液压支架表面处理方法探讨

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液压支架表面处理方法探讨 收稿日期: 2007 - 06 - 13
作者简介: 刘双双 (1967 - ) ， 女 ， 湖南湘乡人 ， 高级工程师 ， 工学硕士 ， 1993年毕业于中国矿业大学北京研究生部矿
液压支架表面处理方法探讨
刘双双1
， 杨雷岗2
， 黄孝章3
(11国家安全生产监督管理总局信息研究院 ， 北京 100029;
21中国矿业大学 (北京 ) ， 北京 100083; 31北京印刷学院 ， 北京 102600)
摘 要: 提高液压支架的防腐性能 ， 延长液压支架的使用寿命 ， 已经成为煤矿开采的-个重
要研究课题。论文探讨了利用表面处理工艺提高液压支架防腐性能的-些方法。表面处理工艺很
多 ， 各有优缺点 ， 具体使用什么处理方法要根据液压支架的具体使用环境以及处理的成本等来合
理地选择。提高表面处理工艺适用范围及开发新的工艺是今后液压支架表面处理工艺的研究方
向。
关键词: 液压支架; 表面处理; 防腐
中图分类号: T D355

147 文献标识码: B 文章编号: 1671 - 0959 (2007) 092 00952 03
液压支架在煤矿综采工作面 ， 起支护采场顶板、维护
安全作业空间、推移工作面设备等作用 ， 是现代煤矿实现
采煤、运输和支护等所有工序全部机械化的重要环节 ， 其
对现代煤矿生产具有举足轻重的意义。但矿井特殊的环境
会造成液压支架的腐蚀 ， 从而影响液压支架的使用寿命 ，
如何提高液压支架的防腐性能 ， 延长液压支架的使用寿命 ，
已经成为煤矿开采的-个重要研究课题。本文探讨了利用
表面处理工艺提高液压支架防腐性能的-些方法。
1 液压支架用材及失效形式
液压支架在工作面开采过程中 ， 需要长期承受载荷和
不断运动 ， 并且矿井环境对钢结构件有很强的腐蚀性 ， 这
些对支架材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能等
均有比较高的要求 ， 因此 ， 支架结构件的材料 ， 在具有高
强度的同时应有足够的耐腐蚀性和耐磨性 ， 从而保证支架
的长期安全使用。液压支架所用板材基本上以低合金高强
度钢为主 ， 我国液压支架结构件大多采用 16Mn低合金钢
板 ， 立柱和千斤顶大都采用 35 钢、27Si Mn、25Cr Mo、
25Cr Mo4和 40Cr等强度高、可焊性好的钢材 ， 但是这些材
料若不经过-定的处理来提高其防腐耐磨性 ， 就很难达到
矿井的使用要求。
由于液压支架在井下的实际工况非常复杂 ， 支架顶梁
和顶板的接触情况及顶板压力大型作用位置都不断地在
随机变化 ， 另外井下的环境具有很强的腐蚀性。支架的失
效形式 ， 主要是由支架结构件的腐蚀磨损引起的。工作面
的恶劣环境给立柱千斤顶的寿命也带来很大的影响 ， 其失
效形式主要是在矿井特殊环境下由支架腐蚀引起的。井下
强烈的腐蚀环境会破坏立柱和千斤顶的表面 ， 使表层脱落 ，
油缸和活塞密封实效 ， 从而导致整个支架的失效。
2 矿井环境
我国煤炭主要是地下开采 ， 煤矿井筒潮湿 ， 淋水 ， 相
对湿度大◇井水质成分变化复杂 ， -般矿井水质 pH值为
7～9， 部分矿井 pH值为 5～7， 个别情况甚至为 pH值为 2
～3， 使得服役于矿井的钢结构件腐蚀严重 ， -般腐蚀速度
0117mm / a， 最大可达 015mm / a◇井采煤工作面和巷道阴
暗、潮湿 ， 含有大量 S O2、H2 S、氮氧化合物、粉尘和高瓦
斯等 ， 它们溶解在井水里 ， 生成各种腐蚀性电解质水溶液;
矿井强制通风 ， 在潮湿的环境中满足了电化腐蚀的吸氧腐
蚀条件。大气中的粉尘凝聚在金属表面之后 ， 吸收了水分 ，
成为许多局部的电化学腐蚀源。粉尘或泥浆的流动冲刷 ，
会使金属的新鲜活性表面显露出来 ， 遭受腐蚀; 另外井水
中的氯离子起着去极化作用 ， 能加速金属设备的腐蚀。因
此必须采用-定的措施提高液压支架的防腐耐磨性 ， 以提
高支架的使用可靠性并延长使用寿命 ， 降低采煤的成本。
其中表面强化技术可以很好地改善工件表面的防腐耐磨性 ，
而又对工件的强度等无太大影响 ， 因此被广泛地应用在液
压支架的生产和修复中。
3 表面处理工艺
表面强化技术主要提高工件表面硬度、疲劳强度、耐
磨性、抗蚀性、耐热等。在液压支架上应用的表面处理主
要是提高工件的防腐耐磨性 ， 这是由煤矿特殊的腐蚀环境
决定的。目前应用在液压支架上的表面处理主要有以下几