湖北省浠水县水电工程处 湖北省浠水县 438200
摘要：我国河流的泥沙含量是比较多的，河流上的水力机械容易受到磨蚀发生破坏，可以采用磨蚀防护技术来提升机械的耐磨性能。通过采用聚氨酯复合树脂砂浆等技术，能够起到较好的防护效果，可以在很大程度上提升水力机械过河流部件的耐磨性能，起到延长设备的使用寿命、降低维护成本的作用，具备非常好的应用价值。
关键词：水利机械；模式防护；应用
我国的河流泥沙含量较大，水轮机等水利机械受到泥沙磨蚀的影响，对其使用寿命以及工作效率都造成了非常大的影响。水轮机的转轮、固定导叶以及座环等部件往往会因为大面积的腐蚀出现破坏，主要的破坏形式为针孔、麻点以及海绵等。过流部件的表面发生破坏之后，机械设备的运行效率会大幅度降低，甚至会出现水力损失加大，振动加剧的情况，对其的检修频率也会加大，停机维修的时间也会延长，这对于发电设备的运行造成了严重的影响，同时也影响到了发电站的安全运行。目前阶段，在我国已经运行的水电站中，许多机组因为受到磨蚀而进行频繁的检修，维修的费用大幅增加，工作的效率降低，机组的使用寿命也大幅缩短，造成了大量的能源以及材料浪费的情况。在已经运行的水电站中，水轮机的叶片是很容易发生损伤的，约百分之二十到百分之二十五的叶片遭受不同程度的泥沙磨蚀。水轮机磨蚀而出现的能源损失是很大的，检修费以及设备更新费更是非常多的。许多水电站的汛期不得不采用弃水保机的形式来降低水电站的磨损，这也降低了水电站的经济效益，造成了大量的资源浪费，因此，对水力机械设备而言，磨蚀防护技术的应用是必要的。本文对聚氨酯复合树脂砂浆技术以及钢塑复合聚氨酯技术的应用进行了详细的分析，通过这些磨蚀防护技术的应用，可以在很大程度上提升机组的使用寿命，降低维修的成本，提升发电的效益。
1磨蚀防护技术
1.1聚氨酯复合树脂砂浆技术
对于水力机械设备而言，因为我国河流的泥沙含量较多，所以设备组件会在不同程度上受到磨蚀的破坏，若是转轮叶片发生磨蚀之后，正面以及背面都会出现较为严重的磨损，尤其是下部靠出水片的部位，更是会出现非常严重的磨损。水轮机活动导叶的磨蚀情况也是常见的，密封面的磨蚀会加剧密封处的汽蚀，甚至会出现恶性循环的情况，使得机组停止的时间延长，甚至会影响设备的稳定运行。聚氨酯复合树脂砂浆是一种由弹性环氧树脂以及固化剂等材料组合而成的，具备良好的抗磨蚀性能，这种涂层的综合性能是比较好的，可以对机械部件进行良好的磨蚀保护，可以提升其抗磨蚀性能，同时也可以在很大程度上克服环氧金刚砂涂层在水机应用过程中出现的抗汽蚀性较差的缺点，这种技术在转轮叶片等部位中有着较为广泛的应用，可以起到良好的防护效果。
1.2改性聚氨酯涂层技术
1.2.1浇注聚氨酯弹性体涂层
水轮机转轮叶片的背面是强汽蚀区域，通常情况下，会采用耐磨焊条以及超音速喷涂的方式进行磨蚀的防护以及修复工作。叶片经过反复补焊之后，金属材质的内部结构会发生变化，使得其强度变差，耐磨性能会大幅降低。超音喷涂技术所形成的涂层具备非常好的粘接强度，耐磨损性能相对比较好，但是抗汽蚀性能却比较差，叶片背面的强汽蚀区容易剥离，聚氨酯作为目前抗汽蚀性能最好的材料，涂层的抗汽蚀性能远高于不锈钢。这种涂层浇注结束之后就会成型，通过强力粘结剂以及机械连接的方式，可以有效提升防护面的结合力，不容易发生剥离以及撕裂的现象。这种涂层的厚度一般在2到5毫米之间，使用的寿命是比较高的。这种技术适用于水机磨蚀破坏的强汽蚀区域，例如水轮机以及转轮叶片背面等多个部位。
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1.2.2高弹性聚氨酯漆
对于水工闸门以及水轮机导叶等容易受到水流冲刷的部分，是容易发生磨蚀破坏的。对此，必须要采用磨蚀防护技术提升其抗磨蚀性，才能有效降低对其的养护维修费用。一般情况下，对于上述部件，会采用高弹性聚氨漆进行防护，这种材料喷涂即可成型，主要的基料为高抗磨蚀聚氨酯，可以将其分为底漆以及面漆两种。底漆作为防锈涂料，面漆则可作为不锈钢鳞片阻水材料。与普通的防腐油漆相比，这种耐磨漆具备较好的抗磨性能，涂层漆膜的弹性比较高，抗冲击能力也是比较强的。漆膜耐磨蚀能力也是非常强的，抗老化能力很高。该技术适用于水工闸门、水轮机蜗壳、导叶等部位的磨蚀防护。
1.2.3高速火焰喷涂
高速火焰喷涂是一种比较新型的抗磨蚀技术，具有较大的研发价值。高速火焰喷涂，主要是利用碳化钨涂层增强水力机械的抗磨蚀能力。碳化钨涂层，具有密度高、硬度强等特点，能够有效的抵抗沙石的摩擦。高速火焰喷涂技术，主要是将涂层与母材进行融合，提高材料的强度与硬度。高速火焰喷涂的涂层较薄，对于叶片的线形影响程度较小，不会影响水力机械的使用性能。高速火焰喷涂，同样具有一定的局限性，对于空蚀的防御能力较弱，并且施工成本较高。高速火焰喷涂，目前还处于研发阶段，仅在大型机组方面使用，未来会不断进行更新。
2钢塑复合聚氨酯产品
2.1钢塑复合聚氨酯导叶密封板
水电站的活动导叶大多都是采用刚性密封的形式，但是长时间运行之后，密封面会受到磨损，若是磨损继续加剧，甚至会出现汽蚀的情况，造成恶性循环，使得导叶立面密封磨蚀变得更严重。磨蚀会使得导叶漏水量大幅增大，甚至会使机组停机时间延长。另外，若是导叶漏水较大，机组出现潜动的情况，这对于机组设备运行的安全性以及稳定性会造成严重的影响，同时也会影响设备的发电效率。钢塑复合聚氨酯导叶密封板采用矩形板桩结构，刚性面与弹性面相结合，具备一定的互补作用，可以有效抑制漏水的情况。这样一来，不但可以有效解决密封装置的磨损现象，也可以提升导叶的密封性，并且提升机组的发电效率。
2.2钢塑复合聚氨酯抗磨板
水轮机底的环抗磨板是由不锈钢制造而成，在河流泥砂的影响下，会出现较为严重的磨蚀状况。水电站一般会采用尼龙等材料作为主要的抗磨板材料，其抗磨能力也是很高的。因为其耐水性相对比较差，所以非常容易出现的状况，使得止水环出现较为严重的磨蚀状况，对水电站的经济效益也会造成非常严重的影响。通过应用一些新型的原材料，例如四氢呋喃聚醚，可以提升其耐水性。因为这些材料独特的应用特性，可以与导叶密封板相互配合，密封效果也是非常好的。
2.3优化水轮机设计
除了应用磨蚀防护技术提升谁理解些的耐磨性能之外，还可以采用对水轮机进行设计优化的方式，提升水轮机的各项性能。在水轮机制造阶段，要充分结合实际的应用状况，合理进行叶片形状大小的设定工作，以此来保证其受力情况的合理性。另外，为了能够保证材料表面的光滑性能，要减少磨损的状况，合理进行抗磨蚀材料的制造工作。在叶片加工处理时，要采用数控机床进行切割，可以有效避免出现切割的误差，同时也可以保证切割后形体表面的光滑程度，既可以保证叶片外形的美观性能，也可以增加叶片的磨损性能。
3结束语
水力机械设备磨蚀防护技术的应用能够有效提升机组的抗磨蚀性能，这样可以有效避免出现多次故障维修的情况，保证机组运行的稳定性，降低维修养护的成本。该技术的应用可以延长机组设备的使用寿命，提升机组设备的综合性能，具备良好的应用价值。
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论文作者:毕兹洋
论文发表刊物:《建筑科技》2018年第1期
论文发表时间:2018/4/8
标签：水轮机论文; 聚氨酯论文; 性能论文; 叶片论文; 涂层论文; 技术论文; 防护论文; 《建筑科技》2018年第1期论文;