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水力旋流器結構材料的設計

[2018/7/26]

   眾所周知,水力旋流器是一個易損件,選擇、試驗新材料以提高其工作壽命,向來是旋流器科研、生產的一大課題。

  從磨損機理看,水力旋流器的旋流筒內壁受高壓研磨性介質的磨損和衝擊磨損。一般來說,泥漿中泥砂顆粒愈大、愈銳利、愈粗、愈多,則磨損愈大。例如用灰口鑄鐵製成的水力旋流器,在粒度為1至2毫米粒子作用下7至10天就報廢了。壓力高磨損也大,例如直徑100毫米的鋼質旋流器,在1.7至2公斤/厘米²壓力下工作,壽命為7一10晝夜;直徑915毫米鋼質旋流器,在0.5公斤/厘米²左右的壓力下工作,壽命達兩年以上。

  從泥漿性質看,現在常用低堿性泥漿,但也用pH值為12一14的強堿性泥漿、油基泥漿和弱酸性泥漿。由於海洋鑽井的發展,許多鑽井船用海水配製泥漿。從工作環境看,無論陸上還是海上,環境都是很惡劣的。

  綜上所述,主要應提高水力旋流器材料的耐高壓研磨性介質的磨損性和耐衝擊疲勞性能,同時要提高耐堿性,還要注意適應惡劣的氣候環境。 由於旋流器各部所處工作條件不同,其磨損程度也不同。排砂嘴及附近、進液管及初切麵磨損最大,尤以排砂嘴為甚,溢流管和錐筒磨損較小。為了提高水力旋流器這些部位的耐磨性,除選擇耐磨材料外,適當增加厚度是必要的。

  由於排砂嘴在大負荷下是完全磨損,壽命很短。所以企圖完全依靠材料的耐磨性來提高壽命的途徑是不明智的,而選擇有洲定耐磨性的彈性材料,製成易於快速更換和可調的結構是合算的。

  人們為了提高水力旋流器的工作壽命,初期使用全金屬型的,結果易於刺穿,壽命很短。後來,以耐磨材料為鑄石、金鋼砂、碳化矽、_碳化硼、鑄造硬質高耐磨合金、橡膠等做襯裏,大大提高了工作壽命。

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