浅析水轮机冲蚀磨损规律及抗磨措施的研究进展

浅析水轮机冲蚀磨损规律及抗磨措施的研究进展
【摘要】水轮机内部过流部件的冲蚀磨损是影响系统应用效果的重要因素，在具体应用过程中需要根据实际变化趋势，按照固定的应用形式对其分析，进而达到理想的应用效果。

基于水轮机应用的重要性，在实践应用过程中必须了解磨损规律，并根据现有发展体系的研究形式掌握进展要求。

过流部件的冲蚀磨损系数和数值是影响其应用效果的重要因素，因此必须掌握其应用效果。

并按照固定的程度对其进行分析。

本文将以水轮机冲蚀磨损规律为研究点，结合实际情况，探究切实可行的抗磨控制措施。

【关键词】水轮机；冲蚀磨损规律；抗磨措施
工程机械内部过流部件的应用效果是影响整体应用情况的重要因素，受到多种因素的影响，其造成的危害比较大，因此会带来比较大的经济损失。

根据在T.S.Eyer的估计结果，必须根据工业生产的实际要求，确定磨损系数，尤其是涉及到在固态和液态工况的要求下，冲蚀磨损是机械材料应用过程中比较突出的一种形式，在水利应用系统中占据重要的地位。

由于我国河流含沙量比较大，因此泥沙冲蚀磨损的发生几率比较大，如果控制不当，会对整体操作系统造成严重的影响。

1 水轮机冲蚀磨损规律分析
基于该应用系统的差异性，在具体应用过程中必须根据其内在特点，选择适当的应用形式，其次要掌握其中存在的规律，如果存在异常情况，则需要根据实验结果对其进行分析。

1.1 彼此反作用比较强
基于水力发电系统的特殊性，在应用过程中为了降低其整体影响要素，必须对可靠性和稳定性进行合理的分析。

由于水轮机容易受到外力因素的影响，甚至会降低本身工作效率，在发展应用过程中需要及时对应用系统进行监测。

1.2 明确介质类型
在磨损的过程中，基于水轮机的磨损问题，在具体应用过程中要按照固定的应用程序观察机械的应用效果，基于其复杂性，要明确介质的关联因素。

水是重要的介质，必须按照固定的磨损程序和形式对其分析，便于后续的处理工作[1]。

2 水轮机磨损规律试验分析
基于其应用系统的设计效果，在应用阶段必须根据其整体效果对实验形式进行合理有效的分析，进而明确发展规律。

当前针对水轮机的冲刷效果采用的是试验为主的形式，装置本身应用效果不同，要采用模拟检验的请示，以Reynolds方程为基础性在模拟系统，在各自坐标系统上建立方程式，并结合实际发展趋势，采用随机式模拟构造模式，将其叠加于系统的应用系统中的过程中，要结合模拟材料的应用效果，利用Finne提出的冲刷模型对材料的破坏速度进行计算，并保证计算结果的合理性。

3 水轮机抗磨措施分析
基于该应用系统的特殊性，在具体发展过程中要结合具体的应用情况，按照合理的应用程序对其进行分析，并确定合理的抗磨措施。

以下将对水轮机抗磨措施进行分析。

3.1 建立系统的排沙系统
基于水电站应用的特殊性，在应用过程中必须根据具体的变化差异，确定合理的应用效果，在具体设计阶段必须考虑到本地地形的应用情况，选择合理的施工形式。

同时对于底孔、流道及水利工程要进行合理的布局，为了减少颗粒的阻碍作用，可以综合利用水库的控制措施，适当的调整排沙量，进而起到调节的作用，减少机械设备的沙量[2]。

3.2 控制流速
基于应用系统的具体形式，在整体设计阶段必须对引水系统进行及时的监测，如果水轮机是在正常的应用系统下进行的，则需要按照固定的应用形式，按照固定的控制形式对其进行分析，进而起到强化管理效果的作用。

不同的应用系统存在比较大的差异，必须对水轮机的泥沙磨损程度纳入到系统的考虑因素中去，水流速度对水轮机泥沙磨损度有比较大的影响，必须根据水轮机的参数确定基本应用措施。

3.3 重视过流部件的设计
含沙水流电站，当机型确定后，水轮机结构设计要采取措施减轻磨损，做到容易维护和更换被磨损部件。

总原则是使高速含沙水流与部件的接触面积尽可能小，并避免水流持续冲刷、急剧变化或方向突变。

（1）顶盖、底环和抗磨板
顶盖、底环设抗磨板是减轻磨损的重要措施之一，他们固定在顶盖、底环上，可以停机更换。

采用不锈钢或超高分子量聚乙烯抗磨板加涂层，能增加抗磨性能。

（2）转轮室堆焊不锈钢
轴流转浆式和贯流式水轮机的转轮室为减轻空蚀、延长寿命，通常采用厚不锈钢板压制或采用厚层不锈钢堆焊，磨损表面可以通过不锈钢堆焊或热喷涂修
复。

（3）转轮上冠、下环不锈钢堆焊
混流式水轮机转轮上冠、下环的外表面，特别是水流持续冲刷和变化处，应堆焊或铺焊不锈钢，磨损后可重新堆焊或热喷涂。

3.4 材料选择
不锈钢材料具有良好的抗空蚀、抗腐蚀性能，为减轻空蚀、腐蚀和磨损的联合作用，含沙水流应首选不锈钢制作转轮、导叶和抗磨环、抗磨板等，必要的部位，还要加抗磨涂料。

由于价格原因，磨损比较严重的中、小型水轮机，也可选择结抗磨性能好、可焊性能好的碳钢制作转轮和导叶，但要增加一定数量的备品，提高修造能力，对汛期遭受磨损的转轮和导叶进行更换和修补。

为便于修补，含沙水流水轮机转轮叶片出水边必须加厚，倒角修圆。

叶片和上冠、下环的焊接圆弧必须加大。

4 束语
针对水轮机冲蚀磨损对整个系统的不利影响，在应用阶段必须按照固定的应用形式，结合固定的施工形式，对应用系统进行优化设计，进而达到抗磨的效果。

水电站受到的影响因素比较多，如果存在异常处理或者处理不当的情况，会增加磨损度，直接对系统的应用效果产生影响。

此外根据磨损形式的要求，在应用阶段如果磨损材料缺乏系统性特点，很难形成在系统的发展系统。

参考文献：
[1]羊浩，蒋业华，李祖来.不同磨料粒度下WC体积分数对铁基表面复合材料磨损性能的影响[J].铸造，2013（12）.
[2]赵辉，丁彰雄.水力机械抗汽蚀表面防护技术的应用现状及展望[J].三峡大学学报（自然科学版），2013（23）.。