CN113403011A - 一种挖泥船泥泵修补剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种挖泥船泥泵修补剂及其制备方法和应用，所述修补剂按质量百分比为100％计，包括环氧树脂、铁氧体陶瓷晶须、环氧树脂固化剂、丁基缩水甘油醚稀释剂、镍基碳化钨晶粒，所述镍基碳化钨晶粒的颗粒度为2‑5微米，所述铁氧体陶瓷晶须的直径为2‑5微米，采用本发明的修补剂及其制备方法和应用能够在较低温度下对泥泵叶轮进行修补，同时可满足泥泵叶轮对硬度的要求。
Description
技术领域
本发明涉及挖泥船泥泵修补技术领域，尤其涉及一种挖泥船泥泵修补剂及其制备方法和应用。
背景技术
泥泵是水力挖泥工程船的主要设备，其主要运用水的运动来完成疏浚的目的，它将水下土层经过机械或高压水切割使之松动，使泥沙与水相混合，形成一定浓度的泥浆，然后通过船上所安装的泥泵吸口将泥浆吸入泥泵，并排至挖泥船泥舱或直接排至舷旁泥驳或通过排泥管线输送到吹填区域从而达到疏浚河道的目的。
泥泵叶轮由于过快气蚀和磨损，常常会出现坑洞，导致泥泵需要频繁拆装检修，并因此影响挖泥船施工效率、延误工期、增加施工成本。
由于泥泵叶轮对硬度要求高，现有的解决办法基本是以金属补焊为主，但是补焊需要在高温的条件下进行，会产生热变形和应力集中、容易产生裂纹等一系列危害，同时金属补焊需要将金属高温融化后添加到泥泵叶轮处，耗时长。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种挖泥船泥泵修补剂及其制备方法和应用，可在较低温度下对泥泵叶轮进行修补，同时可满足泥泵叶轮对硬度的要求。
本发明的技术方案是这样实现的，本发明提供了一种挖泥船泥泵修补剂，其特征在于，按重量百分比为100％计，包括以下组分：
在以上技术方案的基础上，优选的，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂及双酚F环氧树脂的混合物。
更进一步优选的，双酚A环氧树脂占环氧树脂总量的16％-32％，氢化双酚A环氧树脂占环氧树脂总量的14％-28％，双酚F环氧树脂占环氧树脂总量的40-70％；
在以上技术方案的基础上，优选的，所述镍基碳化钨晶粒的颗粒度为2-5微米。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述铁氧体陶瓷晶须的直径为2-5微米。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述环氧树脂固化剂为乙二胺。
本发明还提供一种挖泥船泥泵修补剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、按重量百分比将双酚A环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂及丁基缩水甘油醚稀释剂加入搅拌器中，搅拌20min；
步骤二、再依次向搅拌器中加入铁氧体陶瓷晶须及镍基碳化钨晶粒，同时使搅拌器处于稳定的磁场中，在常温情况下搅拌30min；
步骤三、接着向搅拌器中加入环氧树脂固化剂，同时使搅拌器处于稳定的磁场中，在常温情况下搅拌10min，即得所述挖泥船泥泵修补剂。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述稳定磁场的强度为5*10-4-2*10-3T。
本发明还提供一种挖泥船泥泵修补剂的应用，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、清除出现气蚀磨损坑洞部位的泥沙、水迹和锈斑，使用清洗剂清洁并使用磷酸丙二胺活化待填充的坑洞表面；
步骤二、根据坑洞大小和气蚀磨损部位的面积，估算修补剂的用量，将所述挖泥船泥泵修补剂的原料按照质量配比进行制备；
步骤三、将配置好的修补剂浇筑在坑洞内，使修补剂填充满坑洞，并保持坑洞外部具有垂直于坑洞表面的磁场，使用铲刀对修补剂进行按压及抚平；
步骤四、重复步骤三，直至泥泵叶轮表面坑洞均修补完成，且修补剂完全固化。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤三中，所述铲刀为塑料制成。
本发明的一种挖泥船泥泵修补剂及其制备方法和应用相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明的挖泥船泥泵修补剂，通过采用环氧树脂作为修补剂主材料，可在常温下完成泥泵叶轮的修补，不会导致泥泵叶轮热变形和应力集中；
(2)本发明还在原料中加入了铁氧体陶瓷晶须，铁氧体陶瓷晶须可以提高环氧树脂的硬度，同时其具有自吸力，可对泥泵叶轮进行吸附，防止环氧树脂粘连性不够，在泥泵叶轮转动过程中，修补料无法对坑洞两侧的泥泵叶轮提供足够的拉力，导致泥泵叶轮在坑洞处发生断裂；
(3)本发明还在原料中加入了镍基碳化钨晶粒，可提高磁性铁氧体陶瓷晶须材料的磁力，使修补剂对泥泵叶轮的吸附效果更好；
(4)本发明在进行固化及修补的同时在外部施加磁场，铁氧体陶瓷晶须在磁场作用下进行均匀排布，使铁氧体陶瓷晶须在环氧树脂修补剂内部均匀排布，使环氧树脂修补剂硬度更高。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
下列实施方式中，采用的原料如下：
| 原料 | 厂家 |
| 环氧树脂 | 宏昌电子材料股份有限公司 |
| 铁氧体陶瓷晶须 | 东莞市钧杰陶瓷科技有限公司 |
| 环氧树脂固化剂 | 宏昌电子材料股份有限公司 |
| 丁基缩水甘油醚稀释剂 | 武汉海山科技有限公司 |
| 镍基碳化钨晶粒 | 泰州市明旺金属材料有限公司 |
制备实施例1-4的焊补料。
实施例1
分别称取8重量份的双酚A环氧树脂、7重量份的氢化双酚A环氧树脂、35重量份的双酚F环氧树脂、25重量份的铁氧体陶瓷晶须、15重量份的环氧树脂固化剂、8重量份的丁基缩水甘油醚稀释剂及2重量份的镍基碳化钨晶粒。
实施例2
分别称取16重量份的双酚A环氧树脂、14重量份的氢化双酚A环氧树脂、20重量份的双酚F环氧树脂、25重量份的铁氧体陶瓷晶须、15重量份的环氧树脂固化剂、9重量份的丁基缩水甘油醚稀释剂及1重量份的镍基碳化钨晶粒。
实施例3
分别称取16重量份的双酚A环氧树脂、16重量份的氢化双酚A环氧树脂、32重量份的双酚F环氧树脂、15重量份的铁氧体陶瓷晶须、15重量份的环氧树脂固化剂、5重量份的丁基缩水甘油醚稀释剂及1重量份的镍基碳化钨晶粒。
实施例4
分别称取15重量份的双酚A环氧树脂、15重量份的氢化双酚A环氧树脂、29重量份的双酚F环氧树脂、25重量份的铁氧体陶瓷晶须、10重量份的环氧树脂固化剂、5重量份的丁基缩水甘油醚稀释剂及1重量份的镍基碳化钨晶粒。
上述4个实施例中，所述镍基碳化钨晶粒的颗粒度为2-5微米。所述铁氧体陶瓷晶须的直径为2-5微米。所述环氧树脂固化剂为乙二胺。
上述4个实施例均按以下制备方法制得：
步骤一、按重量百分比将双酚A环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂及丁基缩水甘油醚稀释剂加入搅拌器中，搅拌20min；
步骤二、再依次向搅拌器中加入铁氧体陶瓷晶须及镍基碳化钨晶粒，同时使搅拌器处于稳定的磁场中，在常温情况下搅拌30min；
步骤三、接着向搅拌器中加入环氧树脂固化剂，同时使搅拌器处于稳定的磁场中，在常温情况下搅拌10min，即得所述挖泥船泥泵修补剂。
分别将修补剂1-4用于具有相同大小破损坑洞的泥泵叶轮进行修补，具体修补过程如下：
步骤一、清除出现气蚀磨损坑洞部位的泥沙、水迹和锈斑，使用清洗剂清洁并使用磷酸丙二胺活化待填充的坑洞表面；
步骤二、根据坑洞大小和气蚀磨损部位的面积，估算修补剂的用量，将所述挖泥船泥泵修补剂的原料按照质量配比进行制备；
步骤三、将配置好的修补剂浇筑在坑洞内，使修补剂填充满坑洞，并保持坑洞外部具有垂直于坑洞表面的磁场，使用铲刀对修补剂进行按压及抚平；
步骤四、重复步骤三，直至泥泵叶轮表面坑洞均修补完成，且修补剂完全固化。
在具体实施方式中，作为优选的，步骤三中，所述铲刀为塑料制成。如此，可防止修补剂粘结在铲刀上。
对比例：
分别称取16重量份的双酚A环氧树脂、16重量份的氢化双酚A环氧树脂、32重量份的双酚F环氧树脂及5重量份的丁基缩水甘油醚稀释剂加入搅拌器中，搅拌20min；
再依次向搅拌器中加入15重量份的铁氧体陶瓷晶须及1重量份的镍基碳化钨晶粒，在常温情况下搅拌30min；
接着向搅拌器中加入15重量份的环氧树脂固化剂，在常温情况下搅拌10min，即得所述挖泥船泥泵修补剂。
清除出现气蚀磨损坑洞部位的泥沙、水迹和锈斑，使用清洗剂清洁并使用磷酸丙二胺活化待填充的坑洞表面，将配置好的修补剂浇筑在坑洞内，使修补剂填充满坑洞，使用铲刀对修补剂进行按压及抚平。
对修复完毕的泥泵叶轮进行硬度及粘结强度的性能测试，硬度测试为在泥泵叶轮焊补粘接处进行剪切强度测试，粘结强度的测试方法为在泥泵叶轮焊补粘接处进行抗拉强度测试，测试结果如下：
常规的无坑洞泥泵叶轮，剪切强度测试强度约在55Kg/mm2，抗拉强度测试强度约在185Mpa，本发明的焊补料相比而言具有较好的硬度及粘结度，基本可满足使用需求。
本发明的实施例相比于对比例，在进行固化及修补的同时在外部施加磁场，铁氧体陶瓷晶须在磁场作用下进行均匀排布，使铁氧体陶瓷晶须在环氧树脂修补剂内部均匀排布，使环氧树脂修补剂硬度更高。
本发明的挖泥船泥泵修补剂，通过采用环氧树脂作为修补剂主材料，可在常温下完成泥泵叶轮的修补，不会导致泥泵叶轮热变形和应力集中。
本发明还在原料中加入了铁氧体陶瓷晶须，铁氧体陶瓷晶须可以提高环氧树脂的硬度，同时其具有自吸力，可对泥泵叶轮进行吸附，防止环氧树脂粘连性不够，在泥泵叶轮转动过程中，修补料无法对坑洞两侧的泥泵叶轮提供足够的拉力，导致泥泵叶轮在坑洞处发生断裂。
本发明还在原料中加入了镍基碳化钨晶粒，可提高磁性铁氧体陶瓷晶须材料的磁力，使修补剂对泥泵叶轮的吸附效果更好。同时镍基碳化钨晶粒也可以提高环氧树脂的硬度。
在具体实施方式中，作为优选的，环氧树脂为双酚A环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂及双酚F环氧树脂的混合物。相比单一的环氧树脂，多种环氧树脂的混合物具有更高的粘性，使修补剂与泥泵叶轮之间的粘结强度更高。
在具体实施方式中，作为优选的，所述镍基碳化钨晶粒的颗粒度为2-5微米，所述铁氧体陶瓷晶须的直径为2-5微米。加入的金属颗粒度越小，修补剂的硬度越高。
在具体实施方式中，作为优选的，环氧树脂固化剂为乙二胺。相比酸性固化剂，乙二胺不会对铁氧体陶瓷晶须造成破坏。
本发明在进行固化及修补的同时在外部施加磁场，铁氧体陶瓷晶须在磁场作用下进行均匀排布，使铁氧体陶瓷晶须在环氧树脂修补剂内部均匀排布，使环氧树脂修补剂硬度更高。所述所有添加的稳定磁场的强度为5*10-4-2*10-3。
挖泥船泥泵修补剂在应用的过程中，所述铲刀为塑料制成。如此，可防止修补剂粘结在铲刀上。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种挖泥船泥泵修补剂，其特征在于，按重量百分比为100％计，包括以下组分：
2.如权利要求1所述的一种挖泥船泥泵修补剂，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂及双酚F环氧树脂的混合物。
3.如权利要求2所述的一种挖泥船泥泵修补剂，其特征在于，双酚A环氧树脂占环氧树脂总量的16％-32％，氢化双酚A环氧树脂占环氧树脂总量的14％-28％，双酚F环氧树脂占环氧树脂总量的40-70％。
4.如权利要求1所述的一种挖泥船泥泵修补剂，其特征在于，所述镍基碳化钨晶粒的颗粒度为2-5微米。
5.如权利要求1所述的一种挖泥船泥泵修补剂，其特征在于，所述铁氧体陶瓷晶须的直径为2-5微米。
6.如权利要求1所述的一种挖泥船泥泵修补剂，其特征在于，所述环氧树脂固化剂为乙二胺。
7.权利要求3所述的一种挖泥船泥泵修补剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、按重量百分比将双酚A环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂及丁基缩水甘油醚稀释剂加入搅拌器中，搅拌20min；
步骤二、再依次向搅拌器中加入铁氧体陶瓷晶须及镍基碳化钨晶粒，同时使搅拌器处于稳定的磁场中，在常温情况下搅拌30min；
步骤三、接着向搅拌器中加入环氧树脂固化剂，同时使搅拌器处于稳定的磁场中，在常温情况下搅拌10min，即得所述挖泥船泥泵修补剂。
8.如权利要求7所述的一种挖泥船泥泵修补剂的制备方法，其特征在于，所述稳定磁场的强度为5*10-4-2*10-3T。
9.如权利要求1所述的一种挖泥船泥泵修补剂的应用，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、清除出现气蚀磨损坑洞部位的泥沙、水迹和锈斑，使用清洗剂清洁并使用磷酸丙二胺活化待填充的坑洞表面；
步骤二、根据坑洞大小和气蚀磨损部位的面积，估算修补剂的用量，将所述挖泥船泥泵修补剂的原料按照质量配比进行制备；
步骤三、将配置好的修补剂浇筑在坑洞内，使修补剂填充满坑洞，并保持坑洞外部具有垂直于坑洞表面的磁场，使用铲刀对修补剂进行按压及抚平；
步骤四、重复步骤三，直至泥泵叶轮表面坑洞均修补完成，且修补剂完全固化。
10.如权利要求9所述的一种挖泥船泥泵修补剂的应用，其特征在于，步骤三中，所述铲刀为塑料制成。
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