复合材料百科：复合材料冷焊技术在污水泵上的应用

复合材料冷焊技术在污水泵上的应用

摘要针对国内污水处理企业污水泵等设备长期出现腐蚀磨损情况本文介绍了复合材料冷焊技术在污水泵上的修复应用并结合现场实际需求阐述了复合材料冷焊技术的工艺特点

关键词复合材料冷焊技术污水泵耐磨防腐修复泵效节能

中图分类号TB37 文献标识码B 文章编号

根据住房和城乡建设部发布的根据住房和城乡建设部发布的2014年一季度城镇污水处理设施建设运行情况公报全国设市城市县累计建成污水处理厂3622座污水处理能力约1.53亿立方米/日污水处理规模的不断扩大也伴随着设备维修管理水平的不断提升国内外各类设备维修新技术不断涌现本文着重介绍了复合材料冷焊技术为污水泵提供防腐耐磨节能降耗解决方案

污水泵是污水处理工程中必不可少的设备之一其作用是将相对高程较低的污水提升至后续相对高程较高的处理单元为污水处理的顺利进行提供足够的动力[1]通常用于污水处理的污水泵可分为两种一种为用于污水提升的离心式潜污泵[2]潜污泵可直接安装于污水中电机和泵体连为一体叶轮有闭式半闭式开式主件材质可分为铸铁铸钢不锈钢叶轮形式和主件材质视污水成分情况而定另一种为用于污泥回流的轴流泵[3]轴流泵是一种流量大杨程低的高比转速水泵主要用于为二沉池污泥的回流提供动力

1污水泵腐蚀磨损机理分析

在污水处理厂运行过程中污水泵的腐蚀磨损一直是困扰设备管理人员的棘手问题集中体现在叶轮和泵壳内部等过流部件的腐蚀磨损（如图123）污水泵的腐蚀磨损机理错综复杂主要如下表1分析所示

表1 污水泵腐蚀磨损风险分析表

图1潜污泵叶轮腐蚀磨损形貌图2轴流泵导流体腐蚀磨损形貌图3轴流泵叶轮腐蚀磨损形貌

2复合材料冷焊技术

复合材料冷焊修补技术是通过高分子复合材料对已经出现腐蚀磨损的设备进行补强修复的技术（图456）亦可对未投入使用的新件做预防腐耐磨保护该种材料是以碳化硅为主体材料通过高分子树脂聚合而成具有优异的防腐耐磨性能

图4潜污泵叶轮防腐耐磨修复图5轴流泵导流体防腐耐磨修复图6污水泵泵壳防腐耐磨修复

3复合材料冷焊技术工艺特点

3.1与基材优异的粘结力和耐化学侵蚀能力

复合材料中高分子与修复基材间形成的范德华力和氢键构成优异的粘结力当金属被氧化而产生削离力使它的膨胀值为150kg/cm2而传统工业涂料的粘结强度只有16-65kg/cm2极容易产生膜下腐蚀先进的复合材料修复技术可产生280-600kg/cm2的粘结强度并具有优异的耐化学侵蚀能力

3.2抗磨损性能

以碳化硅颗粒为主体材料的复合材料具有优异的抗磨损性能通过抗磨损测试发现该种复合材料相对于Cr30A49烧结陶瓷等传统耐磨材料有着更为优良的抗磨性能（如图7）

图7复合材料抗磨损测试形貌图

3.3提高污水泵泵效

基件修复完成后可形成光滑的界面减少由坑蚀穿孔造成的介质能量损失能有效提高水泵泵效[4]如下表2所示某厂污水泵使用复合材料冷焊技术前后水泵流量压力电流等平均值均发生明显变化[5]使用后提高泵效2%以上（计算过程省略）年节省电33689KW.h污水泵运行已两年工况良好解体检查复合材料附着较好无剥落现象

表2 污水泵复合材料冷焊技术使用前后数据对比表

3.4冷修补技术

复合材料修复是一种冷焊修补技术无需动火即可实现对现场设备的修复工作避免因热焊对工件基材及焊接部位产生残余应力

4复合材料冷焊技术修复工艺步骤

4.1表面处理

待修复工件首先须进行喷砂处理喷砂后除锈等级须达到Sa2.5同时达到一定的粗糙度便于修复材料与基材的铆接与粘结后进行清洗干燥使基材表面无污无油无水方可进行下一步工作

4.2表面修复

首先使用复合底涂材料将工件待修复表面刷覆一层要求少而薄5小时完全固化后利用修补剂对工件表面的穿孔气蚀点深沟修补起来恢复原件形状经过8小时的完全固化在对修复表面刮涂一层2mm的耐磨涂层8小时完全固化后再交替刷涂2遍复合面涂材料后经过24小时固化时间即可完成修复工作

4.3动平衡测试

对于转动工件修复完成后必须按照标准G6.3进行动平衡测试直至测试结果符合要求

5结论

复合材料冷焊技术在污水处理企业污水泵上的成功应用改变了企业以往损坏即报废的设备维修模式为企业提供了一种新型的污水泵修复方式

（1）可快速修复设备缺陷恢复及提高设备性能减少了设备缺陷造成的损失

（2）具有优异的耐磨防腐性能有效提高污水泵抵抗气蚀磨损的能力大幅延长设备检修周期提高设备使用寿命

（3）光滑的修复界面可减少运输介质的能量损失有效提高污水泵泵效为企业节能降耗

（4）施工简单对施工环境要求不高可操作性强施工工期短