润滑与密封

作者：李平辉，胡纯，柳明多，范秦政，李悦，范磊

单位：郑州煤矿机械集团股份有限公司,,中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院,,中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院,,中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院,,中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院,,郑州煤矿机械集团股份有限公司,中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院,中国矿业大学（北京）放顶煤开采煤炭行业工程研究中心,清华大学摩擦学国家重点实验室,

关键词：刮板输送机;槽帮;30SiMn; 磨损; 腐蚀

基金：清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金项目（SKLTKF20B11）；中央高校基本科研业务费项目（2021YQJD21）；大学生创新训练项目（202104021）

煤炭开采过程中，由于井下环境苛刻，刮板输送机的槽帮受到腐蚀和磨损作用，导致其使用寿命和可靠性降低。为揭示槽帮腐蚀和磨损机制从而为槽帮的防护和新型耐磨材料的开发提供理论支撑，对刮板输送机的主要材料30SiMn钢进行磨料磨损试验，并观察磨损形貌以揭示其磨损机制；通过电化学试验、腐蚀浸泡试验，结合计算机模拟揭示其腐蚀机制。结果表明：室温下30SiMn钢平均硬度为220.94HB，在磨料的切向切削作用下，30SiMn钢表面出现了犁沟区与微切削区，且划痕深度大、截面宽，磨料切削作用是磨损失效的主要原因；30SiMn钢的自腐蚀电流为1.2074×10-6 A/cm2，年化腐蚀速度为0113 8 mm/年；30SiMn钢在矿井水环境中主要以晶界腐蚀为主，晶界处率先发生腐蚀，随时间推移，材料表面有团絮状物质产生且腐蚀现象加剧，最终材料由晶界处产生裂缝并伴随着剥落现象的发生；在结构稳定时，Fe对Cl-、Ca2+、Na+、H2O、SO2-4吸附距离分别为0.2364、0.242 0、0.310 5、0.247 0、0.197 6 nm；Fe对Cl-、Ca2+、Na+、H2O、SO2-4吸附能分别为-1.33、-10.06、-19.3、-5.46、-0.43 eV，说明在稳定状态下Fe对5种离子（分子）均存在吸附关系，吸附离子对能量较大的晶界产生腐蚀作用，证实了浸泡实验结果。

来源：2022年第9期

《润滑与密封》期刊编辑部

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