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煤矿液压支架立柱与千斤顶电镀层腐蚀原因和防护方法探讨

2015-03-23张茂功韩秀娟天诺光电材料股份有限公司山东济南50000枣庄矿业集团田陈煤矿富源低热值燃料热电有限公司山东枣庄77000

化工管理 2015年19期
关键词:镀层电镀金属材料

张茂功 韩秀娟(.天诺光电材料股份有限公司, 山东 济南 50000;.枣庄矿业集团田陈煤矿富源低热值燃料热电有限公司, 山东 枣庄 77000)

1 煤矿液压支架立柱与千斤顶电镀层腐蚀

(1)腐蚀机理分析 任何金属材料在实际的使用过程中都会与周围环境的介质进行相互的作用,导致化学与电化学反应现象的发生,使其自身的性能降低,甚至是丧失,这就是腐蚀现象[1]。按照腐蚀机理进行分类,腐蚀包括化学腐蚀与电化学腐蚀。其中,电化学的腐蚀反应主要指的就是金属材料自身与电解质的溶液产生的电化学反应,进而使金属材料自身遭到破坏。电化学反应的主要特点就是包括阳极与阴极的反应。阳极反应主要是阳极氧化的过程,与阴极反应同时发生,并且在此过程中会产生电流。电化学腐蚀反应在各行业的生产中广泛存在,并且大部分的金属材料腐蚀现象都是受到电化学腐蚀影响的。大气、土壤以及海水等环境介质都会使金属材料发生腐蚀。

Cu层与Ni镀层等对于钢铁的基体都是阴极性的镀层,而防腐机制则是将钢铁基体与相应的溶液介质进行物理性的隔离。所以,在镀层出现缝隙或者破坏的情况下,腐蚀介质就会利用缝隙进入钢铁基体表面。而钢铁基体就被作为阳极进行腐蚀,更严重的是腐蚀的速度要快于未镀层的基体腐蚀速度。所以,只有在金属材料镀层保持完整的情况下才能够有效的保证金属的质量。镀铬层比较容易被氧化,并在金属表面形成钝化膜,所以具有一定的耐腐蚀性能,但是,在含氯离子的溶液中就会影响其耐腐蚀性能。

(2)腐蚀现象影响因素 ①腐蚀介质影响。介质自身的成分与氧化还原性质以及自身的pH值,以上因素都会对液压支架产生腐蚀的影响。而井下的环境主要就是由瓦斯与空气以及蒸汽等气体组成,并且水蒸气一旦冷凝就会产生电解质溶液,形成电化学腐蚀的重要条件。同时,空气中含有二氧化碳与二氧化硫等成分,也会发生弱酸腐蚀。此外,氧气会产生氧的去极化。②特异离子影响。在对矿水质与乳化油的化验分析以后,发现其溶液中存在Cl_离子等特异的离子,这对于金属的腐蚀具有一定的不利影响。同时Cl_离子也能够对不锈钢产生应力腐蚀,所以,镀铬与不锈钢都是具有极强的腐蚀作用。③介质流速影响。在煤矿井下综采空间较大的情况下,其环境都具有较好通风条件。但是,出现腐蚀的主要位置就是风速比较大的部位。所以,随着风速的增加也会提高腐蚀的速度。此外,腐蚀的速度也与涡流具有紧密的联系,因为井下腐蚀最为严重的位置就是风速快并且存在涡流的部位。④温度影响。随着井下温度的升高,金属材料腐蚀的速度也会逐渐加快。⑤不同油介质影响。煤矿井下的综采工作液压支架主要是利用油包水的混合物实现动力的传递,所以会使用到不同品牌的乳化油,并将其作为一种防锈的介质。为了深入研究液压支架立柱与千斤顶损坏腐蚀原因,对不同品牌与类型以及不同水质的油介质混合溶液做了详细的化验与检测,并对结果进行了深入的分析。液压支架在实际的使用过程中应对油品的选择加以重视,根据实际矿井的水质来正确选择乳化液。与此同时,在实际的使用中,应对其配比的比例进行定期的检测,一旦出现浓度不合格的现象,就会对液压支架造成严重的破坏。所以,要正确的选择乳化液油品,这样才能保证液压支架的正常运行与使用。

2 煤矿液压支架立柱与千斤顶防护方法

(1)在煤矿液压支架立柱与千斤顶的使用过程中,或者是进行相应的检修维护过程中,一定要避免使用水来进行清洗工作,一定程度上能够防止为金属腐蚀提供有力的电解质条件。

(2)在煤矿井下实施放炮开采或者放振动炮的情况,要对镀层进行保护,避免放炮过程中对其造成严重的破坏。与此同时,一定要加强通风,将有害的气体及时的排出。

(3)积极使用电化学的方法,对于所要进行保护的金属使用良导体来连接电极电位为负的金属,让腐蚀的现象发生在负电位金属部位,进而保证相应的设备金属基体不会受到腐蚀。但是,矿井下各个构件间的导电性不强,所以,在实际的使用过程中具有一定的困难。

(4)使用矿用的风筒布制作成圆筒状的一种护套,其长度应为液压支架上升至极限支护高度情况下的中缸与活柱升出的长度,将护套上部的锁口固定在活柱的上端,并将其下部固定于立柱外缸处,并且要罩住中缸与活柱电镀层。这样可以有效的避免其受到机械的破坏以及电化学与敏感气体的腐蚀作用。

(5)在镀层出现缝隙与缺陷的部位涂抹防锈油。

(6)在进行新设备的采购过程中,应将电镀层进行加厚处理。通常情况下,电镀构件的使用寿命与其镀层的厚度是具有直接的关系的。镀层越厚,镀层中的缝隙与缺陷就会越小,进而实现防止腐蚀介质进入金属基体的目标。

(7)对煤矿井下的水环境进行有效的改善,利用有效的方法将水与施工设备进行隔离,阻碍发生电化学腐蚀现象的必要条件。

3 结语

综上所述,保证煤矿液压支架与千斤顶的耐腐蚀性能,最重要的就是强化其表面防护层的耐腐蚀性能,并有效的加厚其镀层的厚度。与此同时,对镀层进行合理的维护与保养。在客观条件允许的情况下,尽量改善井下工作环境,减少造成腐蚀现象的介质。除此之外,要在通风安全的条件下,对风流与风速进行适当的调节,并合理的使用防护套,正确的选择油品,保证其浓度符合标准。以上是防止煤矿液压支架立柱与千斤顶电镀层腐蚀的重要解决措施,应予以一定的重视。

[1]王再翔,王强.浅谈煤矿液压支架立柱、千斤顶电镀层腐蚀原因分析以及防护措施[J].科技创新导报,2013(19):59-62.

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