泥泵疏浚工況模擬分析及其再制造材料性能研究.pdf

1、泥漿泵是挖泥船發(fā)揮疏浚功能的主要設(shè)備之一，其作用是將水下的泥沙碎石等吸入，再通過(guò)排泥管排放到指定地點(diǎn)。由于工作條件十分惡劣，泵殼、葉輪和襯板等過(guò)流部件受到砂石劇烈的磨損和沖擊，導(dǎo)致泥漿泵的壽命較短，經(jīng)常需要更換和維修，不僅造成挖泥船疏浚效率下降、產(chǎn)值損失嚴(yán)重，而且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。
　　 再制造工程可使廢舊泥泵中蘊(yùn)含的價(jià)值得到最大限度的開(kāi)發(fā)和利用，減少能源消耗和大量的失效報(bào)廢部件對(duì)環(huán)境的危害，是節(jié)約資源的重要手段。著眼于可持續(xù)發(fā)展

2、，再制造泥泵過(guò)流部件的耐磨性、強(qiáng)韌性成為疏浚工程中亟待解決的兩大問(wèn)題。本文從再制造泥泵疏浚工況分析和內(nèi)襯高鉻鑄鐵材料的使用性能研究?jī)煞矫骈_(kāi)展研究。
　　 首先使用FLUENT軟件進(jìn)行泥泵的二維固液兩相流模擬計(jì)算，采用歐拉多相流模型，計(jì)算分析了不同泥沙粒徑和濃度下泥泵內(nèi)的泥沙顆粒分布圖、汽蝕現(xiàn)象和泵揚(yáng)程的變化規(guī)律。結(jié)果表明:泥泵工作時(shí)為非均勻磨損，泥沙主要集中分布在葉片的非工作面和泵殼圓周方向。泥泵汽蝕發(fā)生在葉輪背面入口處和隔舌附

3、近，泥沙濃度越低，其產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象也越多，對(duì)泥泵運(yùn)行性能影響也越大。泥沙的粒徑和體積濃度增加都會(huì)使泥泵的揚(yáng)程下降。所以，泥泵應(yīng)盡量避免輸送高濃度的泥沙。利用數(shù)值模擬方法能真實(shí)反映泥泵內(nèi)部的復(fù)雜流動(dòng)，為泥漿泵泵殼的再制造設(shè)計(jì)、改進(jìn)提供了理論依據(jù)。
　　 再以再制造1750m3/h泥漿泵泵殼內(nèi)襯Cr26高鉻鑄鐵材料為研究對(duì)象，結(jié)合泥漿泵泵殼的實(shí)際工作條件、失效形式和使用技術(shù)要求，通過(guò)對(duì)Cr26高鉻鑄鐵材料進(jìn)行不同工藝的熱處理，研究熱處

4、理后材料的微觀(guān)組織及相結(jié)構(gòu)特征;分析探討不同熱處理工藝條件（鑄態(tài)，淬火+回火）下高鉻鑄鐵材料的耐磨性、抗彎強(qiáng)度、變形及其相互關(guān)系;分析探討高鉻鑄鐵材料沖擊斷口和彎曲斷口形貌與韌塑性相互關(guān)系，為耐磨性與沖擊韌度的合理匹配制定較優(yōu)的熱處理工藝方案，從而為最大限度的發(fā)揮材料的性能、延長(zhǎng)其使用壽命提供理論指導(dǎo)和技術(shù)依據(jù)。研究結(jié)果表明:三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)方法不失為一種評(píng)價(jià)脆性和低塑性材料韌性的有效方法;奧氏體基體高鉻鑄鐵與馬氏體高鉻鑄鐵相比，前者具有較