三门峡水电站水轮机防磨蚀材料试验

三门峡水电站运行四年十年，水轮机过流部件空蚀磨损损坏十分严重，针对损坏情况，三门峡水电厂进行了大量的防磨蚀试验工作。本文综述了近三十年抗空蚀磨损材料试验、材料筛选情况及工艺方案的确定，得出结论意见。     

聚氨酯在水轮机抗空蚀运用中的探讨

通过深入分析水轮机产生空蚀的机理,探讨了聚氨酯材料的特性,认为用聚氨酯作为水轮机过流部件的涂层材料,可充分发挥其允许弹性形变大、高抗磨损性的优点,从而有效提高水轮机过流部件的抗空蚀性能,其作为水轮机过流部件的涂层材料将有广阔的应用前景。     

液态金属材料在水轮机过流部件修补中的应用

在多泥沙河流上运行的水轮机易受到泥沙磨损和空蚀破坏,其防护措施一直是水电工程中水轮机安全经济运行的一个重要问题。对空蚀破坏及泥沙磨损机理、液态金属材料特性及其在水轮机部件上的适用性作了探讨,对液态金属在铜街子电站水轮机过流部件中的喷涂工艺及其抗泥沙磨损和空蚀破坏的性能展开了分析。分析结果表明:液态金属在使用性能和工艺性能方面能够适用于水轮机,可以提高水轮机的抗磨损性和抗空蚀性。     

水轮机抗磨防护技术进展

水力机械的磨损、空蚀及其联合作用的破坏是水轮机和水泵运行、维护及管理中的一个突出课题，针对这一课题及我国多沙河流的特，或，研究优化出了SPH抗磨蚀材料及其有关工艺．该抗磨蚀材料具有优良的抗空蚀、抗磨损及抗磨蚀破坏的能力，且工艺简单便于现场推广应用．大量试验研究在真机上进行，成果由多组试验验证，真实可靠，已具备在轴流式和小型混流式水轮机、水泵过流部件上推广应用的技术条件．     

三峡左岸电站水轮机过流部件磨蚀初析

河流泥沙对水轮机过流部件具有较大的磨损,介绍了三峡左岸水轮发电机组在上游水位135 m及156 m下水轮机过流部件的磨蚀情况,并从泥沙磨损、气蚀破坏等方面初步分析了水轮机过流部件磨蚀破坏的原因,结合上述原因提出了减轻水轮机过流部件磨蚀破坏的预防措施,这对三峡上游蓄水175 m后机组稳定运行具有重要的意义。通过检测与分析,认为单从泥沙磨损方面说对机组过流部件的影响并不严重,但泥沙磨损往往和空蚀联合作用,容易加速过流部件表面的破坏进程。     

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。     

激光熔覆表面强化在水电站转轮室的应用

水轮发电机组过流部件的空蚀、磨损、磨蚀的缺陷一直没有很好的修复方法.目前采用的激光熔覆工艺和新熔覆材料,替代传统的焊接工艺和喷涂技术,用于水电站转轮室修复,可获得更好的抗空蚀、抗磨损、抗磨蚀性能,同时可提高熔覆层和基材的结合强度,形成更细密的组织结构.经实践检验,该技术在水电站转轮室的应用是成功的.     

空蚀风险判别及分级方法研究

空蚀是过流部件受空化冲击作用而破坏的一种现象,不仅会影响船舶过流部件的水动力性能,还会威胁局部结构的安全性。空蚀风险则指空蚀出现的可能性,主要体现为空化流动的破坏性。现阶段的空蚀控制主要是在设计阶段采用优化措施降低空蚀风险,其前提是不同设计方案空蚀风险的准确评估。受研究手段及物理机制等多重因素的限制,国内对空蚀风险的判断方法较为单一,且受人为经验影响较大,严重影响了评估结果的可靠性。针对上述技术现状,该文构建了基于高速摄影、压力脉动以及涂层空蚀试验结果的空蚀风险综合评判及分级体系,可为空蚀风险的判别提供更有效的支撑。     

龚嘴水电站泄洪排沙底孔磨损研究

在前人研究的基础上,从含沙水流的冲磨原理出发,分析了在含沙水流中空蚀与磨损的联合作用,以及掺气对磨损和空蚀的影响.根据不同材料在龚嘴泄洪排沙底孔的使用情况,分析了龚嘴泄洪排沙底孔的磨损特性,认为它的磨损属于悬移质磨损.但其磨损特性与黄河泥沙的微切削磨损特性有很大的不同,而是以稀疏粗颗粒的撞击疲劳磨损为主,且很可能掺混有空蚀破坏,空蚀与泥沙磨损相互促进,加剧了磨蚀的程度.     

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。     

黄金峡泵站水泵母材泥沙磨损试验研究

水泵的泥沙磨损问题是泵站运行管理过程中需要重点考虑的问题之一,在含沙水流冲刷作用下,水泵过流部件易产生明显磨损,从而缩短水泵的使用寿命,降低泵站的运行效率。以引汉济渭工程黄金峡水利枢纽为例,通过在水力机械磨蚀测试系统——旋转圆盘循环工位上进行泥沙磨损试验,探究磨损部件不同备选材料的泥沙磨损特性,结果表明:材料磨损深度随测点半径的增大而增大,泥沙中值粒径的大小对磨损的影响显著,磨损深度随泥沙中值粒径增大而增大。同时根据试验结果,构建了材料磨损率关系式,估算了备选材料的磨损量,比选出了合适的水泵母材。最终,基于研究成果提出了减小水泵泥沙磨损的措施建议,对减缓水泵磨损,降低泵站后期运行和维护费用具有重要意义。     

我国多泥沙河流水电站水轮机磨蚀状态检修系统

我国水电站的检修体制存在着检修科学依据不足、维修不足、维修过剩等缺点,而状态检修的推行可以克服上述缺点。为此,提出了多泥沙河流水电站水轮机磨蚀状态检修策略,并以三门峡水电站的水轮机磨蚀为例,分析了水轮机的磨蚀规律及对水轮机性能的影响程度,并以此提出了三门峡水电站水轮机磨蚀检修决策系统,为我国多泥沙河流水电站水轮机的检修提供了理论基础和技术参考。     

丙乳砂浆的水工特性试验研究与工程应用

本文根据水工混凝土建筑物的运行条件，对丙乳砂浆材料进行了水工特性试验，分析了其具备良好的抗冻融、抗冲刷和抗渗透性能的细观机理，介绍了喷射丙乳砂浆技术在实际防护修补工程中的应用情况.试验研究和工程实践表明：丙乳砂浆材料具有优良的抗冻融、抗冲刷、抗渗透性能.     

钢筋锈蚀对混凝土结构影响研究

本文针对水工混凝土结构长期处于复杂工作环境下极易出现的钢筋锈蚀问题展开研究,从钢筋锈蚀机理和钢筋锈蚀对于钢筋混凝土结构的影响两个方面进行归纳分析,重点分析了钢筋锈蚀对材料力学性能和粘结滑移性能的影响,以及基于非均匀锈蚀产生的锈胀作用,提出钢筋锈蚀各影响因素之间的耦合效应是未来钢筋锈蚀问题的重要研究方向。     

45~#钢在含沙氯化物两相流中的磨蚀性能试验研究

为了研究泥沙特性与NaCl浓度对45#钢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磨蚀试验设备,对45#钢材料进行磨蚀性能试验。运用失重法对比分析了相同磨蚀条件下有、无NaCl时的磨蚀量大小,并探讨了各自的磨蚀机理。研究结果表明:NaCl的加入对于45#钢材料磨蚀性能有较大的影响,且其磨蚀影响存在某个特定的门槛浓度。当NaCl浓度小于3. 5%时,材料磨蚀量增加速率较大,超过3. 5%后增加速率趋缓。45#钢磨蚀过程存在的临界泥沙粒径在0. 05~0. 07 mm之间。NaCl的加入引起的泥沙颗粒对金属的力学磨蚀作用与NaCl对金属的电化学腐蚀之间的协同作用大于由于水体黏滞性引起的细颗粒泥沙对金属磨蚀的抑制作用。研究成果能够为优化设计水轮机体型提供依据,对电站在合适的工况下正常运行和维修具有指导意义。     

抗冲磨混凝土在姜射坝水电站的试验研究与应用

抗冲磨混凝土被广泛应用于水工建筑物坝体泄水孔洞、溢流面、消力池等需要抗冲磨的部位，其质量直接关系到水工建筑物运行安全及使用周期。四川姜射坝水电站在首部枢纽工程冲沙闸、泄洪闸、护坦等部位的底板面层均采用了铁钢砂混凝土和HF耐磨粉煤灰混凝土，经过试验研究与应用表明，采用掺HF外加剂配制的抗冲磨混凝土不仅具有较高的力学强度和抗冲磨强度，而且施工工艺简单、经济效益明显，是一种较理想的抗冲磨混凝土。     

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。     

水工混凝土抗冲耐磨防护技术研究进展

简要介绍了抗冲耐磨混凝土和钢板衬护等现有水工混凝土抗冲耐磨技术,阐述了喷涂聚脲弹性体技术应用于水工建筑物防护的可行性和优越性。工程应用表明,聚脲材料具有优异的抗冲耐磨性能、良好的复杂环境适应性、超强的耐老化性能以及便捷的施工性能等特点,使其成为解决水工混凝土磨损和空蚀问题的有效手段。     

三峡二期工程过水建筑高流速区钢衬设计材料选择

介绍了三峡二期工程过水建筑物钢衬结构设计中对材料选择的思考，分析了传统型结构钢用于水利工程重要部位即高流速区钢衬砌磨损与腐蚀的部分原因，肯定了高流速区过流面保护的重要性，提出了减轻磨蚀应采取的必要应对措施，结合不锈钢材料自身的物理及机械特性进行了定性分析和研究，同时对结构和材料的基本要求作了必要的论述和界定，本着即满足建筑物安全长效运行又可一定程度节约工程投资的原则，对不锈钢复合层厚度和基材以及界面复合要求进行了优化选择和规定，使材料发挥出最大的效应，三峡枢纽工程泄水建筑高流速区不锈钢复合板的大规模使用，也为其它水利工程选择耐磨抗腐材料提供了一些思路或借鉴，供设计选材时参考。     

修补过流面混凝土缺陷的新型抗冲耐磨材料研究

含砂高速水流对水工建筑物过流面混凝土的冲磨破坏是水电工程建设和运行中的疑难问题。在优选的胺类—环氧树脂固化体系抗冲磨材料配方中,加入增韧剂GXY后,制备出具有“海岛结构”的合金增韧型双组分抗冲磨材料,常温、低温（0℃左右）可固化,粘结、抗压、抗冲磨强度等力学性能高,配制、施工操作简便、适应性强、能在潮湿面施工,是一种性能优良的用于水工建筑物过流面防护和缺陷修补的材料。