【采矿安全】防护涂层技术在轻金属采矿设备上的应用.pdf

防护涂层技术在轻金属
采矿设备上的应用
〔捷克斯洛代克]D。玛坦卡
前宫
采矿设釜用含镁、、鈦等轻合金制成,其目的不外乎是为了碱轻设备的重量。但是
用轻合金制成的采矿设备也常因摩擦火花给生产带来危害。这种危害在含瓦斯时矿井中特别
严重,因为由轻合金产生的燃屑或火花很容易使可燃气体(瓦斯〉发火。为此,捷克斯洛伐
克制定了有关防止轻合金燃气体的规定以及材料的选择和试验方法的国家标准。
为了能够防止上述危险:克对防护涂层技术进行了广泛研究,并为选择最合适的涂
层,在各种条件下进行了试验。也即,对于煣矿采用各种采设备进行了广泛试验。
首先人们対锌金属的特牲有所了解。发现它耐用性差,暴露在外易受损的部件尤是如
此。采用两种环氧树脂粉末,通过静电场中沉淀而产生的防护涂层可改善防火性能。但是,
用这种表面涂料的涂层抗机械冲击性能较差,类似的问题在涂漆时也会出现,包括抗震动漆
在内。但是,在电站和凿岩机外芫上铵镍,在平整的表面上贴胶可获得满意的效果。为
了列举各种涂层的性能,有必要指出,手提式工具或仪表采用的皮革套的功用,通常套子用
塑料或织物制作。但考虑到有产生静电的危险及其可燃性,因此,使用这样的套予是不合
适的。
近年来,防护涂层一直是捷克追切需要解决的间题。轻合金制成的金属支柱大多用于配
斯矿的薄和极薄媟层中,因为这些轻残液压支柱易于在厚度为0.5m或0.75m的薄媒层中移
圾,而薄媟层中的有限空间很容易发生人身伤害事故。
为了避免轻金属摩瘵起火,捷克和匈牙利研究院的科研人员对液压支柱的涂层问题进行
了研究,其目的在于提高液压支柱伸缩部件表面涂层的耐磨性能,并提高这些部件在井下条
件下的承载能力。
通过研究试验,捷克國立214号试验站对防护涂层的有效性作如下规定
根捷克家标准第930020号规定,合铝或其他活泼金属的轻合金制品的防护涂层必须
具有防止摩蒸起火的性能。当涂有涂层时制品受到撞击时,涂层应能防止产生火花并熊阻止
两种金属材料直接接触。因此,对防护涂层作出如下规定
防护涂层应当使用简便
不宣过多地増加产品成本
应经久耐用3
应能防止静电火花的产生
护涂层应是不可燃的,换句话说,涂层应具有自行灭火的性能
应当允许按所嚣的公差进行机械加工
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表涂层应当易于修复或更新。
使用倘餽的防护涂层应能够被采矿设备造厂应用于批量生产产品,而不希要过多的
附加投和对产品设作过多的修改。
涂居的成本不应当过多地增拥产品本身的成本。也就是说,如杲考虑到防护涂层的平均
使用寿命,则成本不成超过产品生产成本的5~7%。如果涂层的使用寿命延长到至少与产品
寿命相同,则其成本可以允许为摩品的12~15%。表面涂层的修复费用不应超过产品成本的
12~15%。
防护涂层的耐久惟从原则上来说,防护涂层的耐久性应当与产品的耐用性相同,如果不
能保正这一点,则产品涂层的修复就应当受到重视。题是在使用中,产品涂层破坏到什么
度才开始修复。研究得出,如果在不重复冲击同一部位的条件下,则可在总面积的15%被破
坏耐开始修复。然而,每个损坏区的面积不得超过25mm2。这个值是根据产生火花所的最
短接触长度(0,5mm)计算出来的。为了确保更高的安全,国家标准建议采用双层表面涂
层技术,外层为防护层,底農为警告层。涂层的寿命与其机械弧度成正比,图此下述防护涂
层的试验必须符合国家标准。
压力作用下的粘附性试验,涂有防护涂层的试样应经受弯曲应力试验,直到第一次
出现变形时为止。如果涂层未受到破环,则可认为符合國家标准
b,涂防护涂层的演样从1m高处落到混凝土块上,若涂层未破坏,就认为符合国家
标准
c。带宥直径为25mmn的圆头物体(重lks)从1m处到带防护涂层的试样上,若试
样没有破坏,则认为符合国家标准
d,涂防护涂层的试件从1m高处落刭带刃的钢块上,若未损坏,则认为符合国家
标准
e。在用轴向僞心载荷试验产品使用寿命的同时,应对防护涂层的抗机械冲击性能进行
试验,如果在试验的全过程中防护涂层未破,则认为符合国家标准。
静电电荷防护涂层应有消強产生静电火花的危险才能符合捷克的第332030号标准。金
属涂层的静电电量可忽喀不计。硫化橡胶涂层可使用半导体树脂材料。如果采用二元聚脂粉本
在静电场中沉淀到产品上,则应控制涂层的厚度。涂层的静电可以通过部件接地予以消除
可燃性这个要求仅涉及聚脂和塑料,必须充分保证涂层材料不传导火焰,而且具有自
灭火的性能。
易于机加工防护涂层也用于设备的内表面,因此必须事先考虑与埂备的设计和功能
相关的公差,涂层的厚度必须作相应的调整。为此,可能需要作一些附加的机械加工。涂层
的机椒强度不能因机械加工而降低。
根据上述要求,为了寻找适用于轻质合金支柱的最佳防护涂层,进行了大量研究。在第一
阶段研究中,试验了14种防护涂层,采用了以下6种涂层方法
电y
在液态时沉淀二元聚脂
在静电场中沉淀二元聚脂
料的表面处班
橡胶滉合的碗化