铬含量对Cr-Ni型水轮机材料特性的影响与调控

将ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢(简称13 4)中的Cr降低至5 57%和9 93%,研究了材料在13 4常规热处理工艺下Cr变化对材料力学性能的影响;将13 4中的Cr分别降至6 64%、8 34%和10 61%,进行热处理工艺优化并研究材料的组织和力学性能。结果表明,按13 4常规热处理工艺,随Cr含量的降低,强度呈近似线性显著降低;适宜的正火温度随Cr含量的降低而降低;在优化的热处理工艺下,材料(8 34%Cr)的组织为板条状马氏体和逆变奥氏体,含8 34%Cr和10 61%Cr两种材料的各项力学性能均符合13 4标准要求,获得了较高的综合力学性能。

Cr-Ni型水轮机材料电化学腐蚀和抗空蚀行为

以ZG20Cr13为对比材料,在浓度为1mol/L的H2SO4溶液中测定了ZG06Cr13Ni4Mo(简称13-4)和Cr含量降至10.61%、8.34%和6.64%(mass)时材料的阳极极化曲线.利用超声振荡空蚀实验机和洛氏硬度计分别研究了13-4、8.5Cr-4Ni(简称8.5-4)和高强韧性Cr-Ni型不锈钢SRIF的空蚀行为和局域弹性性质,并研究了试验材料的组织和力学性能.结果表明,随13-4中Cr含量降低,材料的电化学腐蚀性能降低.当Cr含量降低至8.34%时,材料的电化学腐蚀性能与ZG20Cr13相当,仍属于不锈钢范畴.8.5-4、13-4和SRIF的局域弹性性质he无明显差别,13-4的抗空蚀性能略高于8.5-4,SRIF的抗空蚀性能明显高于前两者.

含沙水域水轮机过流部件的材料应用及进展

介绍含沙水域过流部件的失效形式、使用材料及性能研究、应用状况等 ,展望未来在选材、性能研究等方面的主要发展方向 .层错能低、弹性好、强度高、组织致密、晶粒细微、耐蚀性好、具有足够韧性的亚稳态奥氏体材料是理想的水轮机过流部件使用材料 ;用清水试验测定空蚀分量等 ,是研究磨损与腐蚀间的相互促进效应 ,腐蚀、磨损及空蚀三者之间相互促进作用的基础试验 ,也是研究力学与化学间相互促进规律的重要试验 .

空蚀破坏的微观过程研究

通过空蚀试验和扫描电镜分析对空蚀试样的破坏过程进行了研究,进行了微观点跟踪观察。结果表明:在金属表面产生空蚀针孔,在随后大量气泡溃灭作用下,针孔壁逐渐小块剥落,形成空蚀坑,当空蚀坑相互连接时,原始表面全部剥落,新的空蚀针孔和空蚀坑又重新形成,使金属表面层层剥落。确定单个气泡溃灭产生的微射流是在金属表面造成空蚀针孔的原因,而空蚀坑的形成则是疲劳裂纹萌生和扩展的结果。

水轮机的磨蚀失效特性

为了用更加科学的方法防治和减轻黄河流域水电站的泥沙磨蚀,有必要采用真实的黄河原型沙对水轮机材料的磨蚀失效特性进行研究.采用郑州花园口的黄河原型沙,在实验室条件下,以黄河三门峡水电站的实际情况为基础,通过测定3种不同泥沙含量、6种不同流速条件下2种水轮机材料1Cr18Ni9Ti和ZG0Cr16Ni5Mo的磨蚀失重量和磨蚀失重率,并对试验结果进行定性和定量分析,获得了水轮机在黄河原型沙环境下磨蚀量与磨蚀时间、磨蚀量与流速、磨蚀量与含沙量之间的关系及其回归式,并得到了2种试验材料的磨蚀失效特性的数学模型.试验结果表明:在含沙量相同的情况下,无论哪种材料,其磨蚀失重量均随着流速的增大而增大;在流速相同的情况下,材料的失重量随着流体含沙量的增大而增大;磨蚀随着时间的延续而增大.由回归式可知,在黄河原型沙和水动力学环境下,金属材料的磨蚀量大约与流速的3次方、含沙量的1次方和时间的1次方呈正比.

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。

水轮机过流部件用材料的抗磨蚀技术措施

水轮机过流部件的磨损和破坏一直是水电站运行的难治之症。文章分析了水轮机过流部件的磨蚀失效原因,介绍了常用的抗磨蚀材料,以及相应的表面处理技术。同时还介绍了新材料和新工艺在国内外成功应用的例子。

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.

环境压力对冲蚀、空蚀交互磨损影响研究

在转盘式磨损试验装置上进行了环境压力对冲蚀和空蚀交互磨损影响的试验,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,模拟水轮机工况,数值研究了试件表面汽液固三相流场及特性,以及环境压力对交互磨损的影响。结果表明:在4种环境压力参数下,交互磨损失重量随着环境压力的增大呈线性递减,即环境压力越大交互磨损程度越轻微;数值计算的转盘表面总压等值线、汽相体积比等值线两者的叠加区域与试验结果中试件的交互磨损表面形貌基本一致,即数值计算结果和试验结果吻合得较好。

水轮机部件过流表面的金属材料磨蚀防护

介绍了GB1焊条堆焊、粉末喷焊和碳化钨涂层三种工艺各自的优缺点和适用范围。GB1焊条堆焊层具有优异的抗空蚀、抗磨蚀性能,良好的抗磨性,适用于强空蚀、磨蚀部位的防护。粉末喷焊层具有良好的抗空蚀、抗磨蚀性能,优良的抗磨性,适用于小型水轮机过流部件的防护。碳化钨涂层具有极好的抗磨性,但是抗空蚀性能差,适用于大中型水轮机过流部件的磨损防护。就抗磨寿命而言,单层的GB1焊条堆焊层、粉末喷焊层略低于碳化钨涂层。喷焊和堆焊可能引起变形,而涂层则基本不会。GB1焊条堆焊性价比最高。

碳钢材料的表面冲蚀疲劳研究

根据固体疲劳磨损理论并结合接触力学的有关分析结论,设计了一套确定塑性接触状态下材料表面粒子冲蚀疲劳特性参数的方法,同时依此方法确定碳钢材料的粒子冲蚀应变值,应变指数。

水轮机抗磨蚀金属材料的优化设计

对抗磨蚀金属材料的基础研究表明,在10种常用结构材料的金属中,以钨、钴、铬的抗气蚀性最佳;生产应用研究结果表明,钨系材料中的火焰喷焊WCM硬面陶瓷材料,铬系材料中的电镀稀土铬硬面材料,钴系材料中的等离子喷焊CoCrWC硬面材料,都是抗磨蚀性能较优,成本较低,并可进入工业应用的水轮机抗磨蚀结构材料。

水轮机过流部件抗磨蚀涂层技术研究进展

水轮机过流部件在运行过程中,因长期受到气蚀、高速水流中泥沙等硬质颗粒的磨损等作用而产生磨蚀破坏,导致过流部件材料失效,严重影响了水轮机的运行效率、安全性和服役寿命。在过流部件表面进行涂层防护是提高水轮机抗磨蚀能力的有效方法之一。简要阐述了水轮机过流部件气蚀和泥沙磨损的机理及其影响因素,为涂层选材及制备工艺研究提供理论依据,同时综述了近年来水轮机耐磨蚀涂层技术的研究进展,评述了不同类型涂层的特点、存在的问题及改进方法,并展望了其未来的发展趋势。

三门峡水电站水轮机过流部件防护材料的筛选及防护方案

水轮机过流部件表面防护材料筛选试验及防护方案的确定是三门峡水电站汛期浑水发电试验的一项重要内容。通过近４０种抗磨材料的筛选试验，确定了如下的防护方案：①在叶片头部采取ＳＰＨＧ１合金粉末喷焊材料一步法直接喷焊防护；②对叶片背面外缘强气蚀区和端面，在采用Ａ１３２焊条堆焊的基础上，采用ＳＰＨＧ１合金粉末喷焊材料两步法直接喷焊防护；③对叶片背面气蚀较轻部位和转轮体，用Ａ１３２焊条堆焊防护；④采用ＧＢ１焊条堆焊措施防护转轮室中环；⑤对叶片正面、导水叶、泄水锥及支持盖等部件可采用环氧金刚砂涂层防护。

不同材料翅片管换热器传热及阻力特性试验研究

随着水轮发电机朝着巨型机组发展,对发电机定子冷却提出了更高要求。换热器的翅片管除了整体轧制的翅片外,各种加工方式都会使基管与翅片之间存在一定的接触热阻。由于接触热阻研究困难,大多试验研究不涉及热阻,或者实际上将接触热阻归纳到气体侧的热阻中。本文对4种不同材料的翅片管换热器的传热和阻力特性进行试验研究,得到了在工业常用的雷诺数Re范围内的传热和阻力特性的变化规律,对实际工程中换热管及翅片的选用有指导意义。

三峡水轮机焊接材料及工艺研究

介绍三峡水电站水轮机的焊接材料和焊接工艺的理论分析、试验研究及应用结果。