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備之一，其作用是將水下的泥沙碎石等吸入，再通過排泥管排放到指定地點。由于工作條件十分惡劣，泵殼、葉輪和襯板等過流部件受到砂石劇烈的磨損和沖擊，導致泥漿泵的壽命較短，經常需要更換和維修，不僅造成挖泥船疏浚效率下降、產值損失嚴重，而且工人勞動強度大。
　　 再制造工程可使廢舊泥泵中蘊含的價值得到最大限度的開發(fā)和利用，減少能源消耗和大量的失效報廢部件對環(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、，再制造泥泵過流部件的耐磨性、強韌性成為疏浚工程中亟待解決的兩大問題。本文從再制造泥泵疏浚工況分析和內襯高鉻鑄鐵材料的使用性能研究兩方面開展研究。
　　 首先使用FLUENT軟件進行泥泵的二維固液兩相流模擬計算，采用歐拉多相流模型，計算分析了不同泥沙粒徑和濃度下泥泵內的泥沙顆粒分布圖、汽蝕現象和泵揚程的變化規(guī)律。結果表明:泥泵工作時為非均勻磨損，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，其產生汽蝕現象也越多，對泥泵運行性能影響也越大。泥沙的粒徑和體積濃度增加都會使泥泵的揚程下降。所以，泥泵應盡量避免輸送高濃度的泥沙。利用數值模擬方法能真實反映泥泵內部的復雜流動，為泥漿泵泵殼的再制造設計、改進提供了理論依據。
　　 再以再制造1750m3/h泥漿泵泵殼內襯Cr26高鉻鑄鐵材料為研究對象，結合泥漿泵泵殼的實際工作條件、失效形式和使用技術要求，通過對Cr26高鉻鑄鐵材料進行不同工藝的熱處理，研究熱處

4、理后材料的微觀組織及相結構特征;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、抗彎強度、變形及其相互關系;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、延長其使用壽命提供理論指導和技術依據。研究結果表明:三點彎曲試驗方法不失為一種評價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