离心通风机叶轮叶片磨损分析与耐磨处理

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1、万方数据《装备制造技术)2009年第5期离心通风机叶轮叶片磨损分析与耐磨处理崔文珍(天津市鼓风机总厂，天津300400)摘要：根据对离心风机叶轮叶片实际磨损与失效形式的研究以及对磨损失效机理的分析。总结出离心风机叶轮使用寿命的计算公式履叶片磨损的主要因素。提出了一系列防磨措施。以提高风机叶轮的使用寿命。关毽词：风机；叶片；磨损；耐磨处理中图分类号：TG442文献标识码：B离心通风机进行含尘气体的输送时，气体中的尘粒如煤粉、沙粒、岩石等，要冲击叶轮叶片的表面使叶片受到磨损，叶轮受到磨料、冲蚀、等多重作用造成磨损。其中，主要是受到磨料的作用，即微小的尘埃和煤灰等

2、颗粒，在风压作用下。对高速运转的叶片表面进行了显微切削，造成了叶片的膳损。后果是叶轮的平衡受到破坏，引起风机的不平衡振动，严重时需要更换叶轮，导致风机不能正常运转。据现场对已磨损叶片表面的观察，发现磨损最严重的部位已成豁口状(局部磨穿)，稍严重部位已磨成薄刃状，其他部位的表面磨成一道道微细沟槽。因此，研究离心通风机磨损的机理，采取相应的防磨措施是十分必要。1常见的几种叶轮叶片磨损失效形式从实际观察磨损的叶轮叶片，其磨损程度不尽相同，磨损的部位也不一样，但是，根据不同的叶片型式，仍可以总结出如下规律。(1)前向叶片的磨损。图1是某燃煤电厂使用的Y9—38No．

3、12．5D叶轮叶片磨损情况。磨损多发生在叶片进口、出口、和靠近后盘叶根处。其中图lc磨损部位集中，形成沟槽，叶片容易脱落造成事故。矿．．驴蝈^进口磨损B出口磨损C根部磨损圉1前向叶片的磨损(2)径向直板叶片的磨损。离心风机的径向直板叶片，磨损部位多在叶片出口处，由叶片出口向内逐渐减轻(如图2)。(3)后向机翼型叶片磨损。如图3所示是某钢厂使用Y4-73—12No．18D叶轮叶片的磨损情况，其严重磨损部位在靠近一侧的出口端和叶片头部。叶片头部严重磨损后，尘粒等杂物已进入叶片腔内，破坏叶片平衡，引起振动。收稿日期：2009-02一10作者简介：崔文珍(1975一

4、)，女，天津人。工程师，主要从事风机设计工作。文章编号：1672—545X(2009)05--0163--02茸一藿A’(4)后向直板叶片的磨损。后向直板叶片的磨损情况如图4所示。其磨损部位主要在叶片出口靠中轮盘一侧。圈4后向直板叶片的磨攒2叶轮叶片磨损的机理和主要影响因素(1)叶轮叶片磨损的机理。磨损的现象是由许多因素综合作用的结果，尘粒进入叶轮后，与壁面相互作用，再流进流道的进口区域和整个轴向流道内，尘粒基本上是在气流夹带及自身惯性的综合作用下，以非零攻角碰撞壁面，然后又反弹进人流道内，这样引起的流道磨损是典型的冲蚀磨损。而在离心流道的出口区域内，尘粒在

5、流道内运动了较长一段距离，大部分和壁面发生过多次碰撞，基本上沿着压力表面滑动或滚动，并对壁面有一定的压力作用，这样造成的背面材料的磨损，属于擦伤式磨粒磨损，尘粒在压力面附近区域的集中，更加剧了磨粒磨损的危害程度。(2)风机叶轮的寿命计算公式及叶轮磨损的主要因素。通过对风机磨损机理的分析，总结出风机叶轮的寿命计算公式如下：三=当哞(1)mV3式中163万方数据EquipmentManufactringTechnologyNo．5，2009L——叶轮寿命；爵一系数；s——叶片厚度；m——价质含尘量；r重力加速度。叶片的磨损速度矿是风机输送气体含尘量m、粉尘粒度d

6、、粉尘硬度HB、尘粒冲击叶片的角度i和速度∞。、风机叶轮直径D2、转速n的函数，即：v=f(m，d，HB，i，∞．，D’，n)(2)在诸因素中，后4项受风机性能、叶片型线设计所制约。在性能要求相同时，不同风机模型和叶片型线，其叶轮直径、转速和气流进入叶轮的速度也不同。后向叶片叶道间气流分离及涡流程度最轻，流线平滑，进口气流对叶片冲击小。实验证明，后向叶片比径向叶片耐磨损。在满足风机性能要求的基础上。改变叶片的形状，可以在一定程度上减少或避免叶轮叶片的磨损，但往往仍不能满足用户对风机叶轮使用寿命的要求。3离心风机叶轮叶片的防磨措施离心风机叶轮叶片的防磨措施有许

7、多种，如叶片渗碳、表面喷涂镍基碳化钨、在易损部位上覆盖防磨防护板、堆焊耐磨层、镶焊耐磨陶瓷片等方法。在具体实践中，镶焊耐磨陶瓷片，可使寿命提高4—6倍，但陶瓷片易脱落，成本高；表面喷涂镍基碳化钨，可使叶轮寿命提高4。11倍，其优点是涂层薄，叶轮重量轻，强度好，但工艺复杂，需要专业厂家实施。根据天津市鼓风机总厂的实际情况，选用在叶片和轮盘上焊接加强肋板加堆焊耐磨层的方法(如图5所示)，叶轮使用寿命可提高2—4倍，其特点是工艺简便可行，价格便宜。T作面堆焊耐磨层非丁：作面堆挥耐磨层图5叶片加强肋板加堆焊耐磨层(1)耐磨性。叶片和轮盘上焊接加强肋板加堆焊耐磨层的方

8、法，在堆焊是采用FMN一2耐磨堆焊焊条，此焊条焊接工