什么是膨润土？

在本案例研究中，我们将研究基础设施建设行业客户的需求，以及钻孔隧道和膨润土所面临的挑战。

在我们谈论客户的要求之前，让我们先解释一下膨润土及其用途。膨润土（也称为漂白粘土）是一种天然存在的粘土，用于各种建筑应用，例如隧道、打桩、地基工程和通风井建设。

在钻井和隧道应用中用作切削工具和钻井设备的润滑剂，它通过吸收膨润土中的小颗粒和水在开挖壁内施加静水压力，帮助清除钻井设备上的切屑。

其独特的特性使其能够吸收高达其重量 10 倍的水，而不会影响其稠度。它可以重复使用多次，然后通过压滤机清洗后再使用。

当泵入挖掘时，它有助于防止在可能靠近含水层的不稳定土壤或地面以及地质勘探中的软岩中形成的任何结构倒塌或失效。

它还可以与水泥等其他材料结合形成灌浆，然后在施工作业中用于隧道掘进机。这就是我们客户需求的来源。

客户老化的单螺杆泵

我们厦门的客户联系了我们，他们希望更换安装在用于建造 8 公里和 16 公里长铁路隧道的隧道掘进机 (TBM) 中的两台老化的国内螺杆泵他们现有的水泵已经达到使用寿命，承包商正在探索各种选择——是用相同品牌的水泵还是其他替代品来更换水泵。

用直接替代品替换现有泵意味着延长交货时间，客户希望调整他们的过程并确定泵的变化是否可以帮助他们满足自最初供应泵以来已经发生变化的新要求。

客户想要的一项改进是将流量范围从 2M³H 扩大到 32M³H，同时在高达 10 巴的压力下保持流量。这意味着要修改现有的电机规格，使用逆变器驱动电机和额外的风扇冷却，以提供足够的调节比来满足低流量要求。

客户的隧道钻孔作业

膨润土被泵送至隧道掘进机刀头前，用于挖掘条件可能因阶段或需要开挖的位置而异的隧道。土壤的范围从本质上是粘土或固体，到松散或页岩状，含有气体或处于高压下，就像在海峡隧道等大水体下的情况一样。

膨润土在挖掘过程中调节土壤，吸收刀头去除的小切屑，并调节机器前部的压力，以平衡刀具所承受的土、土和水压力。

钻孔时，隧道掘进机会产生两个腔室——挖掘腔室和工作腔室。膨润土流量通过螺杆泵和球阀调节进入这些腔室，确保机器前部的压力平衡。

膨润土完全填满挖掘室，并填满工作室的大约三分之二，通过旋转接头通过单独的 2" 管线进料。一旦膨润土衬砌在隧道壁上，便会安装混凝土环段以稳定结构。粘度最高可达 24,000cps，但在本应用中仅为 100cps 左右。

替代解决方案

我们从我们的 ROUTH 系列中指定并选择了两台 DN125 - 5” 卧式进口螺杆泵，能够处理高达 600M³H，压力高达 48 巴。

这种泵的设计与其他设计不同，因为它的运行由一个单独的坚固轴承座支撑，该轴承座在重型泵送操作期间承受负载，这与电机轴承可以吸收径向力的其他型号相反。它还内置有超大检查口，无需拆卸即可轻松检查堵塞和物体间隙。

外壳由铸铁制成；然而，转子是用 AISI420B 铸造的——一种耐磨的不锈钢变体，使泵能够承受泵可能遇到的任何固体或磨蚀性颗粒的磨损。超大泵意味着可以容纳高达 46 毫米的固体，并且泵转速在 38 – 260rpm 之间意味着磨损最小。泵在 12 周内组装并交付