基本介紹
- 中文名：輸泥設備
- 拼音：shunishebei
- 領域：水利工程
- 相關概念：輸泥管
- 材質：塑膠、陶瓷
- 作用：輸送淤泥
疏浚管系的磨損情況,輸泥管的材質分類,夾套高鉻鑄管,雙金屬鑄造複合管,耐磨複合板的發展,疏浚船舶輸泥管道的管堵與阻力影響因素,
疏浚管系的磨損情況
耙吸挖泥船作為河道清淤，航道疏浚的工程船舶，在施工過程中通過泥泵的作用，將泥土、碎石從水底經由船上配置的吸排泥管輸送到指定地點，如直接裝艙或吹岸作業。在管道輸送過程中，因為實際挖掘土質多樣化，疏浚吸排泥管的磨損情況非常嚴重，通常表現為管內壁腐蝕與沖刷、應力腐蝕開裂、材質裂化、疲勞裂紋等。磨損現象是挖泥船作業必須面對的問題，在一定程度上也影響了疏浚船隊的施工效率，管道的嚴重磨損，不僅降低了疏浚作業的安全性，也增加了管路更換和維修的費用，造成整船的停工，形成較大的經濟損失。通常認為管道的腐蝕與管道的材質、腐蝕介質的特性及其濃度，以及管道內介質的流速和流態等因素有關。在耙吸挖泥船作業的過程中，主要的輸送介質是各類泥沙，碎石和水，其不同的固體顆粒含量、濃度、速度及壓力對吸排泥管系產生的磨損程度不同，磨損機理複雜。但不管介質組成如何，管路自身材質的耐磨性對降低磨耗損失，提高船舶作業可靠性起著至關重要的作用。
輸泥管的材質分類
目前，國內疏浚行業採用的耐磨材料一般有:普通低碳鋼板、低合金鋼、耐磨複合內襯、特殊熱處理鋼、夾套高鉻鑄管及雙金屬鑄造複合管。前兩種材料雖然價格便宜，但耐磨性能較差，尤其普通低碳鋼管，耐磨及耐蝕性差，使用壽命短，除了在早期的挖泥船輸泥直管中採用過外，目前已基本不再使用。
耐磨複合內襯材料主要指以耐磨陶瓷作為防磨內襯。陶瓷屬於高耐磨材料，但在管線輸送泥漿的壓力之下，陶瓷內襯難以與外部基層鋼管發生同步的彈性變形，造成內襯材料極易破裂剝落的現象。同時陶瓷材料的成本高，也在一定程度上限制了其在吸排泥管中的使用。特殊熱處理鋼是指經過特殊熱處理技術提高鋼板的硬度，使得耐磨性顯著提高，具有良好的冷彎性和可焊性的鋼板。
夾套高鉻鑄管
夾套高鉻鑄管是一種複合管，以高鉻鑄造管為內層，外層為加套普通鋼外板，在管與管之間的空隙處填充特殊的水泥砂漿。外層碳鋼管可根據鑄件的形狀特點採用焊接或螺栓連線，主要用於製作一些彎管或三通、四通管，但其重量較重。
雙金屬鑄造複合管
雙金屬鑄造複合管是採用離心鑄造技術將兩種材料(基板和耐磨層)鑄造成整體。通常外層基板為普通的碳鋼，內部耐磨層則採用高鉻鑄鐵。其生產成本較低，但在澆注過程中不易控制尺寸，厚度誤差較大，同夾套高鉻鑄管，其單重較重。
耐磨複合板的發展
耐磨複合鋼板是採用複合製造技術將高耐磨的合金層材料溶敷在基板上的耐磨複合材料。耐磨複合板的製造，從最初的手動堆焊發展到現在的合金粉末溶合，其耐磨性越來越好。耐磨複合板以其高耐磨性、抗衝擊、易於加工以及高的性能價格比優勢，在節能、節材、保護環境方面展示出了巨大的效益。20世紀60年代許多工業已開發國家就開始研究耐磨堆焊材料並逐步開發出了各類耐磨複合板材。決定耐磨複合板性能的耐磨合金一般由碳化鉻組成。碳化鉻屬於高鉻合金體系，除了具有極強的耐磨性外，還具有相當的耐腐蝕和耐高溫性能。據此產生的各類高鉻耐磨複合板是按照高碳高鉻要求來配比合金含量的耐磨板材，其合金層含碳的質量分數達5%～6%，含鉻量在30%以上，耐磨性是高鉻鑄鐵的1～2倍，熱處理耐磨鋼板的4～7倍，高錳鋼的5～10倍，熱軋鋼的15～25倍。近幾年來，耐磨複合板主要套用在冶金、煤炭、建材、化工、發電等工業設備中，在大面積磨損的工況下，使用效果明顯優於其它耐磨材料。隨著我國疏浚產業的快速發展，疏浚作業面臨的工況環境日益複雜，疏浚土質多樣化，對疏浚設備的耐磨性和使用壽命提出了更高的要求。疏浚業亟需高耐磨性的複合板。
疏浚船舶輸泥管道的管堵與阻力影響因素
疏浚泥漿在管道輸送中受到多個因素的影響，文中通過管道內壁粗糙度、顆粒粒徑、泥漿濃度和顆粒沉降速度等影響因素的理論分析和計算，從計算結果可得到如下結論：①隨著管道內壁表面粗糙度的增加，管道的阻力係數明顯增加。採取措施降低管道內壁粗糙度，可以有效降低管道的阻力；②隨著泥質顆粒的粒徑增大，會增大泥漿中顆粒的沉降速度，引起管道堵塞，進而增大泥漿的管道阻力損失，因此，減小泥漿中顆粒的粒徑，能夠有效改善管道阻塞現象，降低泥漿的管道輸送阻力。
