―橡胶制品――工程塑料―陶瓷等过程。一般而言,利用改性聚氨酯弹性体能够延长砂泵的使用期限3~10倍,而利用氮化硅结合碳化硅的复合材料,则至少可提高其使用期限的10倍。目前我国已经开始利用氮化硅结合碳化硅陶瓷材料来制作叶轮,但是砂浆泵的利用则较少。

(二)应用前景

由于氮化硅结合碳化硅材料具有良好的耐磨性和耐热性,其被广泛应用在磨料磨具和耐火材料等行业,但是在矿山机械方面的应用相对较少,需要转变观念,积极尝试。目前氮化硅结合碳化硅陶瓷在应用过程中,应有效提高其与其他部件的连接、冲击韧性和结合的均匀性,并科学利用碳化硅晶须―氮化硅来改善其韧性。稀土和氧化物活化剂应用于氮化硅和碳化硅,能够改善常温耐压与抗折的强度,促进烧结时间的缩短。此外,氮化硅结合碳化硅材料的应用可从生产成本的降低、喷涂工艺、粘结与成型技术等方面考虑,促进其在矿山机械中适用范围和灵活性的提高。

结束语

综上所述,氮化硅结合碳化硅耐磨材料具有良好的抗热震性、高温抗蠕变性、氧化性、耐磨损性、耐腐蚀性和抗折强度,将其应用在矿山机械中,能够有效提高机械的作业率与性能,优化矿产资源配置。在今后的发展过程中,我国需要进一步提高机械制造工艺,大力研发高性能和高效率的机械,不断更新机械材质,从而实现矿产资源的高效利用。

参考文献:

[1]赵军伟,常永强,聂飞,林峰.氮化硅结合碳化硅耐磨材料在矿山机械的应用[J].中国矿业,2014,04:118-120.

耐磨材料范文5

【中图分类号】R783 【文献标识码】A 【文章编号】1672-3783(2011)09-0266-01 【摘要】目的 本文将通过分析和比较不同类型口腔修复材料的摩擦机制及其影响因素,评价不同口腔修复材料的摩擦性能,为探索高摩擦性能的口腔修复材料提供依据。方法 检索万方数据库和维普中文期刊数据库有关口腔修复材料摩擦性能及其影响因素等方面的文献,中文检索词为“口腔修复材料, 耐磨性,影响因素”结果与结论 牙科材料耐磨损性能受诸多因素的影响,任何一种因素的改变都可导致材料耐磨损性能的变化。了解不同口腔修复材料?的摩擦磨损性能,能帮助医生按照患者的具体情况选择与之相匹配的修复材料。 口腔修复体长期在口内行使功能,其潜在的磨损相当大,直接影响修复效果,因此耐磨性是选择牙科修复材料的关键因素。理想的口腔修复材料应具备与天然牙近似但又略低于天然牙的摩擦学性能[1]。 1 资料和方法 1.1 纳入、排除标准:纳入标准:牙科材料磨损的机制研究的相关文献;齿科修复材料耐磨性及硬度与天然牙齿的比较相关文献;牙科材料耐磨损性能影响因素的相关文献。 1.2 资料提取方法:笔者通过检索检索万方数据库和维普中文期刊数据库有关口腔修复材料摩擦性能及其影响因素等方面的文献,中文检索词为“口腔修复材料, 耐磨性,影响因素”。检索并分析筛选部分文献进行归纳和总结。 2 结果 由于口内咀嚼过程的复杂性及牙科材料的多样性,牙科材料的耐磨损性能受多种因素的影响,主要可从动力、环境和材料因素等方面来考虑,其中动力因素分咬合力、咬合力的作用面积、接触时间等,环境因素又包括磨损介质、温度等。同时 ,材料因素包括材料的物理性质、微观结构等。有关口腔修复材料磨耗性能的研究主要集中在金属材料和陶瓷材料和复合树脂材料。 1 陶瓷材料的摩擦学性能:多数学者认为,陶瓷材料的物理性质、微观结构、化学及表面特征等因素都会影响其磨耗性能,其中最主要的是材料的微观结构。有学者研究3种不同粗糙度的玻璃渗透型氧化铝陶瓷材料对牙体的磨损情况,发现牙釉质的磨损量随着陶瓷材料表面粗糙度的增加而增大。刘晶莹等[2]发现,纳米陶瓷材料对天然牙齿的磨耗小于义获嘉陶瓷和松风陶瓷。 2 金属材料的摩擦学性能:许多学者对金合金与各种陶瓷材料对釉质磨耗性能的研究发现,金合金对釉质的磨耗明显小于非贵金属材料,也小于各种类型的陶瓷材料.且其抗磨耗性能优于陶瓷材料,即金合金既抗磨耗又对天然牙造成的磨耗最小。有研究结果显示[3],铸造金合金的摩擦学性能优于陶瓷材料,对对殆牙造成的磨损也最小。材料与天然牙进行摩擦运动的接触时间是影响耐磨损性能的另一重要因素。接触时间越长,磨损量越大,但不同材料磨损量的变化和时间的关系各不相同。以金合金为对照研究钛合金的摩擦学性能时,发现金合金的耐磨性优于钛合金。 3 复合树脂的摩擦学性能:同陶瓷材料和金属材料相比,复合树脂的耐磨性能较差。影响复合树脂耐磨的因素包括:树脂基质本身及其聚合转化率,填料的含量,颗粒大小,种类及组成,基质与填料之间的结合等等。有研究发现,复合树脂的耐磨性随着填料含量的增加而增但填料含量增加到一定量时,耐磨性能反而下降,因此使用增加填料含量来提高耐磨性有量的限度[4]。 3 讨论 王立凯等[5]实验结果显示,牙釉质的耐磨性显著高于复合树脂,有学者应用二体磨损机测量口腔修复材料的磨损量,以牙釉质作为对照,结果显示了牙釉质的磨损量最低。因此,理想的修复体应当有与牙釉质相似的磨损特点,并有好的抗磨损性。 复合树脂的耐磨性能同陶瓷材料和金属材料相比较差,口腔树脂材料的摩擦学性能复合树脂材料自身耐磨性较差,对天然牙的磨损较小,对复合树脂材料的研究主要集中在提高其自身耐磨性上,使用增加填料含量能提高其耐磨性,但填料含量增加到一定量时,耐磨性能反而下降。口腔陶瓷材料以其逼真的色泽及透明度、较强的致密度和耐磨性及良好的生物相容性等优点,成为最主要的修复材料之一。但陶瓷材料对对拾天然牙的过度磨耗是一大缺点。姚月玲等[6]的体外磨耗实验发现滑石瓷的体积损失量与天然牙釉质最为接近。金合金对牙釉质的磨耗明显小于非贵金属材料,也小于各种类型的陶瓷材料,且其抗磨耗性能优于陶瓷材料,即金合金既抗磨耗又对天然牙齿造成的磨耗最小。但金合金的价格较高,其应用受到一定的限制。近年来,许多低贵金属合金被开发并用于临床作为金合金的替代合金,如金钯合金和银钯合金,这些合金中金的质量分数降低。 参考文献 [1] 高秀芳,张连云,等.牙科材料磨损的机制及其评价方法.国际口腔医学杂志,2008,35(1) [2] 刘晶莹,郭长军,等. 四种陶瓷材料与牙釉质磨耗性能的研究[J]. 武警医学院学报, 2009,18(7) [3] 陈霜,李国强.齿科修复材料耐磨性及硬度与天然牙齿的比较[J].中国组织工程研究与临床康复,2011,15(3) [4] 王琪,陈新民.生物摩擦学在口腔修复中的应用.临床口腔医学杂志2006,22(4) [5] 王立凯, 石连水, 等. 3种新型复合树脂材料耐磨性及硬度的体外研究[J]. 华西口腔医学杂志,2008, 26(1) [6] 姚月玲,马军萍,等.不同牙用非贵金属材料与牙釉质间磨耗性能的测试研究[J] .中国美容医学,2002,11(2) 作者单位:404120 重庆三峡医药高等专科学校

耐磨材料范文6

【关键词】催化裂化装置 不定形耐火材料 衬里混凝土 发展 标准

催化裂化装置(CCU)是石油化工行业中重要的二次加工装置。催化裂化装置反应再生系统设备区别于一般石油化工设备之处,在于该类设备内部均有隔热耐磨衬里。反应再生系统设备包括提升管反应器、反应(沉降)器、再生器、烧焦罐、外取热器、外旋风分离器、三级旋风分离器、四级旋风分离器、孔板降压器、蒸汽过滤器、辅助燃烧室等带衬里的设备及与其相连接的管道。衬里工程质量是直接影响催化裂化装置实现长周期(三年一修)运行中的五大问题之一,其重要性是显著的。

为了进一步提高衬里工程的技术水平,有必要研究多年来我国石油化工行业催化裂化装置用不定形耐火材料的发展及标准的变化,并对今后衬里的发展趋势作一个预测。

1 催化裂化装置工艺流程

催化裂化装置基本工艺流程为:原料油经过预热进入反-再系统,与高温催化剂在提升管内在470~530℃和0.1~0.3MPa条件下发生裂化反应,生成轻质原油气。这些含有催化剂的油气进入沉降器内的旋风分离器进行分离。油气进入分馏系统,分离出的催化剂进入再生器,在高温下(670~800℃)进行烧焦再生。再生后的催化剂再进入提升管反应器参与反应,循环使用。由于催化剂的再生反应热量大于原料油裂化反应的吸热量,为维持两器热量平衡,一般设置取热器。同时为充分利用多余热量,建立能量回收系统。再生烟气高温取热炉工艺操作温度达到1300℃左右。

随着催化裂化工艺的普遍采用。两器(反应器、再生器)操作温度不断提高,催化剂的硬度越来越大,对衬里用不定形耐火材料提出了更高的要求。

2 我国石油化工行业催化裂化装置用不定形耐火材料的发展及标准的变化

我国从1965年5月在抚顺石油二厂建设第一套流化催化裂化装置(FCCU)以来,很长一段时期内衬里材料一直按照炼化建703-77的规定生产。衬里材料指标见表1。工程中衬里材料使用散装衬里原料。在现场根据原料情况进行配比、调整、配制。原材料的松散容重、含水率经常有波动,现场不具备良好的试验条件,衬里材料的配比很难保持一致。同时耐磨层衬里采用磷酸铝做结合剂,需要现场熬制并调料,质量难以保证。由于衬里材料中没有加入外加剂,强度很低,施工性能比较差。

80年代中后期出现了工厂化生产衬里材料的厂家,在一定程度上解决了现场配料、粉尘污染严重、配比不准确的问题。但这些厂大都规模小,技术装备落后,技术力量薄弱,工艺技术陈旧,因此产品质量的稳定性和配比的精确性均难以保证。但是,由于种种其他原因,这些产品当时还占据着相当的市场份额。

随着钢纤维增强单层无龟甲网衬里技术的推广应用,高强度的隔热耐磨单层衬里材料快速发展。钢纤维增强单层无龟甲网衬里结构简单、稳定性好、施工简便快捷、工程造价低以及维修工作量小、维修方便等优点,国内新建装置的衬里全部或绝大多数采用无龟甲网衬里。

我公司1995年在镇海炼化80万吨/年重油催化裂化装置的衬里施工中,应用了多种新型隔热耐磨衬里组合料,归纳起来可分为五大类:第一类为高耐磨材料,主要用于旋风分离器及类似工况的设备,如GDS-IA、TA-218等;第二类为耐磨材料,主要用于双层衬里耐磨层,如GDS-4、BPDI-D、TA-217等;第三类为隔热耐磨材料,主要用于催化裂化装置两器壳体及管道单层衬里或隔热层,如Z-BPDI-Bm、QA-212等;第四类为隔热材料,主要用干催化裂化装置两器壳体及管道隔热层,如ZC-2.ZC-3等;第五类为高热阻制品,主要用于一般磨损要求的双层衬里的隔热层,如HL-5等。衬里材料的分类是按性能指标划分的。由于各种材料配方不同,施工要求也不尽相同。

90年代末期,许多炼厂相继出现了由于器壁温度过低造成的再生器露点腐蚀现象。这样一来促进了高强度、高导热、低线变形单层衬里材料的开发使用。

《隔热耐磨混凝土衬里技术规范》SH3531-1999充分体现了当时的衬里技术的最新进展。衬里材料性能见表2。

在《隔热耐磨衬里技术规范》SH 3531-2003(代替SH3531-1999)中新增了钢纤维化学成分和物理性能的要求,具体见SH 3531-2003表4以及衬里料Fe2O3和AL2O3含量、耐磨性的要求,见下表3。衬里混凝土其余指标变化不大,在《隔热耐磨衬里技术规范》SH 3531-2003所列的材料中,除AA类材料采用磷酸盐作结合剂外,其他材料均采用铝酸盐水泥作结合剂。混凝土性能指标见《隔热耐磨衬里技术规范》SH 3531-2003表5。

新要求,相继开发了新型衬里材料。这类新型材料主要有两类:第一类具有低残余线收缩、低热膨胀率、低气孔率和低油气渗透率、低吸水率、高强度和高热震稳定性,尤其是低气孔率和低油气渗透率、对用于沉降器的衬里来说尤为重要。第二类是具有施工简便化的特征,主要是指满足催化裂化装置衬里施工所需要的自流浇注料。与传统浇注料相比,自流浇注料无需振动施工即可达到摊平、脱气和密实化,与振动浇注料相比,气孔少且孔径小。可减少施工现场的噪音污染,减轻工人的劳动强度,高空作业时,可进行泵送施工,省工省力,非常方便地用于修筑和修补形状复杂部位处的衬里、薄壁衬里和锚固件布置较密处的衬里。在狭小的施工场所或难以施加振动的部位更加具有优越性。

在GB 50474-2008《隔热耐磨衬里技术规范》中结合催化裂化装置的工艺要求,对其性能做了调整,具体见GB 50474-2008表4.5.1衬里混凝土类别、级别、性能指标。表4.5.1给出了对催化裂化装置反应再生系统设备所用衬里混凝土性能的最低要求,因为是最低要求故该表中与《隔热耐磨衬里技术规范》SH 3531-2003中表5衬里混凝土性能指标数值相比较,除了高耐磨类别中三氧化二铝含量为≥85及隔热类别中级别分别为D1、D2级的材料去掉了815℃的各项指标值外,其余基本相同。隔热、耐磨混凝土体积密度减小,耐压强度提高。这体现了衬里材料向轻质高强低收缩的方向发展,调整性能的主导思想是增加隔热性、耐磨性,并防止隔热混凝土被掏空的现象发生。

我公司2012年在施工总承包的上海石化股份有限公司炼油改造工程350万吨/年重油催化裂化装置反再系统衬里工程中衬里材料有:隔热衬里D02、隔热耐磨衬里C02、耐磨衬里B01:这三种衬里材料主要用于沉降器、第一、二再生器和第三级旋风分离器;高耐磨衬里AA:主要用于:第一、二再生器和第三级旋风分离器等。

隔热耐磨单层(C级)衬里材料目前只是个别装置采用,主要用于当介质为油气或设备直径较小,反应器、提升管、斜管、烟道等设备。大部分装置普遍采用隔热耐磨双层衬里。

近年来不定形衬里材料技术发展较快,由于外加剂、超微粉的使用,衬里材料的物理力学性能大大提高。施工方法和工艺也有新的要求。不同品种的不定形衬里材料有不同配方,即使同一产品不同生产厂在配方上也有差异。

近年随着操作温度的提高和催化剂改进,尤其是刚玉质催化剂对衬里的强力冲刷,加速了衬里的磨损,直接影响到催化裂化装置的正常运行。,国内衬里厂家研制开发了高耐磨衬里修补料HN-1。这种修补料能和原有基材胶结成牢固的复合体,形成耐高温、耐磨的坚固壳体。尤其适合在装置停工检修时对于衬里局部磨损的情况下使用。

3 发展研究

3.1 存在问题

近几十年来,由于种种原因,由衬里原因引起的设备故障和装置停工越来越多。2011年就有两套催化裂化装置出现严重衬里质量问题,导致关键设备的衬里被迫全部拆除后重新施工。3.2 发展研究3.2.1?改进衬里结构

根据目前的国情和现状,逐渐减少龟甲网隔热耐磨双层衬里结构,合理扩大隔热耐磨单层衬里结构形式的范围。

3.2.2?改进衬里施工技术

随着人们追求高效、高质量、省力和HSE环境等要求。喷涂法、外部振捣器支撑振捣法等自动化程度更高的施工形式将逐步使用,衬里施工技术将逐步向机械化、自动化方向发展。

3.2.3?推广应用耐火材料新技术

热态下的自流浇注料和压入料等材料将应用于催化裂化装置衬里工程中,这种材料适用于满足紧急抢修工程需要。新型添加剂、结合剂的应用,显著提高了耐火材料产品的质量、高温使用性能及使用寿命。

3.2.4?耐火材料高温使用在线检测

在高温使用时以提高安全性为目标,对耐火材料进行在线检测,实现安全化智能化使用,防止漏穿或过早更换。

3.2.5?耐火材料工业自身发展的重点

发展高效节能耐火材料;发展耐火材料综合优化配置技术;发展环保生态绿色耐火材料;实施用后耐火材料再利用;开展新型不定形耐火材料功能添加剂的开发研究,特别是环保型结合剂的研究开发。研究和开发隔热效果更好、强度耐磨性更高的先进单层衬里材料也是一项重要任务。

3.2.6?进一步提高国家标准

国内A级衬里材料在施工性、加水量敏感性等方面跟国外相比存在一定的差距。仅停留于满足国家标准的最低要求和工程项目中存在追求低价中标的现实,很显然对确保产品质量和鼓励使用优质材料不利。因此进一步提高国家标准的要求值,激励科研单位和供货厂商开发研制高水平的衬里材料,让用户有使用优质衬里材料的积极性,这些措施对于提高我国衬里水平、确保衬里设备的质量很有必要。

4 结束语

我国催化裂化装置用衬里材料技术发展飞块,只有根据催化裂化装置生产特点,积极采用不定形耐火材料领域的先进技术、产、学、研三结合,以自主创新为核心的科技发展将成为中国耐火材料工业发展的主要推动力。致力于提高产品质量,促进节能减排,促进科技发展。才能创造出优质的衬里材料。

参考文献

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