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水泵母材和選材建議(下)

文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2017-08-17 10:55:00

  國內從20世紀70年代開始,結合黃河三門峽水電站改建發電和70年代初,黃河上大型電灌站的安全長效運行受到泥沙磨損的嚴峻挑戰。針對多泥沙河流上的水輪機和水泵的開發,在材料優選方面也做了許多很有成效的工作。他們從材料開發著手,通過室內力學性能的篩選,進入含沙水流的模擬磨蝕試驗比較,進而在電站或泵站實際運行考核。幾乎經歷30余年的試驗的多個周期的反復。無論從感性認知到理性的提高,經歷幾代人的努力。


  抗磨蝕材料從總體上講應具備韌性強、硬度高、質量均一、結晶顆粒細,結構致密、拉力強、疲勞極限高的綜合性能,并具有可加工性和可焊性。


  抗磨蝕材料的試驗研究與應用是通過探索、實踐獲得的。初期是首選追求高硬度的Cr5Cu和考慮抗空蝕疲勞為主的不銹鋼OCr18Ni9Ti。當時20世紀70年代初,哈爾濱大電機研究所、清華大學和下放的水科院科技人員,在三門峽工地試驗場地用黃河水進行了。


  大量的各種材料的試驗比較和篩選,在改建后的黃河三門峽4號機徑流發電的水輪機上應用,篩選了Cr5Cu作為葉片正面抗磨保護焊片,OCr18N19Ti作為葉片背面抗空蝕保護焊片。實踐中證明Cr5Cu的耐磨性不如環氧碳化硅涂層,OCr18N19Ti奧氏體不銹鋼在渾水條件下抗磨蝕效果不好,以后在葛洲壩水電站改用馬氏體不銹例0Cr13Ni4Mo、OCr13Ni6Mo。劉家峽水電站4號機又采用OCr13Ni5Mo鑄造新轉輪。這一類高強度不銹鋼作為水輪機轉輪結構材料在國際20世紀70年代已經廣泛應用,其抗磨蝕性能有一定進展,最近又推出含碳量更低、焊接性能更好的ZG06Cr16N15Mo,它是由耐磨蝕性能優良的馬氏體沉淀不銹鋼(17-4PH)演變而來,貴州省魯布革高水頭水輪機轉輪便采用16-5鋼材料,經過6個汛期的長期運行,空蝕磨損輕微。21世紀初,三門峽水電站渾水發電試驗表明,16-5鑄鋼的耐磨蝕性能優于13-6鋼。另外水利部天津勘測設計研究院與德國KSB公司合作試驗過的該公司高鉻鑄鋼具有優異的耐磨蝕性能,但要特殊加工設備,由于投標萬家寨引黃水泵沒有成功,可惜未能在中國工程上應用,目前已用于國外挖泥船的水泵部件。多泥沙河流上的水輪機和水泵雖然都是含沙水流的過流部件,但因所處的作用不同,對國民經濟的影響不一,以及成本預算的制約,往往先考慮水輪機的應用,逐步再向大型水泵上的移植,現在大型供水泵,因保證率的需要,即使成本較高也必須選擇耐磨蝕性能優良的母材。但對以灌溉為主的多泥沙河流上的揚水工程用泵,由于保護涂層的可靠性與抗磨蝕性較母材更優良,建議在設計過流部件斷面上留有表面再制造工程的保護涂層合宜余地,保護涂層可以在檢修周期內被磨蝕后修復或重新涂復,而過流部件斷面基本無影響,保證葉型完整可循環使用。而母材的選擇不必像水輪機那樣高標準,鑄鋼為基礎就可以了。
 

此文關鍵字:水泵母材 水泵選材

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