水力机械中冲蚀磨损规律及抗磨措施研究进展

工作在固液两相流条件下的水力机械普遍存在破坏程度不一的冲蚀磨损作用 ,给工程实践和经济效益带来严重的阻碍和巨大的损失。本文主要介绍多年来相关研究人员致力于水力机械内冲蚀磨损规律及抗磨措施的研究进展 ,前者包括两相流流场中过流部件的冲蚀磨损规律试验研究、数值模拟和磨损预测 ;后者涉及水力机械机组的抗磨优化设计及抗磨材料和表面抗磨处理研究。作者结合自己的研究提出了水力机械冲蚀磨损的研究发展方向和前景预测。

含沙水域水电站用抗冲蚀磨损新材料的研制

通过降低碳含量及添加适量合金等措施 ,设计研制了一种韧性较好的 2 8CrNiVRe高铬铸铁新材料 ,并以 0Cr13Ni5Mo不锈钢为对比材料 ,进行了冲蚀磨损性能及腐蚀与磨损间交互作用的研究 .研究结果表明 ,磨损是材料失去的主要形式 ,而腐蚀及其磨损与腐蚀间的交互作用是不容忽视的 .因此 ,新材料的抗冲蚀磨损性能比 0Cr13Ni5Mo不锈钢材料优越 ,且在水电工程中的应用前景广阔 .

黄河上水电站水轮机磨蚀及防护的研究

在我国多泥沙河流中,黄河上水电站水轮机的磨蚀最具典型性,其磨蚀与水轮机的参数、机型、比转速、运行环境、工况、水头等有密切的关系。根据其磨蚀规律,水轮机的磨蚀防护一般采用涂层防护、合理利用水库排沙措施、优化水轮机结构、合理选型和优化材料等综合措施,取得了较好的效果。总结其磨蚀规律,探索新的防护措施,对进一步提高我国多泥沙河流水电站的运行管理水平,有着重要的意义。

高速氧燃喷涂碳化钨在水轮机磨蚀防护中的应用

在水轮机磨蚀防护中,采用碳化钨的高速氧燃喷涂,具有涂层硬度高、与基材的结合力强、气孔率底等优点,是目前比较有效的防护方法之一。由于碳化钨涂层自身的特点,在强空化区或易受硬物撞击的区域,涂层的损伤是不可避免的,对碳化钨涂层的修复通常采用拆机—喷涂—车间修复或现场不拆机修复的方法。研究表明,高速氧燃喷涂碳化钨在轴流式水轮机上的防护效果要比在混流式水轮机上好。与常规的维护相比,采用碳化钨-高速氧燃喷涂具有较大的经济效益,以三门峡水电站为例,年均效益约660万元。

多泥沙河流水轮机的抗磨蚀对策

水轮机磨蚀一直是困扰多泥沙河流水电站的重大问题。长期的理论与实践的研究成果表明:良好的水力设计与部件加工技术、性能优越的材料与表面防护技术、合理的运行方式选择是多泥沙河流水轮机抗磨蚀运用的基本技术支持。目前,有效地、系统地发展水轮机抗磨蚀技术,还应从管理科学入手,引用先进技术思想,提高综合运用水平。其中,推动应用状态监测与状态维修的概念与技术是一种明智的选择。

水流含沙量和流速对水轮机磨蚀性能的影响

水流含沙量和流速是影响水轮机磨蚀性能的非常重要的两大因素,其影响规律对水轮机磨蚀的防治有很重要的理论意义和参考价值。采用黄河原型沙,通过试验研究不同泥沙含量和不同水流流速条件下水轮机材料的磨蚀外貌、磨蚀失重量和磨蚀失重率。通过对试验结果进行定性和定量分析,得到水轮机磨蚀与水流含沙量、磨蚀与水流流速之间的关系,并得到数学回归式,找出水轮机磨蚀的基本规律,为多泥沙河流水轮机的参数选择与磨蚀防治提供了依据。

提高水力机械抗磨蚀性能的喷丸工艺数值分析

针对流体机械磨蚀特点,对喷丸工艺引起的残余应力场进行数值模拟。运用有限单元法对弹丸撞击后钢板材料表面应力分布进行了数值计算。讨论了弹丸直径、喷射速度与残余应力的关系,选择几组典型参数比较,分析不同情况下喷丸对局部变形的影响,进而探讨了水力机械防磨蚀的喷丸强化工艺参数的选择。

泥沙粒径级配对水轮机材料磨蚀性能的影响

为了用更加科学的方法防治和减轻黄河上水电站的泥沙磨蚀,有必要对水轮机的磨蚀特性进行系统研究。磨蚀特性与泥沙粒径及级配有直接的关系,为此对不同沙粒级配下水轮机材料磨蚀进行研究,总结出材料磨蚀与沙粒粒径关系的一般规律,并找出关键数据和临界参数,为水轮机泥沙磨蚀的防护提供依据。

多沙水域水轮机防水力破坏措施分析

磨蚀、空蚀是水轮机效率降低及诱发水力机组振动的主要因素之一。本文分析了水轮机水力破坏的主要原因,总结了常见的抗磨蚀、抗空蚀措施及其在水电站中的应用情况,这对进一步提高我国多泥沙河流中水电站的运行管理水平,具有重要参考意义,同时指出发展新型抗磨蚀材料、采用高新喷涂工艺是防止水轮机水力破坏的有力措施。

聚合物抗磨蚀材料的研究与应用

在高速含沙水流情况下,水轮机和过水建筑物的磨损和空蚀在理论上是不能排除的,但可以人为的将其破坏作用减轻。研究抗磨蚀材料即为此目的。聚合物(树脂等)抗磨蚀材料是当今世界正在开发的水工抗磨蚀材料。长江科学院研究的UP、PE两种树脂混凝土(砂浆)的抗磨损性能和YHR-1、YHR-2两种树脂涂层材料的抗空蚀性能,不仅从室内试验、(?)江口模拟试验和葛洲坝现场试验得到证明,而且在葛洲坝工程实际应用中也取得良好效果。在此基础上,针对三峡工程,研究性能更好的抗磨蚀材料是当务之急。

增压式水机磨蚀试验台材料磨蚀试验研究

增压式水机磨蚀试验台较其它试验装置更为逼真地模拟了水轮机水流状态.其特点在于试验转轮体叶片即为试件,试验介质为黄河天然含沙水并能在短时期内出成果.本文论述了利用该装置所取得的一些试验成果,探讨了含沙水流下不同材料磨蚀形状的成因.

多泥沙河流水轮机磨蚀的防护技术

分析了我国水轮机组的磨蚀现状,总结50 a水轮机磨蚀及防护的经验教训,推广抗磨蚀的成功经验及先进技术;针对现今磨蚀防护工作中的问题和不足,提出新的观念引导磨蚀防治的发展.

中小型水轮机用低铬镍耐磨蚀钢N90

开发了一种适于中小水轮机用的低铬镍、高强度的耐磨蚀钢。钢的力学性能高于传统的水轮机用０Ｃｒ１３Ｎｉ４Ｍｏ不锈钢，耐气蚀与磨蚀性能高于目前中小水轮机所用碳钢的１倍以上。经氮化处理，钢的耐气蚀性能可以与０Ｃｒ１３Ｎｉ４Ｍｏ不锈钢媲美，耐磨蚀性能与０Ｃｒ１３Ｎｉ４Ｍｏ和碳钢比较约提高３～４倍。

水轮机用不锈钢材料的抗冲蚀磨损性能研究

通过对不同冲蚀速度、不同冲蚀角度及不同浆料沙的质量分数等影响参数下水轮机用１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ和０Ｃｒ１３Ｎｉ５Ｍｏ不锈钢材料的冲蚀磨损试验，探索了试验材料的表面失效规律及微观破坏机制，结果表明：冲蚀速度、浆料中沙的质量分数对两种材料的冲蚀磨损性能影响规律相似，冲蚀角度对材料的冲蚀磨损性能影响最大，且０～４５°内时随着冲蚀角度的增加材料的冲蚀磨损失重率增大，４５°出现极大值，在４５°～６０°内随着角度的增加而减小。

镍基复合覆层的抗浆体冲蚀性能

采用氧乙炔焰喷焊法制备 Ni基覆层材料及其加入 WC陶瓷颗粒的复合覆层材料 ,用光学显微镜分析覆层材料的金相组织 ,对覆层材料的浆体冲蚀抗力进行对比研究。结果表明 :不同成分 Ni基覆层材料的抗浆体冲蚀能力接近 ;Ni基合金加入 WC陶瓷颗粒形成的复合覆层材料 Ni WC35的抗浆体冲蚀能力比基体材料有了很大的提高。

含沙水流中金属材料磨蚀机理分析

本文介绍了在不同含沙量、不同流速中，不锈钢、碳钢、堆焊焊条及合金粉末喷焊材料的磨蚀特性，分析了材料抗磨蚀特性与含砂量、流速的关系，并对磨蚀部位进行电镜扫描，从役观上探讨了磨蚀机理。

SXH70抗磨蚀材料在水轮机过流部件上的应用

SXH70抗磨蚀材料是原西北电力集团与瑞士苏尔寿公司合作研究开发的针对黄河流域水质的抗磨喷涂材料。该材料在国内十几个水电站的实际应用及其所取得的良好效果,可为解决水轮机磨蚀问题提供一种有效的方法。

万家寨水电站水轮机防磨蚀措施及应用现状

介绍了万家寨水电站 1号水轮机、 2号水轮机在设计和制造过程中采用的抗磨蚀措施 ,对机组经过运行后 。

一种新型的抗磨蚀材料

针对我国多泥沙河流的特点，研究开发了一种适合中、小型水轮机用的新型耐磨蚀材料，其耐磨蚀性优于0Cr13Ni4Mo不锈钢和碳钢。经过现场试验，可在水轮机或泥浆泵过流部件上推广应用。

水电站弹性金属氟塑料推力瓦磨损分析及防范

针对耿达电站使用的弹性金属氟塑料推力瓦(简称EMP瓦)所发生磨损现象及原因进行了分析,提出了预防磨瓦的措施,使推力瓦能保持长期安全运行。