冲沙闸、沉沙池的设置以及机组的选型和机组数量等。
(6)机组的运行控制,如运行参数是否处在设计
的最佳状态,以及是否适时采取了调水调沙、泄洪排
沙、蓄清排浑措施等。
2 水轮机过流部件磨蚀的表面防护
2.1 设计制造方面
改善水轮机叶片翼型设计。改善端部形状,使转
轮叶片呈光滑流线型,适应水流流线。最大限度使叶
片上的压力分布均匀,缩小低压区,叶片背面无隆起的
不平整现象,出口边较薄。同时合理选择吸出高度。
水轮机气蚀破坏与吸出高度密切相关,选择合适的吸
出高度,并相应选就低的数据,可以减轻气蚀破坏,但
是,会增加厂房开挖深度,增加电站修建成本。选用耐
磨蚀材料在材料和工艺上符合设计要求,并尽可能提
高表面光洁度,增加部件表面韧度和硬度。
2.2 运行方面
优化水轮机运行条件,合理选择工作区,尽量避开
在容易发生汽蚀工况下运行。必要时向转轮出口补
气,将空气送进气蚀区域,降低真空度,降低气泡溃灭
时产生的冲击力,从而减轻气蚀破坏。
2.3 检修方面
(1)堆焊:堆焊是我国采用较多的一种抗磨蚀处
理方法。它的主要优点是设备简单,技术成熟,现场施
工方便。长期以来,在各个电站普遍采用。目前,用于
水轮机抗磨蚀堆焊的焊条主要有高铬铸铁型、高cr—
Mn奥氏体型、cr—Ni奥氏体不锈钢型和低碳马氏体
不锈钢型等,其中,OCrI,Ni 一6M。R 系列低碳马氏体
不锈钢焊条具有较好的抗磨性能,其抗磨蚀能力为Ic—
rI Ni。Ti(A1 O )的2倍左右。堆焊法可使焊层与基体
形成冶金结合,且结合强度高,但该方法冲淡率大,焊
层厚且不均匀,加工量大,不易保证流型线,焊后容易
产生变形,并可能对过流部件产生热影响而降低部件
的机械强度等性能。
(2)喷焊:在水轮机磨蚀方面修复另外常用的一
种方法是喷焊。喷焊法是在喷涂和堆焊基础上发展起
来的一种表面防护技术,利用氧气乙炔火焰配合专用
喷焊枪,将具有特殊性能的自熔合金粉末喷焊到工件
基体表面,形成一层均匀的保护。在这个过程中,由于
喷焊层经过重熔过程,所以,与基体形成冶金结合,其
结合强度可高达(300~500)MPa,覆层为致密无孑L的
铸态结晶组织,具有材料省和效率高等优点。
(3)非金属涂层法。为了解决水轮机严重磨蚀的
问题,在选用非金属材料方面,可以使用EP金砂刚、
$80(美国)、聚氨酯(PU)橡胶(德国)、热喷涂尼龙和
高分子聚乙烯等材料。非金属涂层属于高分子材料,
可用于水轮机活动导叶、转轮室、叶片正面和头部等非
气蚀区。目前,我国用于水轮发电机过流部件的非金
属保护涂层主要有EP聚合物、复合尼龙和Pu系列。
环氧金刚砂由环氧树脂为主体辅以多元醇缩水甘
油醚为活性稀释剂,加固化剂组成。环氧树脂具有优
异的粘接力,并且施工工艺简易,可在常温下施丁。在
加温至(50℃ ~60℃)时与钢铁的粘接抗拉强度为(40
~ 60)MPa。剪切强度为(20~35)MPa,加入刚性填料
金刚砂后抗磨性能优异,抗磨系数是300钢的2倍,耐
磨蚀性能相当于300钢。
复合尼龙粉末为灰白色粉末,由高分子材料尼龙、
环氧和多种添加剂经复合处理混合而成,即具有尼龙
材料的耐磨、耐冲性能又兼备环氧的优异粘接性能。
粉末喷涂在表面经过喷沙处理加热至200℃ 左右的转
轮上,粉末喷涂就熔融流平形成保护层,经同化成膜,
具有优良的耐磨蚀性能,其抗磨系数是300钢的2~3
倍,耐磨蚀性能是300钢的1.5倍,粘接强度达60
MPa以上,剪切强度35 MPa,替代工件表面抵御流体
中泥沙颗粒及空蚀的破坏。从而使工件使用寿命延
长,保证了使用期的效率。
3 结语
经实际应用过的各种表面防护措施都不同程度地
缓解了水轮机过流部件的泥沙磨蚀,但距基本消除