水力机械抗磨蚀材料及其防护技术的进展

综述了水力机械过流部件抗磨蚀材料及防护技术的发展历程，概括了抗磨蚀材料的组织结构及机械性能与磨蚀的关系；讨论了抗磨蚀材料从铸铁，青铜到合金钢的发展历程，分析了表面抗磨技术的应用现状，指出表面覆层处理是解决磨蚀的有效方法，其关键是抗磨蚀材料的设计与选择，最后对抗磨蚀材料及其防护技术进行了预测。     

耐汽蚀喷熔涂层质量控制研究

本文深入研究了涂层材料、喷熔工艺对喷熔涂层质量控制的影响。氧-乙炔火焰喷熔法对水轮机过流部件进行修复或预保护的关键之一是采用耐汽蚀抗泥砂磨损自熔合金粉末,以保证喷熔涂层具有良好的强韧性配合,满足工况要求;此外使过流部件实现最小的变形,则关系到整个喷熔工艺的成败。针对不同过流部件的结构特点,采用了对称喷熔法、预热缓冷法、控制不同部位冷却速度和分段喷熔法等工艺措施,成功地控制了涂层质量,保证了过流部件的尺寸与型线要求。经真机考核表明,喷熔后可使机组寿命提高3～5倍以上。     

基于DDPM的螺旋离心泵磨蚀特性分析

应用雷诺涡黏模型、DDPM(density discrete phase model,稠密离散相模型)及颗粒直径Rosin-Rammler分布方法,以黄河含沙水为介质,对一台100LN-7型螺旋离心泵内固液两相流动进行全三维数值模拟,并与基于Mixture混合多项流模型的泵内两相流动数值模拟结果进行对比分析,得到不同粒径和固相体积分数对应的泵过流部件的磨蚀规律及磨蚀强度.结果表明:颗粒混合状态不同会形成不同的粒径分布,混合粒径中平均粒径增大导致叶片进口边及工作面轮缘线附近磨蚀强度增大,平均粒径为1mm时整台泵过流部件磨蚀率达到最大值,平均粒径继续增大磨蚀率反而降低;固相体积分数的增大使整台泵过流部件的磨蚀强度显著提高,叶片背面较其他部位磨蚀强度大;Mixture模型下固相体积分数较高部位与稠密离散相模型下颗粒磨蚀部位相对应,局部区域存在较高体积分数的固相颗粒增加了过流部件表面发生磨蚀的几率,但DDPM模型数值模拟表明只有部分颗粒参与局部区域的塑性磨蚀.     

涡轮机械流场中单颗粒的运动方程

针对涡轮机械的工作介质中含有固体颗粒对过流部件的颗粒磨蚀严重,但颗粒运动规律及相关特性尚不十分清楚的状况,从两相流和边界层理论出发,通过对固体单颗粒在涡轮的主流场及过流部件表面边界层中的受力分析,由牛顿第二定律推导出了描述涡轮机械流场中单颗粒的运动方程,并进行了数值算例分析,从中反映出了固体颗粒在该流场中的运动规律.该数学模型(方程)可用来进一步分析和研究涡轮机械内部流场中的颗粒运动及其对过流部件壁面产生磨蚀的影响.     

高水头混流式水轮机的选择及应用

小白河二级水电站最大水头333m,为目前国内在建电站高水头高转速混流式机组之一。电站首次应用目前国内各项性能指标比好的转轮混流HL715—52到实际中,并对主要部件转轮、过流部件材料及加工工艺作了要求,对坑防汽蚀也采取了一定的措施。     

高温高压冶金用热水循环泵模态分析

为获得冶金用热水循环泵实际工作状态下的振动特性,对泵转动部件与静止部件进行了实体造型,并基于ANSYS Workbench平台对无预应力模态进行了计算,分析了温度不同导致的材料性质变化对2部件模态性能的影响.以泵外特性试验为基础,应用流固耦合技术,对常温常压与高温高压2种环境下的有预应力模态进行计算,对比了不同环境下转动部件与静止部件的各阶固有频率及振幅.从临界转速方面校核了转子系统的刚度,并给出了2部件前6阶模态下的振型.结果表明:冶金用热水循环泵零件结构和材料性质是决定其各阶固有频率的主要因素,而预应力对各阶固有频率的影响很小;不同条件下,转动部件与静止部件各阶模态的振幅几乎没有变化,零件结构形状决定了其各阶模态下的振幅;该泵的转子是一个稳定的刚性系统.     

我国水机磨蚀研究及防护措施

水力机械的磨蚀是我国多泥沙河流上运行的机组长期以来面临的疑难问题。多年来,不少水利工程技术人员对此进行了大量的研究工作,从磨蚀机理的研究到磨蚀的治理均取得了一定的进展。本文对我国近年来关于磨蚀的研究成果及各种防护措施的应用情况作了回顾和综述,同时提出了水力机组应注重在线监测,选择适宜时机对机组进行检修以减轻磨蚀破坏的设想。     

中小型水电站水轮机的磨蚀与防护

水轮机在含沙水流中运行时，常遭到泥沙磨损和磨蚀破坏。本文主要介绍作者近年来在中小型水电站，对水轮机的易磨蚀部件进行修复、修型、改型等抗磨蚀措施方面的实践情况。通过综合治理，使水轮机出力增加，抗磨蚀性能提高。     

水轮机汽蚀分析及抗汽蚀措施探讨

汽蚀在水轮机中发生的部位不同,有翼型汽蚀、空腔汽蚀和间隙汽蚀等3种。它的产生导致水轮机工作机件表面受到侵蚀和剥落,使过流部件形成麻点或蜂窝孔洞,引起机组振动,降低效率和出力。提出了防治措施及处理方法,实例中效果明显。     

PFBC—CC燃机叶片试片腐蚀／磨蚀初步研究

介绍了ＰＦＢＣ－ＣＣ燃机叶片腐蚀／磨蚀试验装置的系统，主要部件，允许试验参数及其主要特点，累计４００多小时的热态试验表明该装置性能稳定，达到了设计要求，初步试验结果是，高，低温试验区均为腐蚀／磨蚀联合作用，高温试验区腐蚀为主，低温试验区磨蚀为主。     

双润滑铜基粉末冶金滑板载流磨耗试验与分析

针对研制的新型滑板进行了载流磨耗试验。室内磨耗试验造成滑板和接触导线磨损的主要原因是粘着磨损,工业运行试验中造成磨损的主要原因是粘着磨损、磨粒磨损和冲击磨损;受电弓滑板与接触导线的磨损是机械作用和强电流作用的综合结果,并相互影响和激化。在铜基滑板中加入固体润滑剂石墨和铅,以及采取外部双侧用高强石墨加强润滑起到了较好的润滑效果;由于粘着磨损和冲击磨损在滑板总磨损中占有相当比重,提高抗粘着性和提高机械强度是减小滑板磨损的有效途径,改善润滑效果是减磨的最有效办法。     

自制耐磨仪及其对羽绒面料折皱点的耐磨性测试

为探索新的织物耐磨性测试方法,设计并制造出自制耐磨仪。介绍了自制耐磨仪的原理、结构以及测试方法。在一定充气压力下应用自制耐磨仪对织物折皱点进行摩擦,通过气流量的变化实时反映织物的磨损情况,通过伯努利方程将变化气流量转化为等效孔径,选取等效孔径值来评价织物折皱点的耐磨性能。采用正交试验,选取摩擦速度、充气压力、面料厚度3个测试参数,对羽绒面料折皱点的耐磨性能进行了测试,分析了它们对羽绒面料折皱点耐磨性能的影响。结果表明,自制耐磨仪在一定条件下,可表征羽绒面料折皱点的耐磨性能。充气压力和面料厚度对羽绒面料折皱点的耐磨性能有显著影响,摩擦速度对其影响不显著,充气压力的影响最为显著。研究结果为改善羽绒服面料折皱点的耐磨性提供了借鉴方法。     

芳纶短纤维增强天然橡胶的磨耗性能及破坏特征

研究了纤维含量、纤维取向、磨耗负荷和热老化对芳纶增强天然橡胶磨耗性能的影响,结果表明：纤维垂直于摩擦面时,材料的常规和高负荷下以及热老化后的磨耗性能均比基胶有较大的提高．同时描述了在３个方向上材料磨耗破坏的不同特征和纤维改变裂纹扩展路径所形成的特殊磨耗破坏机理．     

合金化对高锰钢奥氏体基体强度及耐磨性的影响

对传统成分的高锰钢及经过Ｃｒ、Ｎｉ、稀土等元素合金化的高锰钢进行了组织、结构和磨损性能分析。通过对各试样的点阵参数、耐磨性、磨痕形态的对比着重讨论了使铧对高锰钢奥氏体基体抗流变行为和加工硬化能力的影响,由此阐明了用合金化手段提高高锰钢耐性应综合考虑合金化对奥氏体基体的强化作用及形不散第二相碳化物两方面的因素。     

水泥混凝土路面抗滑功能衰减模拟试验研究

为研究不同类型水泥混凝土路面的抗滑功能衰减,自行研制开发水泥混凝土路面加速磨损仪,并用于对刻槽、拉毛和拉槽混凝土路面板进行室内模拟加速磨损试验,采用摆式摩擦系数测试法和磨损深度测试法对路面抗滑构造的测试。试验结果表明:刻槽混凝土路面板的抗滑衰减分为两个阶段,第一阶段为表面砂浆的磨损,抗滑功能衰减较快,第二阶段为砂浆和粗骨料共同抵抗磨损作用,抗滑构造变化缓慢;拉毛混凝土路面板抗滑功能的衰减呈现初期快、中期缓慢、后期稳定的趋势;拉槽混凝土路面板初期磨损较快,后期变化缓慢,路面的砂浆层并没有出现因磨损过度而裸露粗骨料。     

镍-金刚石复合镀层耐磨性能研究

报道镍－金刚石复合镀层耐磨性能的研究,比较不同添加剂或组合添加剂对复合镀层耐磨性的影响;研究不同硬质材料ＳｉＣ和金刚石同时加入时,ＳｉＣ不同加入量对镀层耐磨性影响;讨论金刚石不同前处理对镀层耐磨性的影响。结果表明,在镀液中同时添加一种阳离子表面活性剂和络合剂,能提高镀层的耐磨性,同时,添加金刚石和ＳｉＣ的镀层比仅添加金刚石的镀层耐磨性差,且ＳｉＣ的加入量越多镀层的耐磨性越差。金刚石粗化和活化同时处     

人造多晶金刚石聚结体磨损机理研究

研究了人造多晶金刚石聚结体磨损机理．结果表明，微断裂是ＰＤＣ的主要磨损机制．杂质降低人造金刚石的强度，从而降低聚晶的耐磨性．粗颗粒的人造金刚石往往含有较多的杂质．含有粗颗粒金刚石的ＰＤＣ的耐磨性较低     

SHF-30/2.5锅炉磨损特性分析及改造

针对山西三维集团30 t/h循环流化床锅炉存在的磨损问题,从炉内气固流动特性和锅炉结构方面,详细分析了造成锅炉磨损的原因,并提出了防止磨损的措施,并对锅炉的布风系统进行了改造,取得了较满意的效果.锅炉的热力计算和烟风阻力计算结果表明,扩大风帽内孔直径会改变循环流化床内颗粒的流动状态和受热面的阻力特性,从而影响循环流化床锅炉的磨损.本研究为循环流化床锅炉磨损问题的解决提供了新的思路.     

高温条件下PPS纤维受粒子冲击产生磨损研究

在前期开发的常温纤维冲击磨损测试仪的基础上,通过增加温度控制装置,构建了高温纤维冲击磨损测试系统,利用该系统对高温过滤材料中常用的PPS(聚苯硫醚)纤维进行了测试.另外,还研究了冲击气流中的粒子浓度与磨损程度之间的关系.结果表明:PPS纤维材料的磨损程度随工作温度的增加而增加,特别是当温度达到一定程度时,影响非常显著;...     

低频振动下散体磨料磨损机理

为了解决动载作用下磨料磨损机理问题,采用实验方法,在自制的振动磨料磨损试验机上,通过低频振动对A3钢磨料磨损,并对其侧面和底面进行磨损形貌分析。结果表明:动载作用下磨损机理主要有两种:切削犁沟和塑性推挤变形。研究结果对于减磨减振,改善磨料磨损工作条件和提高零件寿命提供理论指导。