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    耐磨陶上的應用

    時間:2017-09-13 14:12:33 點擊:
        火力發電廠的風機包括引風機、排粉機及給粉機及送風機等,其中引風機及排粉機葉輪由于介質中的硬質顆粒的沖刷,磨損十分嚴重,嚴重影響其出力并帶來頻繁的更新維修,已成為火力發電廠鍋爐安全運行的隱患之一。表面堆焊、熱噴涂、噴焊及涂抹耐磨膠泥等方法均在葉輪上得到使用,但效果并不明顯。
       試驗在大同一電廠#5機上進行。該型風機為雙進雙出結構,葉片為直根式,具體參數如下:外徑Φ2200,介質溫度170℃,轉速960rpm。 
       引風機在近200℃高溫、帶硬質顆粒的高速沖刷氣流作用下工作,要求膠粘劑必須具備耐高溫性能,同時具有一定的抗剪強度。自配膠粘劑的抗拉強度(金屬-金屬)為50MPa(室溫)及30MPa(150℃)。 
       經計算,在150℃溫度下,當引風機以960rpm轉動時,一塊100×100×3(mm)的《電力建設》瓷片受到的向心力為113(kgf),而此時膠粘劑所能提供的抗剪力為15000(kgf)(150℃),其大小為向心力的132倍。 
      粘貼時將金屬表面打磨干凈,見金屬光澤,并用3%偶聯劑酒精溶液處理金屬表面,用膠粘劑將陶瓷片粘貼于風機葉片磨損面。其中中盤兩側面全部粘貼3mm瓷片,室溫自然固化。24塊襯板只粘靠近外圓的半部,瓷片與金屬之間加入玻璃纖維作為增韌層并在自制的烘箱保溫(150℃×2h)。 
         風機自1994年5月投運至95年10月份檢測,葉輪輪轂兩側面陶瓷完好無損,無任何脫落掉塊現象,平均磨損不到0.1mm,按實際運行時間計算,每年最多磨損0.1mm。磨損量為粘瓷片前的1/30.24塊襯板中,運行期間共有三塊襯板上的瓷片全部脫落,其余完好無損。經初步分析,認為瓷片脫落是由于烘干加熱時烘箱中局部超溫(250~300℃)而造成膠層膠化所致。利用中間停爐機會進行修補后繼續投入運行,再無脫落現象。 
        分析不同部位的陶瓷片磨損情況發現,在沿氣流流動方向的平面上瓷片磨損平均不到0.1mm,越靠近葉輪外圓,磨損越嚴重,平均磨損0.2mm,明顯比中盤輪轂兩側處磨損嚴重。這是由于越靠近葉輪的外圓周,氣流流速愈大,因而磨損就愈嚴重。 
        與沿氣流方向相比,在沿氣流垂直方向上的瓷片磨損最為嚴重,最多可達1~3mm。實際上這正符合了陶瓷沖刷機理,即氣流入射角愈大,磨損愈嚴重。而且由于接縫處形成的渦流使得沿接縫處金屬基體磨損最為嚴重,甚至可以把金屬襯板磨穿,使陶瓷完全懸空,造成部分迎風接縫處瓷片脫落。 
        對襯板連同瓷片進行抗拉強度測試,結果表明,經過一年運行后,膠粘劑的剩余抗剪強度仍有10MPa(150℃)。而此時的向心力仍是1.13Mpa。按10%年老化率計算,五年后膠粘劑的剩余強度為8.6Mpa,仍大大高于向心力。 
        為了進一步試驗膠粘劑的性能,95年5月又對二臺同型號引風機進行了粘貼試驗,并且撤掉了襯板而直接粘于葉片上,并且在迎風邊上采用丁字型瓷片,進一步降低了氣流沖刷底部金屬的可能性。經連續600天的運行后檢查,陶瓷片完好,基體沒有脫落現象,平均磨損不到0.2mm。 
        如果在迎風邊采用U型瓷片并加大垂直于氣流方向上瓷片尺寸,同時確保瓷片與瓷片之間過渡無縫隙,則可以更好地解決瓷片易于脫落的問題。
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