关键词:瓦斯泵轴承位磨损、在线修复、碳纳米聚合物材料
一、瓦斯泵应用背景与核心作用
在煤矿安全生产体系中,瓦斯抽放是防范瓦斯事故、保障井下作业安全的关键技术手段。该工艺通过瓦斯泵对煤体内部瓦斯产生负压抽吸效应,将瓦斯经专用抽吸管路输送至地面;随后,瓦斯泵再借助正压鼓风功能,将瓦斯压入储气罐储存,最终输送至用户端实现资源化利用 —— 既可用作民用燃料及工业机械驱动能源,也可作为生产炭黑、甲醛等化工产品的核心原料,兼具安全保障与经济价值双重属性。
作为瓦斯抽放系统的动力核心设备,矿井抽放瓦斯泵(简称 “瓦斯泵”)的稳定运行直接决定抽放效率与安全生产水平。当前我国煤矿领域应用最广泛的瓦斯泵类型为水环泵,其本质是集水环真空泵与水环压缩机功能于一体的流体机械:在瓦斯抽放作业中,水环泵入口与出口分别连接瓦斯管路,通过真空特性完成煤体瓦斯抽吸,再依托压缩特性将瓦斯压入地面输气管路,实现 “抽吸 - 压缩” 一体化作业,是煤矿瓦斯治理体系中不可或缺的关键装备。
从应用场景来看,水环泵的部署形式主要分为两类:一是作为固定设备安装于煤矿瓦斯抽放泵房,与各类附属装置组成地面矿用固定瓦斯抽放泵站,适用于全矿井范围采用钻孔预抽法,对井下煤层钻孔钻场的瓦斯进行集中抽放;二是集成为矿用移动式瓦斯抽放泵站,灵活应用于煤矿井下硐室、巷道、采空区、隅角及邻近层、本煤层等局部区域的瓦斯抽放作业。无论何种部署形式,水环泵均为泵站系统的核心动力单元,其运行可靠性对煤矿整体瓦斯治理效果至关重要。
二、瓦斯泵轴承位磨损原因分析
在实际生产中,瓦斯泵需长期连续运转,其轴承位作为核心传动部件,易因多重因素出现磨损故障,具体原因如下:
1. 金属疲劳导致配合关系失效
瓦斯泵长期处于高负荷、连续运转状态,轴承位金属材料在持续交变应力作用下逐渐产生金属疲劳,导致轴承内圈与轴的配合面性能退化。原本设计的过盈配合(保证传动精度与稳定性的关键配合形式)逐渐转变为间隙配合,失去原有紧固效果。若该问题未被及时发现,长期运转中轴承内圈与轴会出现相对位移,位移过程中产生的摩擦进一步加剧轴承位表面磨损,形成 “配合失效 - 位移 - 磨损加剧” 的恶性循环。
2. 轴承运行保养不到位
轴承作为瓦斯泵的易损件,需通过定期保养维持良好运行状态。若日常保养环节存在疏漏(如润滑油脂加注不及时、润滑脂型号不符、清洁不到位导致杂质侵入等),会导致轴承内部摩擦阻力增大、散热效果下降,不仅缩短轴承自身使用寿命,还会将额外的冲击载荷与摩擦应力传递至轴承位,加速轴承位表面的磨损进程,成为轴承位磨损的重要诱因。
3. 现场设备磨损具体情况
某企业在用瓦斯泵(水环真空泵)共出现 3 台设备轴承位磨损问题,磨损深度介于 1-2mm 之间,具体设备参数与磨损位置如下:
4# 瓦斯泵:型号为 2BEC72,磨损部位为传动侧轴承位,配套轴承型号为 352044(双套配置);
1# 瓦斯泵:型号为 2BEC62-1BG,配套轴承型号为 3352938ZMZ,磨损部位为支撑侧轴承位;
2# 瓦斯泵:型号为 2BEC62-1BG,配套轴承型号为 3352938ZMZ,磨损部位为传动侧轴承位。
三、瓦斯泵轴承位现场修复工艺
针对上述轴承位磨损问题,现场采用 “定制工装 + 碳纳米聚合物材料修复” 的技术方案,具体操作流程如下:
1、根据设备图纸或测量尺寸制作针对性的修复工装;
2、通过工装来确定同心度及定位点;
3、表面除油、打磨粗化处理;
4、调和并涂抹SD7101H碳纳米聚合物材料,利用工装修复出基本的配合面;
5、测量修复后的轴颈尺寸;
6、加热安装轴承。
索雷碳纳米聚合物材料技术现场修复瓦斯泵承位磨损应用案例:
1#瓦斯泵
2#瓦斯泵
4#瓦斯泵
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