泵站水力机械抗气蚀耐磨损工艺研究-2008.12
２００８年１２月第６期泵站水力机械抗气蚀耐瞎损Ｔ艺研究——曹斌军?３３?泵站水力机械抗气蚀耐磨损工艺研究
曹斌军
日庳～干
（渭南市东雷二期抽黄工程建设局，陕西谓南７１４０００）
【摘要】在多泥沙（黄河水源）抽水站水力机械使用过程中，除正常的泥砂和机械磨损外。其过流断面以及本体受气蚀的危害，严重影响水力机械运行工况，提高了能源单耗。经过多年的实践，在水力机械过流部件上涂耐磨材料，可以大大提高水力机械使用寿命，降低运行成本。
［关键词】泵站；水力机械；抗气蚀；耐磨
［中图分类号］ＨＴ３１【文献标识码】Ｂ［文章编号】１００８—５１２２（２００８）０６—００３３—０２
ＰｒｏｃｅｓｓＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＧａｓＥｃｔｈｉｎｇ－ｐｒｏｏｆ＆Ａｎｔｉ—ｂｒａｓｉｏｎｏｆ
ＨｙｄｒａｕｌｉｃＭａｃｈｉｎｅｒｙｆｏｒＰｕｍｐＳｔａｔｉｏｎ
ＣＡＯＢｉｎ—ｊｕｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎａｐｕｍｐｓｔａｔｉｏｎｉｓｂｕｉｌｔｆｏｒｓａｎｄｙｗａｔｅｒ（ｆｒｏｍＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒ），ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｍａｃｈｉｎｅｒｙ，ｅｘｃｅｐｔｔｈｅｎｏｒｍａｌａｂｒａｓｉｏｎｂｙｓａｎｄａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｗｅａｒｉｎｇ，ｔｈｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｍａｉｎｂｏｄｙａｒｅｄａｍａｇｅｄｂｙｇａｓｅｔｃｈｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｉｓｈｅａｖｉｌｙｉｍｐａｃｔｅｄｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｃａｐａｂｉｌｉｔｙ，ｉｎ—ｃｒｅａｓｉｎｇ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｕｍｐｓｔａｔｉｏｎ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃｍａｃｈｉｎｅｒｙ；ｇａｓ—ｅｔｃｈｉｎｇ—ｐｒｏｏｆ；ａｎｔｉ—ａｂｒａｓｉｏｎ
１气蚀产生及危害
‘受气蚀部件。
水泵运转时，泵内液体的速度和压力是变化的，
通常在叶轮进Ｉ：Ｉ处的压力最低（一般为一０．０６
ＭＰａ），当这个地方的压力等于或低于液体在该温度
下的气化压力时，液体就会气化，同时，溶解在液体
中的气体也因压力降低而逸出，这样就形成许多蒸
汽和气体混合的小气泡。当这些气泡随液流流到压
力较高的区域时（即叶轮出水口），蒸汽急剧凝结，在
气泡周围的液体就以很高的速度充入气泡空间，质
点相互撞击，产生很大的局部压力。如果气泡在零件表面附近。则液体质点就像无数小子弹一样，打击在过流断面上，连续打击，就会破坏零件表面。另外，气泡中的某些活泼气体，也会借助于气泡凝结时所放出的热量。对零件起化学腐蚀作用。图１，２为
［收稿日期】２００８一０２—０５
【作者简介】曹斌军（１９７６一），男，陕西蒲城人，大专，工程师，主要从事电气设备安装调试工作。
图１受气蚀的离心泵泵体
水泵运行中出现气蚀时，影响水泵性能，流量、扬程、功率、效率迅速下降，严重时甚至断流；机组振动严重；泵壳以及叶片等过流部件产生蜂窝、麻面。因此，多年来气蚀问题一直困扰着各个泵站。
２抗气蚀耐磨方法
２．１金属合金粉末喷涂
金属合金粉末是一种由多种金属元素构成的混
万方数据
?３４?
有色冶金节能口设备节能
图２受气蚀的轴流泵叶片
合体，主要包括镍基、钴基、钼基和锡基等。
２００６年，同兰州理工大学合作，对家塬泵站的水泵叶轮、口环等进行了喷涂试验，经过本年度三个灌季（冬、春、夏）的使用，效果比较明显，提高了叶轮的使用寿命。
但是金属合金粉末喷涂工艺要求技术性高，操作难度比较大，涂层厚度较薄，最大不超过２ｍｍ，不适宜于泵体喷涂，仅能作叶轮等过流部件的表面喷涂。另外，目前市场上金属合金粉末价位较高，最便宜的也在８００元／ｋｇ，喷涂一台中型泵的叶轮至少在２～３ｋｇ左右，喷涂完后叶轮还要进行车削加工。所以不适宜在泵站系统内推广使用。
２．２环氧树脂涂敷
涂敷的环氧树脂主要以环氧树脂为骨料，同时加入固化剂、增韧剂以及填充剂。
固化剂为二乙烯三胺或乙二胺，增韧剂是为改变固化后的脆性而加入的丁晴橡胶，填充剂以铁红、氧化铝粉、金刚砂、二硫化钼等为主。在涂敷过程中，一般分为底层、中层（骨架层）和面层。每层都需加入固化剂，底层增韧剂一般加入铁红、氧化铝粉，提高金属粘接能力。中层加入高硬度金刚砂，提高机械强度及抗磨蚀性。面层加入二硫化钼，提高工件表面的光洁度。
此工艺在配置过程中，由于其主要成分为高剧毒的乙二胺、ＪＤ－１Ａ型固化剂，对人体的危害比较大。另外，工件在喷涂后，对环境温度要求比较高，需要保持工件在８０℃～１３０℃下恒温，才能固化，并达到一定硬度要求。此法需要专门加热的大型电烘箱，且工件的外型尺寸受到一定的限制。因此该工艺在实际使用中受到一定限制。
２．３新型耐磨材料喷涂
新型抗磨材料在国内外市场上品种也比较多，其中有北京某公司生产的耐磨蚀ＴＳ２１６、ＴＳ２２６、Ｔ￥２１８及Ｔｓ２２８系列产品。
此系列产品采用双组分的形式，以金属碳化物及超硬陶瓷、石英为骨材的耐磨复合材料，涂敷方便，不受外部环境温度以及工件几何尺寸的限制。与工件表面结合后，其抗压强度可达１１２ＭＰａ，拉伸强度达３２ＭＰａ，弯曲强度达４５ＭＰａ。
２００６年１０月份，作者与该公司一起在流曲系统南郭抽水站共同试验，在同等条件下应用环氧树脂涂敷工艺和ＴＳ２２８耐磨材料涂敷工艺。经过本年度３个灌季（冬、春、夏灌）的试运行，其抗气蚀耐磨效果比较明显，优于环氧树脂（见表１）。用ＴＳ２１６系列产品修补的叶轮见图３。
表１不同涂层材料耐磨效果对比
涂层材料机组号运行台时／ｈ使用效果
图３采用新型涂层修补的叶轮
３结论及建议
３．１结论
对于以上几种抗磨工艺方法，作者在系统内都进行了试验，从提高生产效率，降低损耗方面看，以涂刷新型抗磨涂层材料更为经济，更为安全。同时从节能环保方面，新型抗磨材料达到了技改要求，建议在今后检修中使用。
３．２建议
（１）选用的新型材料颗料最好能细一些，硬度再高一些。
（２）使用新型材料应该同环氧树脂涂敷一样，采取三层喷涂的操作方式，即底层、中层、面层。
（３）适当加入其它增韧材料。万方数据