電廠風(fēng)機(jī)葉輪表面防磨強(qiáng)化技術(shù)及應(yīng)用

    1.葉輪常用防磨技術(shù)的特點(diǎn)和問(wèn)題

　　1.1葉輪常用防磨技術(shù)的特點(diǎn)

　　為了延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)服役周期，降低發(fā)電成本，國(guó)內(nèi)的燃煤電廠對(duì)排粉風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)葉輪幾乎無(wú)一例外地要實(shí)施防磨處理。目前仍在采用，且具有一定效果的可分為熱態(tài)和冷態(tài)兩種防磨技術(shù)。實(shí)踐證明，僅就葉輪的防磨效果而言，前者優(yōu)于后者。

　　1.2熱態(tài)防磨技術(shù)存在的主要問(wèn)題

　　1.2.1裂紋傾向大

　　在對(duì)剛性或規(guī)格大的整體葉輪進(jìn)行較大范圍的堆焊和噴焊防磨處理時(shí)，因熱輸入量大，工件受熱不均所形成的熱應(yīng)力，會(huì)誘發(fā)葉輪上的承載焊縫產(chǎn)生裂紋；在高強(qiáng)度、低韌性的堆焊耐磨焊道和焊層上必有裂紋產(chǎn)生；在防磨工藝不當(dāng)時(shí)，堆焊耐磨焊道上的裂紋極易向葉輪的母材中擴(kuò)展；經(jīng)多元共滲的護(hù)板，其周邊近縫區(qū)因滲入元素的污染及硬度值偏高，很不容易清理干凈。該區(qū)域打磨得過(guò)淺或過(guò)窄，護(hù)板組合焊接時(shí)難免出現(xiàn)裂紋。打磨得過(guò)深或過(guò)寬，又將影響到防磨效果。

　　1.2.2變形無(wú)法控制

　　剛性或規(guī)格小的整體葉輪在進(jìn)行熱態(tài)防磨處理時(shí)，無(wú)論采用對(duì)稱施焊，剛性固定等工藝措施，均不能有效地控制葉輪的變形。而葉輪的尺寸及葉片的型線得不到保證，將對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行帶來(lái)不利影響。

　　1.3冷態(tài)防磨技術(shù)存在的主要問(wèn)題

　　1.3.1防磨效果有限

　　粘涂技術(shù)、火焰噴涂和電弧噴涂?jī)H適應(yīng)于引風(fēng)機(jī)葉輪，但其效果不佳；高速電弧噴涂引風(fēng)機(jī)葉輪的效果有限；噴涂工藝應(yīng)用在排粉風(fēng)機(jī)葉輪上幾乎沒(méi)有成功的實(shí)例。

　　1.3.2耐磨保護(hù)層不牢固

　　粘涂耐磨層和鑲嵌陶瓷,因其物理性能、結(jié)合強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)形式的限制,當(dāng)葉輪在一定溫度下高速旋轉(zhuǎn)時(shí),易脫落和發(fā)生崩裂。

　　2.陶瓷耐磨葉輪的關(guān)鍵技術(shù)

　　2.1 MD-Ⅲ航空級(jí)高強(qiáng)韌性膠粘劑簡(jiǎn)介

　　氧化鋁陶瓷是已發(fā)現(xiàn)的最硬的無(wú)機(jī)化合物之一，具有一般金屬耐磨材料難以比擬的抗磨損性能。顯然，只要通過(guò)一種可靠的冷方法，將超耐磨的氧化鋁陶瓷復(fù)合連接在風(fēng)機(jī)葉輪上，便可完全克服葉輪由常用防磨技術(shù)處理后所導(dǎo)致的裂紋、變形、耐磨效果不理想和耐磨層不牢固這幾種弊端。

　　目前燃煤電廠在煤粉管道和彎頭、煤粉分離器錐體等靜止部件和設(shè)備上，采用粘接氧化鋁陶瓷元件進(jìn)行防磨處理已經(jīng)比較普遍。而把耐磨性優(yōu)異的氧化鋁陶瓷應(yīng)用在承受交變動(dòng)載荷、有一定溫度、線速度大和可靠性要求高的風(fēng)機(jī)葉輪上，雖早就有所嘗試，但成功的范例很少。要在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪上牢固地粘接氧化鋁陶瓷元件，絕非是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的技術(shù)。利用自蔓延高溫合成技術(shù)、拱形原理、陶瓷橡膠復(fù)合工藝和焊接等方法，將氧化鋁陶瓷與葉輪上的平、弧面進(jìn)行大面積復(fù)合連接，即不現(xiàn)實(shí)、不可靠亦不經(jīng)濟(jì)。其實(shí)在二十多年前國(guó)外的一些公司，便采用粘接技術(shù)將工程陶瓷十分成功地運(yùn)用到了電廠風(fēng)機(jī)葉輪上。由經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)可知，氧化鋁陶瓷的耐磨性決定葉輪的使用壽命，而膠粘劑的強(qiáng)韌性則決定了葉輪運(yùn)行的可靠性。因此高強(qiáng)韌性膠粘劑是粘接型陶瓷耐磨葉輪關(guān)鍵技術(shù)中的核心內(nèi)容。

　　根據(jù)電廠風(fēng)機(jī)葉輪的工況條件，現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境的要求，MD-Ⅲ高強(qiáng)韌性膠粘劑對(duì)鋼和陶瓷都應(yīng)有優(yōu)良的粘接性，工藝性和觸變性；可在室溫下固化；具有相當(dāng)高的強(qiáng)度和韌性；具有較高的耐熱性和耐老化性；完全能在風(fēng)機(jī)正常的工況和溫度條件下長(zhǎng)期可靠地工作。

　　在MD-Ⅲ高強(qiáng)韌性膠粘劑的研制中，以鞏固其拉伸強(qiáng)度和拉伸剪切強(qiáng)度為基礎(chǔ)，摒棄傳統(tǒng)的增韌改性材料，通過(guò)組織變量系列試驗(yàn)，選用能參與固化反應(yīng)、相容性好、含有新型活化韌性因子的增韌劑，使膠粘劑的分子結(jié)構(gòu)中不但包含有增韌效果顯著、耐老化性好的封端基因，而且還包含有許多柔性鏈段來(lái)緩解脆硬性。即改善了膠粘劑的沖擊韌性和固化時(shí)的內(nèi)應(yīng)力水平，又使其耐熱性(玻璃化溫度Tg)和模量維持不變。