新型耐磨陶瓷技术在水轮机上的应用

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1、小水电2015年第1期(总第181期)北方10省(市、区)水力发电工程学会第29次联系网工作会专题讲座新型耐磨陶瓷技术在水轮机上的应用112曹庆皎，赵林明，杨树强(1．河北工程大学水电学院，河北邯郸056038;2．邯郸市摩圣机械维修服务有限公司，河北邯郸056001)摘要:结合小觉水电站被磨损转轮的修复过程，介绍一种新型耐磨陶瓷技术。采用这种技术，可以有效地修复被磨损的转轮，并使转轮等水轮机过流部件有较强的耐磨损性能。图4幅。关键词:水轮机;磨损;耐磨陶瓷;抗磨处理;平衡处理;加热处理小颗粒耐磨防护剂、超金属修

2、补剂、白色刷涂陶瓷1概述粉末和灰色刷涂陶瓷粉末5种双组份的环氧耐磨防小觉水电站位于水资源较丰富的河北省平山县护涂层组合而成。耐磨陶瓷含有超强耐磨材料，具西部山区的滹沱河流域。电站安装有3台单机容量有良好的防磨性和防腐性，耐磨性能是一般金属的为1500kW的水轮发电机组，近年来年发电量达2倍以上，广泛应用于水泵叶轮修复防磨、泵体磨1000万kW·h以上。但由于所在河流含有大量泥损复原、料斗修复防磨、法兰面冲蚀腐蚀修复、阀沙，造成该电站水轮机过流部件的严重磨损，缩短门修复防磨、焊缝保护、金属管道本体修复等。了水轮机转

3、轮等过流部件的使用寿命，降低了水能超滑金属是一种由陶瓷和硅钢粉末混合成的双转换的效率;因此需要采用一定的技术，解决水轮机组份聚合材料，涂层固化后，可产生极其光滑的表磨损的问题。鉴于这种情况，研究了一种新型的耐磨面，可减少流体的阻力，从而提高设备的运行效陶瓷技术，对该电站的水轮机转轮进行了修复。率，同时具有极好的抗腐蚀能力和抗冲击性能，它在各种流体机械的增效防护中被广泛应用。2耐磨陶瓷涂层简介陶瓷具有高熔点、高硬度、高强度、高化学稳解决水轮机过流部件的磨损问题可以从设计、定性、高绝缘能力、低热导率、低热膨胀系数等特

4、［1］制造、运行等多方面考虑，但是目前采用的主点，用作涂层可以有效地提高基体材料的耐磨损、要方法还是对磨损部位进行修复。针对中小型水电耐高热、耐腐蚀和抗高温氧化等性能。陶瓷具有金站的特点，可以考虑采用表面涂层技术，使用的材属材料难以达到的性能，所以被广泛应用于制备各料是金属陶瓷。金属陶瓷是一种由金属(合金)种陶瓷涂层。耐磨陶瓷将陶瓷的优点和金属材料的与一种(或几种)陶瓷相所组成的非均质复合材韧性结合起来，在材料表面喷涂，可使材料兼具金料，在金属陶瓷中，陶瓷相体积分数占15%～90%，属的强韧性、可加工性等特性及陶

5、瓷的耐磨损、耐这使得金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀及绝缘性等性能，对于延长零部件的磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有使用寿命具有重要意义。较好的韧性和塑性。金属陶瓷中陶瓷相通常是由高熔［2］3耐磨陶瓷涂层的实施技术点氧化物、碳化物、硼化物、氮化物等物质组成。耐磨陶瓷是一种由陶瓷颗粒和硅钢粉末混合成如图所示是被磨损的水轮机转轮(见图1)，的双组份聚合材料，其中包含大颗粒耐磨防护剂、修复时，首先应将已经磨损的部分进行焊接修复(见图2)。收稿日期:2014－12－12作者简介:曹庆皎(

6、1990－)，女，在职研究生，研究方向:水利水电工程。E_mail:752287145@qq.com·5·北方10省(市、区)水力发电工程学会第29次联系网工作会专题讲座SMALLHYDＲOPOWEＲ2015No.1，TotalNo.181图1磨损后的水轮机转轮图2经焊接修复后的转轮对焊接修复后的转轮要进行平衡处理及表面清经表面抗磨处理后，转轮的抗磨性能得以提高，理。表面清理后，要送入升温房整体加热处理，然但为了减少水力损失，应再在表面涂1层新型光滑抗后再进行表面抗磨处理(见图3)。磨材料，最终修复后的转轮如下所

7、示(见图4)。图3表面修复耐磨陶瓷涂层后的转轮图4最终修复后的转轮的经济效益。4结论中小型水电站中水轮机过流部件的抗磨损问题参考文献:影响了水轮机的高效运行，本文中给出一种综合性［1］顾四行，等．水机磨蚀研究与实践50年［M］．北京:中国水利水电出版社，2005．的表面修复技术，不仅可用于修复被磨损的转轮，［2］张文毓．耐磨陶瓷涂层研究现状与应用［J］．陶瓷，也可以用于新转轮的表面强化处理。此外，所给出2013(11):12_15．的修复技术还可以减少过流部件的表面摩擦，提高■水轮机的效率。另外，需要强调的一点是

8、，表面涂责任编辑吴昊层还可以重复修复，从长远角度看，可以降低修复成本，提高水轮机的利用小时，为水电站带来可观·6·