渣漿泵中常用的彈性體主要分為三類:天然橡膠、聚氨酯及合成彈性體。
1.天然橡膠
天然橡膠作為襯里材料時(shí),對粒徑達(dá)12mm(1/2英寸)的固體顆粒表現(xiàn)出優(yōu)異的耐沖蝕性能,但應(yīng)用于葉輪時(shí),其對粒徑超過6mm(1/4英寸)顆粒的抵抗能力顯著下降。此外,天然橡膠對含尖銳固體的介質(zhì)適應(yīng)性有限,不過新型抗切割配方已在一定程度上改善此缺陷。由于天然橡膠質(zhì)地偏軟,易被大尺寸固體或雜物切割、撕裂,在磨機(jī)回路(如球磨機(jī)、半自磨機(jī)滾筒及磨機(jī)集水坑振動(dòng)篩)中應(yīng)用時(shí),篩孔尺寸與篩網(wǎng)介質(zhì)狀態(tài)的調(diào)控是確保其穩(wěn)定服役的關(guān)鍵因素。 天然橡膠存在特有的滯后回復(fù)失效模式,即材料內(nèi)部熱量積聚可引發(fā)熱分解及脫硫反應(yīng),導(dǎo)致機(jī)械性能急劇衰減。為規(guī)避該風(fēng)險(xiǎn),葉輪圓周速度通常需控制在27.5m/s(5400ft/min)以下,以防止吸入襯里靠近葉輪外緣區(qū)域發(fā)生熱降解。 天然橡膠對油類、溶劑及強(qiáng)酸的耐受性較差,接觸后易出現(xiàn)體積顯著膨脹、耐磨性降低及機(jī)械強(qiáng)度大幅下降等問題,且不適用于流體溫度超過75℃的工況。對于化學(xué)品或高溫環(huán)境,需采用合成彈性體,并依據(jù)具體化學(xué)介質(zhì)與操作溫度組合進(jìn)行針對性選型。
2.聚氨酯
聚氨酯作為一類合成彈性體,由兩種液態(tài)化學(xué)品混合澆注后固化形成。該材料對細(xì)小固體顆粒表現(xiàn)出優(yōu)異的抵抗性能,在部分應(yīng)用場景中其性能優(yōu)于天然橡膠。 盡管并非典型的耐化學(xué)腐蝕材料,聚氨酯的抗化學(xué)膨脹性仍顯著優(yōu)于天然橡膠;在含多種化學(xué)品的浮選回路等場景中,其使用壽命可大幅超過天然橡膠。此外,聚氨酯可應(yīng)用于葉輪圓周速度超過27.5m/s(5400ft/min)的泵側(cè)襯里(此工況下天然橡膠已不適用),且適用于存在雜物可能損壞橡膠葉輪的偶發(fā)場景。 由于聚氨酯的肖氏硬度通常高于常規(guī)天然橡膠,其在對抗粗糙、鋒利顆粒時(shí)性能可能受限,此類顆粒易導(dǎo)致其表面發(fā)生剝落。另外,聚氨酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)使其易受“水解”作用影響(彈性體的特有失效模式),尤其在接觸強(qiáng)酸或強(qiáng)堿環(huán)境時(shí);但通過特定配方改良,可顯著提升其抗水解性能。聚氨酯的適用溫度上限為70℃,且會(huì)被碳?xì)浠衔锝到狻?br />
3.合成彈性體
在合成彈性體化合物中,天然橡膠的聚合物組分被特制聚合物取代,這類特制聚合物可耐受特定化學(xué)環(huán)境或操作溫度。這一改性過程通常需采用新型增強(qiáng)劑、固化劑及其他適配于所選合成橡膠的專用助劑。 盡管合成彈性體在耐化學(xué)性與耐熱性方面均優(yōu)于天然橡膠,但存在一項(xiàng)固有權(quán)衡:其耐磨性通常低于配方優(yōu)化后的天然橡膠。上述特性差異源于材料設(shè)計(jì)的優(yōu)先級考量—— 合成彈性體通過分子結(jié)構(gòu)調(diào)控實(shí)現(xiàn)環(huán)境適應(yīng)性提升,卻在摩擦學(xué)性能上做出妥協(xié),這為具體工況下的材料選型提供了關(guān)鍵依據(jù),即需在環(huán)境耐受性與耐磨性能之間進(jìn)行針對性平衡。