水力机械抗磨蚀涂层的试验研究与应用

水力机械的气蚀和泥沙磨损是影响水电站高效、安全和经济运行的关键问题之一,尤其建造在多泥沙河流上的水电站,其磨蚀破坏更为严重。水力机械遭受磨蚀破坏后,其运行效率下降,使用寿命缩短,检修费用增加,因此,对水力机械磨蚀破坏的防护措施进行试验研究很有必要。     

水机磨蚀涂层的结构性进展

水机磨蚀涂层经结构性完善和创新,己能经受较强的磨蚀工况考验,在设计、制造及运行管理中应予以关注并达成共识,使涂层的功能成为延长机组寿命、充分高效利用水轮机资源的一个重要组成部分。     

提高非金属涂层耐磨蚀性能的途径

分析总结泥沙对过流部件表面的磨损和空蚀破坏机理，评述了当前常用的环氧金刚砂涂层、聚氨酯涂层、复合尼龙(聚酰胺)涂层的应用现状，指出它们各自性能的优点和存在的问题。通过借鉴高分子材料、陶瓷工艺、矿物加工颗粒学等相关领域的研究成果并结合实际工作经验，探讨了有助于进一步提高过流部件表面非金属涂层耐磨蚀性能的途径。     

水泥砂浆新型涂层磨蚀性能试验研究

为研究泥沙特性与磨蚀角度对有、无新型涂层水泥砂浆材料磨蚀的影响及机理,采用超声振动空化装置配合自主研发的泥沙搅拌装置作为水泥砂浆的磨蚀设备,对新型涂层材料进行了磨蚀性能试验,对比分析了相同磨蚀条件下有、无涂层的磨蚀量大小,并探讨了各自的磨蚀机理。研究表明:超声振动空化装置是一种较好的快速模拟磨蚀的试验方法;泥沙特性与磨蚀角度对水泥砂浆材料磨蚀有较大的影响,随泥沙粒径与含沙量的增大,水泥砂浆磨蚀量增大,当水流含沙量逐渐增大并超过100 kg/m3时,水泥砂浆磨蚀量增加趋势变缓;水泥砂浆材料呈现典型的脆性材料的磨蚀特征,当磨蚀角度小于60°时,涂层材料磨蚀量增加速率趋缓,超过60°后增加速率较大。该涂层对水泥砂浆在小粒径、低含沙量以及小角度的挟沙水流中磨蚀防护效果较好。     

解决水力机械的磨蚀问题

由于水电开发的增加，因水流引起的水轮机和水电站其它设备的磨损问题，变得更加突出了。必须在世界范围内减小这个早就认识到的水力磨蚀问题。在已建电站中只能采取有限的对策措施。但是，在新电站的设计中却有许多避免磨蚀的方法。     

吸出高度对水轮机磨蚀影响的试验研究

用增压式水机磨蚀装置模拟水轮机吸出高度变化，在天然黄河水质中进行了磨蚀试验，研究认为，无论是清水还是浑水，靡蚀失重率在某一Ｈｓ时均存在峰值，含沙量增加，峰值增加，峰值对应的Ｈｓ值减小，说明泥沙对磨蚀有促进作用，减轻磨蚀效果的Ｈｓ应在大含沙量失重率峰值两侧一定范围内选取。     

吸出高度对水轮机磨蚀影响的试验研究

用增压式水机磨蚀装置模拟水轮机吸出高度（Ｈｓ）变化，在天然黄河水质中进行了磨蚀试验．研究认为，无论是清水还是浑水，磨蚀失重事在某一Ｈｓ时均存在峰值．含沙量增加．峰值增加．峰值对应的Ｈｓ值减小．说明泥沙对磨蚀有促进作用．减轻磨蚀效果的Ｈｓ应在大含沙量失重率峰值两侧一定范围内选取．     

水轮机叶片CrMnN抗磨蚀涂层的组织结构与性能研究

应用透射电子显微镜和金相显微镜研究了ＣｒＭｎＮ涂层的显微组织及其微观结构。其显微组织为初晶奥氏体和共晶体，而共晶体为奥氏体和Ｃ或Ｎ或Ｂ的化合物，Ｃ或Ｎ或Ｂ的化合物的主要存在形式为（Ｆｅ，Ｃｒ）２３（Ｃ，Ｂ）６，（Ｆｅ，Ｃｒ）７（Ｃ，Ｂ）３，Ｆｅ２Ｂ。涂层与基体的结合强度为５４６２２ＭＰａ，涂层的抗磨蚀能力是ＺＧＯＣｒ１６Ｎｉ５Ｍｏ钢的６５倍。     

水力机械抗空蚀涂层研究进展

空蚀是水力机械最常见的失效形式,广泛存在于水轮机、水泵等水力机械过流部件中。抗空蚀材料的研发和应用能够有效解决空蚀问题。对抗空蚀涂层的分析和研究,有助于研究人员更方便快捷地了解各类涂层的特点,并针对不同空蚀工况提出行之有效的解决途径。阐述了流体机械过流部件空蚀的形成机理及其影响因素,综述了耐磨蚀涂层技术的研究现状和进展,评述了热喷涂、堆焊、激光熔覆和聚氨酯等不同类型涂层的优缺点,指出将材料的抗空蚀性能和抗空蚀机理有机结合,是解决空蚀问题的有效途径。     

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.     

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。     

猴场水电站水轮机选型及抗磨蚀措施

多泥沙河流的水电站,进入水轮机的水流含有不同程度的泥沙,这些泥沙对水轮机的过流部件常常造成严重的磨蚀,使水轮发电机组的经济运行和稳定运行都受到不同程度的影响。为了减轻水轮机泥沙磨蚀,最有效的办法就是在设计阶段采取有效的防范措施,而不是泥沙对水轮机进行破坏后修复或治理。为此,首先在对电站进行水工枢纽设计时,就要合理布置水工建筑物,减少过机泥沙;其次,要优选机组号数和优化机组结构设计,以及采用优质母材和提高制造质量等。     

混流式水轮机转轮抗磨蚀水力性能研究

转轮严重磨蚀是在多泥沙河流运行的水轮机普遍存在的问题。通过对含泥沙水流在水轮机转轮内流动特性的研究，成功设计出抗磨蚀的混流式水轮机转轮。该转轮已在九子溪水电站运行了4年半时间，未进行过磨蚀修复，机组还增容15.3％。实践证明，磨蚀研究成果及转轮设计思想是正确的。     

材料磨蚀装置的研制及试验结果分析

本文提供的材料磨蚀装置由文丘里管空化设备和冲击磨蚀设备并联组成．用于开展交流速、变含沙量条件下金属、非金属、涂层材料及土工织物的泥沙磨损或空蚀试验．对比材料抗磨蚀性能．探索磨蚀机理。经调机和正式试验认为，其布局和结构合理，技术参数达到设计要求。     

磨蚀机理探讨及抗磨蚀材料的应用

对材料的空化空蚀、泥沙磨损和磨蚀机理进行了探讨，对抗蚀耐磨材料的应用进行了分析，提出了抗磨蚀材料今后重点研究的课题，以期促进抗磨蚀材料应用技术的发展     

我国水机磨蚀的现状和防护措施的进展

针对河流泥沙对水轮机和水泵磨蚀的负面影响 ,介绍了水力机械磨蚀类型及影响因素、水机磨蚀的防护和国内外现有保护措施。在机组选型和招标中参考符合实际经验和试验成果的参数 ,选择合理的比转速和相对流速 ,尽量减少空蚀的吸出高程。在机组本体材料和防护涂层方面 ,对引进的国外先进技术要进行比较和检验 ,结合实际情况进行创新