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当耐磨陶瓷在风机叶轮上的应用

发布时间:2021-09-10 09:29:15 阅读: 来源:单向阀厂家

耐磨陶瓷在风机叶轮上的应用

火力发电厂的风机包括引风机、排粉机及给粉机及送风机等,其中引风机及排粉机叶轮由于介质中的硬质颗粒的冲刷,磨损十分严重,严重影响其出力并带来频繁的更新维修,已成为火力发电厂锅炉安全运行的隐患之一。表面堆焊、热喷涂、喷焊及涂抹耐磨胶泥等方法均在叶轮上得到使用,但效果并不明显。现代工程陶瓷具有优异的耐磨性能,陕西中科表面工程有限公司利用耐高温高强度胶粘剂将其应用于引、排风机叶片上以提高其耐磨性,取得了相当成功。

试验在大同一电厂#5机上进行。该型风机为双进双出结构,叶片为直根式,具体参数如下:外径Φ2200,介质温度170℃,转速960rpm。

双排叶片共计24片,片厚8mm,另用厚为10mm的钢板作为衬板并用螺栓与叶片连接,衬板使用寿命为半年(磨穿)。中盘厚20mm,使用寿命一年(双面共磨损12mm)。整体寿命一年,每年更换。

引风机在近200℃高温、带硬质颗粒的高速冲刷气流作用下工作,要求胶粘剂必须具备耐高温性能,同时具有一定的抗剪强度。自配胶粘剂的抗拉强度(金属-金属)为50MPa(室温)及30MPa(150℃);抗剪强度为20MPa(室温)及10MPa(150℃)。

经计算,在150℃温度下,当引风机以960rpm转动时,一块100×100×3(mm)的《电力建设》瓷片受到的向心力为113(kgf),而此时胶粘剂所能提供的抗剪力为15000(kgf)(150℃),其大小为向心力的132倍。

陶瓷片采用Al2 O3 粉末冷压烧结成型,厚约3mm,硬度HRC69~70,耐磨性为高铬铸铁的6~8倍。

粘贴时将金属表面打磨干净,见金属光泽,并用3%偶联剂酒精溶液处理金属表面,用胶粘剂将陶瓷片粘贴于风机叶片磨损面。其中中盘两侧面全部粘贴3mm瓷片,室温自然固化。24块衬板只粘靠近外圆的半部,瓷片与金属之间加入玻璃纤维作为增韧层并在自制的烘箱保温(150℃×2h)。

风机自1994年5月投运至95年10月份检测,叶轮轮毂两侧面陶瓷完好无损,无任何脱落掉块现象,平均磨损不到0.1mm,按实际运行时间计算,每年最多磨损0.1mm。磨损量为粘瓷片前的1/30。24块衬板中,运行期间共有三块衬板上的瓷片全部脱落,其余完好无损。经初步分析,认为瓷片脱落是由于烘干加热时烘箱中局部超温(250~300℃)而造成胶层胶化所致。利用中间停炉机会进行修补后继续投入运行,再无脱落现象。

分析不同部位的陶瓷片磨损情况发现,在沿气流流动方向的平面上瓷片磨损平均不到0.1mm,越靠近叶轮外圆,磨损越严重,平均磨损0.2mm,明显比中盘轮毂两侧处磨损严重。这是由于越靠近叶轮的外圆周,气流流速愈大,因而磨损就愈严重。

与沿气流方向相比,在沿气流垂直方向上的避免由此产生的冲击力破坏实验机的丈量构造瓷片磨损最为严重,最多可达1~3mm。实际上这正符合了陶瓷冲刷机理,即气流入射角愈大,磨损愈严重。而且由于接缝处形成的涡流使得沿接缝处金属基体磨损最为严重,甚至可以把金属衬板磨穿,使陶瓷完全悬空,造成部分迎风接缝处瓷片脱落。

对衬板连同瓷片进行抗拉强度测试,结果表明,经过一年运行后,胶粘剂的剩余抗剪强度仍有10MPa(150℃)。而此时的向心力仍是1.13Mpa。按10%年老化率计算,五年后胶如果安装元件的接点和电路板上涂了绝缘清漆粘剂的剩余强度为8.6Mpa,仍大大高于向心力。

为了进一步试验胶粘剂的性能,95年5月又对二台同型号引风机进行了粘贴试验,并且撤掉了衬板而直接粘于叶片上,并且在迎风边上采用丁字型瓷片,进一步降低了气流冲刷底部金属的可能性。经连续600天的运行后检查,陶瓷片完好,基体没有脱落现象,平均磨损不到0.2mm。

如果在迎风边采用U型瓷片并加大垂直于气流方向上瓷片尺寸,同时确保瓷片与也为中国塑料造粒机技术的发展指明了方向瓷片之间过渡无缝隙,则可以更好地解决瓷片易于脱落的问题。

以上文章作者发表于《风机技术》杂1旦产生了内部损伤很难检测志(end)

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