井架.doc

煤矿井架防护设计 李荣真 硕研25班 2013022541一 引言煤矿钢井架是煤矿关键设施，钢结构件是提升重物关键的承力部件。这些钢井架长期受到户外大气、工业气体、盐雾、雾水、雨水等介质的作用，而产生腐蚀。若不对这些腐蚀进行有效的保护，钢井架服役寿命将大大缩短，甚至提前报废，严重影响煤矿安全生产。二 矿井井架腐蚀情况的发展在70年代以前，我国煤矿井筒装备基本上没有防腐处理这一项内容。70年代，人们开始用沥青漆、红丹等油性醇酸树脂涂料对井筒金属装备进行涂装。由于油漆抗煤矿井筒腐蚀性能差和涂装前无除锈清理，油漆层在井下最长使用寿命仅1-1.5年。80年代各种防腐方法的研究、应用比较活跃，出现了手工除锈、手工工具除锈、酸洗钝化除锈、喷砂除锈等多种表面预处理方法。而井筒装备防腐基本上仍是油漆防护，只是所用油漆发展到酚醛树脂、醇酸树脂、乙稀基树脂、氯化橡胶、富锌漆、环氧漆等多个系列，并取得了不少经验和效果。最近几年先后开展热浸镀防腐、玻璃钢防腐材料，电弧喷涂长效防腐等技术，先后通过鉴定，并进行大面积推广应用，取得巨大社会经济效益。三 井塔与井架的设计1.1井塔方案分析多绳提升机井塔，属高耸结构范畴。目前国内多采用箱框形现浇钢筋混凝土结构。主要优点：运转维护在室内作业，提升钢丝绳不外露，使用条件好，维护简单，受到机电部门欢迎。其次节约土地，高耸美观的井塔可作为矿山的标志性建筑。主要缺点：工程结构复杂，地基基础要求严格，工程量大，造价偏高。建造时占用井口工期过长。头重脚轻，不利抗震。1.2井架方案分析 落地式多绳摩擦轮提升机钢井架，亦系高耸结构。斜架为箱形钢结构，构件断面由钢板焊成封闭箱形。 1、井架承重结构构件采用Q235C钢，并应具有0冲韧性的合格保证，铁梯、各层平台铺板、栏杆等次要构件用Q235B钢，其材质应符合现行标准碳素结构钢(GB/T7001988)中的规定。2、焊接材料：自动焊接的焊丝采用HJ40108其性能应符合现行建筑钢结构焊接规程(JGJ8191)的规定。3、螺栓：受力构件均用高强度螺栓，高强度螺栓采用扭剪型，其性能应满足(GB363383)标准的规定，性能等级为10.9级，其余用C级普通螺栓，为防止松动，除斜架安装用临时固定螺栓外，其余螺栓均采用双螺帽拧紧。铆钉采用普通铆钉BL2号钢。4、当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度的1/2。四 井架防腐蚀与防护1.1防护工艺的选择井架的防护采用电弧喷涂Ac铝合金涂层。小型构件(如垫片、螺栓、螺母等)可采用热浸锌防腐，一般现场维修可采用富锌底漆加环氧沥青漆防腐。这样对于服役年限50年以上是比较经济和合理。涂料封闭处理电弧喷Ac铝合金金属表面喷砂除锈金属表面处理Ac 铝合金是以高纯铝为基体，添加纯稀土元素，经特殊冶炼工艺制成的一种新型铝合金热喷涂材料，其耐蚀性优于锌、纯铝。由于Ac铝合金添加元素的作用，提高了涂层的耐蚀性与涂层与基体的结合力。Ac铝喷涂层上再复合ES- 601 系列涂料，使其在160以下更耐酸、碱、溶剂和氯离子的腐蚀。1.2 材料的选择1、喷砂用材：铜矿砂棕刚玉；2、喷涂用材：纯锌丝Zn1（Zn99.99%）、Ac铝合金。1.3 工艺流程1、喷砂除锈 喷涂前的基体表面必须清洁、无油污、且须达到清洁和毛化要求。喷砂除锈的目的是使井架构件外表面呈灰白色的金属外观和均匀粗化。A、 净化处理要求使表面清洁度达到GB892388涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级规定的Sa2.5级，且干燥、无灰尘、无油污、无氧化皮、无锈迹。喷砂处理结束后再进行外表面的检查，如有缺陷及时修补。B、 粗化处理要求使其表面粗糙度达到GB1137389热喷涂金属表面预处理通则规定的Rz6080m。喷砂磨粒应选用清洁干燥有锐棱角的，抗碎能力强。磨料粒度：0.52.5mm。可以达到对表面进行仔细的清理及有效的表面毛化，提高喷涂结合强度的目的。2、电弧喷Ac铝合金使用电弧喷涂技术对井架外表面进行喷涂，设计涂层平均厚度120m，喷涂表面达到均匀、致密，用肉眼观察喷涂层表面应无大熔滴、未融化的颗粒、起皮、掉块、塌陷以及漏喷。热浸锌涂层厚度为40m。3、喷涂层的封闭处理对于防腐喷涂，必须加封孔剂，以避免腐蚀物质通过涂层的孔隙往里面渗入，直接腐蚀母材，或间接减少防腐涂层的有效厚度。漆膜光滑平整，不允许有漏涂、表面流挂、起皮、鼓泡等缺陷，漆膜厚度为100m。井架表面防腐全部完成后，防腐层总厚度不小于220m。注意事项：1、 喷砂后的井架外表面，应尽快进行喷涂，其间隔时间越短越好，在晴天或不潮湿的天气，间隔时间不可超过12小时，在雨雪天气、潮湿或含盐雾气氛下，间隔时间不超过2小时。2、喷涂必须在如下条件下实施：环境大气高于5或基体金属的温度至少比大气露点高3，在雨天、潮湿或含雾的气氛中，喷涂操作必须在室内或工棚中进行。五