SXH70抗磨蚀材料在水轮机过流部件上的应用

、
另 外 ，无 论 是 。一４ 轮 机 ， 还 是 ｌ ．水
水轮 机 ，由于 承担 了调 节 电 网潮
流 的任务 ，实际 运 行 出力 的范 围为０ — ２ｏ ０ ＭＷ ， 标 书 规 定 “ 荷 在 相 应 水 比 负
头 下 最 大 保 证 出 力 的 ４ ％－ ０ ％ 范 围 ０ １０
料 ， 运 行 后 检 查 ， 现 不 同的 抗 磨 蚀 涂 层 的抗 磨 蚀 效 果 不 同 ， 中 所 采 用 的 还 氧 金 钢 砂 涂 层 效 果 较 好 。 经 发 其
关 键词 水轮机 转轮 抗 磨蚀 涂 层
万 家 寨 水 利 枢 纽 位 于 黄 河 北 干 流 托 克 托 至 龙 口河 段 的 峡 谷 内 ，左 岸 隶
组 ， 装 机 容 量 为 １８ ＭＷ ， 发 电 量 总 ００ 年
ｌ月２ １ ８日并 网 发 电 ， 最 后 一 台 机 组 于
２ ０ 年 ｌ 月 ８日并 网 发 电 。 ０ｏ ２
一
为 ２ ．亿 ｋ ・ ７５ Ｗ ｈ，年 利 用 小 时 数 ２ ５ ｈ ４６。
电 站 最 大 毛 水 头 ８ ．ｍ， 最 小 毛 水 头 １ ５ ５ 、ｍ， 权 平 均 水 头 ６ ．ｍ。 １ ３ 加 ９３ 万 家 寨 水 电 厂 首 台 机 组 于 ｌ９ 年 ９８
１能 量 指 标 ．
水 轮 机 能 量 指 标 参 数 见 表 ｌ 。
２ 气蚀 性 能 ．
蜗 壳 转 轮 标 称 直 径 （ ｎ 删 ） 额 定 转 速 （ ｍｉ） ｒ ｎ ／
额 定 出力 （ ） ＭＷ 额定流量 （ ／ ） ｍ３Ｓ
金 属 蜗 壳 包 解 ３ ５ ４。 ６０ １ １ｏ ０
表 ２ 各 运 行 工 况 的 允 许 吸 出 膏 魔

件 的磨 蚀特征 、 磨损 机 理 以及 目前 普 遍采 用 的 表 面
防护措 施 。
水利 设备 中的 过 流部 件 ， 水 轮机 叶 片 、 轮 、 如 转 喷嘴 、 尾水 管等 ， 往往会 受到 泥沙 的磨蚀 而导致 过流 部件 表 面的金属 流失 ， 设 备 在 运行 中产 生振 动 和 使 噪音 ， 造成设 备运 行 效 率低 下 、 修 频 繁 、 大 使用 寿 命
的经 济损 失 ， 至威胁 到整 个 电网的安全 运行 ， 已 甚 这
经成 为影 响水 利机 械发 展 、 特别 是水 电生 产 中亟 待
解决 的世 界 性 难 题 。我 国 是 世 界 上 水 力 资 源 丰 富 的 国家 ， 电 已成 为 我 国 重点 发展 的可 再生 能 源 水
之一 ， 但我 国河 流泥 的沙含 量大 ： 长江及其 支流 以沙
Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ｄ ａ ｌ ｕ ｂ ｎ ｏ ｐ ｒ ；ｗ ｒ ｕｉ ｔ ｒ ｉｅ ｆ ｗ— ａｔ ｃ ｌ ｓ ｅ ｒｃ ｒｏ ｉ ｏ ｕ ａ ｅｐｅｅ ｔ ｆ ｏ
０ 引 言
水 电是 目前世 界范 围 内大力发展 的清 洁可再 生 能 源之一 ， 无污染 、 运行 费用低 、 便于 进行 电力调 峰 ， 有利 于提 高资源 利 用率 和 经 济 、 会综 合 效 益 。在 社
传统 能源 日益 紧 张 ， 特别 是环 境 污染 日益 严 重 的 情
况下 ， 世界各 国普遍 优先 开发水 电 ， 大力利用 水能 资 源 。我 国水 能资源 丰富 ， 论蕴 藏量 ６ ７ 理 ．６亿 ｋ ， Ｗ 技 术可 开发容 量 ４ ９ ．３亿 ｋ ， 居世界 第 １ ， 与发 Ｗ 均 位 但 达 国家 相 比 ， 国的水 力资 源开 发利用 程度并 不高 ， 我

科 技 论 坛
・ ９ ７・
水轮机过流 部件抗磨蚀 的新 技术
彭司， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ｏ ｏ ｏ ｏ ）
摘 要： 随着科 学技 术的 日新 月异 ， 人们 对电能的需求量与 日俱增 ， 并且随着人可持续发展 的科学发展观深入 人心， 人们的环保意识 不断加 强， 因此大力发展 水力发电迫在 眉睫。在 水力发 电站 中， 上 游水库 中的水经过 引水管引向水轮机推动水轮机转动 ， 从 而产 生强大的 动 力来驱动发 电机组进行发 电。然而在水轮机的 多年运 作过程 中不可避免的会 出现过流部件磨损腐蚀的情况 ， 水轮机过 流部件的磨损和 腐蚀情 况的出现 ， 严重的影响 了水轮机 的工作效 率， 从 而制约 了水力发 电站的发 电能 力。本文通过对使水轮机过流部件产生磨损 的主要 原 因进行 了深入 的分析 ， 并提 出 了相应 的抗磨损抗腐蚀的新技术 ， 希望能够引起 同行的相互探 讨 ， 从 而达 到共 同提 高的 目的， 进而为解决
我 国水 力发 电事 业中水轮机过流部件磨损 问题提 供理论性 的参 考。 关键词： 水轮机过 流部件 ； 磨蚀 ； 材料 ； 表面处理
水是人类生 活生产 中最基 本的 自然资源 ， 在很早以前我们的祖 合树脂涂层 、 环氧金 刚砂浆 涂层 ， 在二 江电厂及三 门峡 电厂都获得 先 就已经开始 了对水 能的开发利用 ，公元 ３ ７年我国就已经发明 了 成功的应用 。在二江 电厂 １ 号机过流部件上涂刷复合 树脂抗磨层 ， 用 水轮带动 的鼓 风设备 ， 后来更是先 后发 明了水碾 、 水磨等利 用水 运行 ｌ Ｏ ０ ０ ０ ｈ ， 脱落面积不超过 ２ ％。近年来 ， 环氧金刚砂浆层经不断 力 驱动设备 的机 械结构 。 随着社会 的不断进步和科学技术的不断发 改进工艺 ， 已逐渐推广应用 于导 叶 、 支持盖 、 泄水锥等部件表面 。但 展， 水 力发 电站成 为了社会供 电的主流 电源 ， 人类才 真正大规模 的 是环氧一类非金属涂料虽然有 良好 的抗磨性 ，抗 空蚀 能力却较差 ， 对水能驱动进行 开发利用 。在水力 发电站中 ， 水 轮机 是必不可少的 因此用环氧等进行保 护的部位应处于磨蚀破 坏或仅有轻微 空化的 驱动装置 ， 是发 电机组正常进行发 电工作 的先决 条件 。但 是随着时 部位 。 间的流逝 ， 水轮机不可避免的在驱动发 电机正常发 电的过 程中产生 ２ ． １ ． ２ 熔覆材料 严重 的磨损现象 。 由于水轮机 的工作原理是水流通过将水流的势能 熔覆类材料呈粉末状 ， 一般 以激光 、 等离 子弧 、 氧 乙炔火焰 等作 （ 反击式水 轮机 ） 和动能 （ 冲击式水 轮机 ） ， 通过转 轮转化为机 械能 ， 热源 ， 通 过熔覆材料 的 自熔 ， 使之形成 与基 材性 能完全不 同的表面 因此水轮机磨损现象在水轮机 的过流部件尤为严重。 本文通过对水 熔覆层 。该层组织致密 、 晶粒细小 ， 且 与基材呈 冶金结合 ， 因此结合 轮机过流部件产生磨损 的主要原 因进行分析探讨 ， 并提 出了一 些对 力 比涂层较强 ， 在服役过程 中不易剥落。 水轮机过流部件抗磨抗腐蚀的新技术。 ２ ． ２物理强化技术 １水轮机过流部件磨损破坏的主要原 因 物理强化技术（ 包括感应强化 、 激光强化 、 等离子强化 、 火焰 强化 水轮机过流部件的磨损和破坏一直是水 电站运行 的难 治之症。 和整体强化） 不同于一般在叶片表面堆焊耐磨材料和非金属复合材 由于这种磨损和破坏使水轮机过流部件 的形状 和表面发生 了变化 ， 料 防护 的外来材料保护 ， 它是指人为地从外界施加于金属材料 某一 从而破 坏了水流对 表面应有 的绕 流条件 ，一方 面直接影 响机组效 局 部（ 如表层） ， 引起该 部位金属 内在 因素 的改变 而导致各种性 能的 率， 一方 面也成 为进一步加剧零件 破坏的根源 。本文就解决水轮机 变 化 。 过流部件的磨损破坏这一问题 ， 对 材料方面所采取 的各项措施进行 ２ ． ２ ． １ 感应强化 介绍。从水轮机过流部件在含泥砂 的水流 中的磨损破坏性 质来 看 ， 青铜峡 电站 、 巴家嘴 电站 、 河底 岗 电站等在 低碳马 氏体 不锈钢 在纯泥砂磨 损的情况 下 ， 泥砂 颗粒的机械 打击 作用为 主导 ， 这就要 水轮机叶片上采用 了感应强化工艺 ， 都表现出了 良好 的抗空蚀磨损 求材料表 面有足够 的强度和硬度抵 御这种磨损 ；在纯空 蚀的情况 性 能。该工 艺是针 对 Ｚ Ｇ Ｏ Ｃ ｒ ｌ ３ Ｎ ｉ ４ Ｍｏ 低 碳马 氏体不 锈钢水 轮机 叶 下， 空泡溃灭时所产生 的冲击波 打击在 材料 壁面上 ， 造成空蚀破 坏 ， 片， 感应加热至 １ ０ ０ ０ ℃， 水淬后 ２ ５ ０ ０ （ ： 回火处理 ， 获得超细回火 马氏 如果材料的抗空蚀性能 良好 ， 潜伏期长 ， 则虽存在空化条件 ， 甚至有 体组织强化层（ ２ ６ ｍ ｍ ） 。 强化层压强大于 １ ２ ０ ０ Ｍ Ｐ ａ ， Ｈ Ｒ Ｃ ＞ ４ ０ ， 这种不 相当强度 的空化 ， 水轮机仍在很 长时 间内不发 生空蚀 ； 还有 的情况 锈钢经强化后抗空蚀磨损性能 比常规热处理提高了 ３ 倍 以上 。 是 泥砂磨 损与空蚀 同时发生 ，有 时因磨损强度大大高于空蚀强度 ， ２ ． ２ ． ２激 光 强 化 所 以空蚀 的痕 迹就 被磨 去而不 明显 ， 所 以磨蚀程度 与材料 有直接关 用强大功率的激光扫射某种合金钢表层 ， 在该 表层瞬间升温达 系。 到熔点之后又急剧 降温 ， 降 温速度 达到 １ ０ ３ ℃， ｓ （ 借助母材导热或附 ２表 面 处 理 技 术 加介质 导热） 时， 该层 熔融金属 丧失 了生核结 晶的条件而成 为非晶 仅仅依靠材料本 身 的性能来 达到抗磨 蚀的 目的有很大 的局限 态 ， 而该层非 晶质合金具有 异常 的耐磨 性（ 是金 属钛和不锈钢 望尘 性， 也不经济 。人们通过对材料 的表面进行处理 以提 高局 部性能从 莫及 的） 与极 高的硬度 。当升温 和降温条件次于上述条件时 ， 该表层 而达 到使用性 能要求 。在 目前多种 多样 的表面处理技术 中， 按 对表 金属可呈现微 晶状态 。但 这种 方式 难以实现大面积强化 ， 也未见成 面的处理 方式大致可 以分 为两 大类 ： 一类是通过 喷涂 、 激 光涂 覆 、 喷 功 用于水轮机过流部件的报道 。 焊等 方式 在原材料表 面上 附着一 层其 他金属或非金属材料 ， 这种表 结束 语 面处理存在着较多 缺点 ， 例如附着层与 母材 的结合力根据 附着 方式 在人类 电能需 求剧 增的当代社会 ， 为 了提高水力发 电的效 率和 有很 大的不 同 ， 结合力 较弱者 ， 因附着层 可以在运行后很 短时 间内 经济效益 ， 做好水轮机过流部件 的抗磨抗腐 蚀工作是当前水力发电 脱落 ， 反而加剧 了磨蚀程 度 ， 同时存在着变形 、 残余应力等工艺上 的 事业 中亟待解决的问题 。 在对水轮机应用抗磨蚀技术是首先应该结 问题 。第二类是通过感应淬火对表 面进行 复合 改性 ， 依靠本身质变 合水 电站的水流的实际情况 ，根据水流 的磨粒特性和破坏机理 ， 选 强化 而获得高强 度 、 高硬 度和足够 的韧性 ， 使 之成为外柔 内刚 的特 择 出科学合理的抗 磨蚀方法 ， 从而才能产生更好的经济效 益和社会 殊材料 。 这类方式 的表 面处理可 以避免外加附着层的剥落和工 艺上 效益 。举例说明 ， 在水流 中对水轮机过流部件产生破坏的磨粒 如果 的问题 ， 已越来越受 到重视 。 体型较大并且尖锐 ，就应该选用韧性较好 的金属或者非金属材料 ， ２ ． １ 表 面保 护 如果磨粒体型较小且非常尖锐 ， 则应该选用脆性 较大和强度较高 的 层许 多电厂和水 电研究 人员致力 于对水轮机 过流部件抗 磨蚀 材料。总而言之 在处理水轮机过流部件抗磨蚀问题上 ， 不管选用哪 防护材料 的研制工作 ，对过流部件 表面进行涂层 保护是一项 投资 种方式和材料 ， 都应该结合 电站 的实际情况进行综合性考虑。 少、 效益好 的措施 。 近 十年来 ， 大致研制出两大类表面抗磨蚀保护材 料。 ２ ． １ ． １ 涂层材料 这类材料无 需热源 ， 可直接进行 大面积 的涂层保护 ， 主要 有复

阐述 ， 并且针 对其 中的相关缺陷以及不足加以分析 ， 以期为水轮机提 高过流部件抗磨蚀效果的提升作 出贡献。 关键词 ： 引水 式 水 电站 ； 抗磨蚀 ； 复合尼龙 ； 环 氧 金 刚砂 就当前 阶段来说 ， 本文案例水 电站 的引水式 电站 内水轮机 已经 上所 出现 的局部变形 ， 那 么就 可以利用整体加工 的措 施 ， 让变形 现 并且 针对 复杂 窄小 的转轮流道采取全方位 的涂抹保 护 出现 了较为严 重过 的磨蚀问题 ， 这方面的问题要加 以解决 ， 那么就 象完全消失 ， 必须 要利用更加优 良的技术来使得这方面的问题得 以解决 。 在该水 措施 。 而机组工件的表面上 ， 由于存在有保护层包衣 ， 便无需过 于频 电站之 中 ， 一共有两种形式 的引水电站 ： 一种是灌渠之上 的电站 ， 和 繁的对于过流部件加以加 以更换 ， 从而部件 的使用寿命也就极大 的 原水利工程相配套的坝后电站 ， 而另外一种则是河道引水电站 。相 延长 。 该技术相 比以往传统的保 护技术来说 ， 不仅成本低廉 ， 其推广 对来 说 ， 坝后式电站所呈现 出的水质较 为 良好 ， 而引水式 电站水 质 也更加 的方便 。 则较 为浑浊 。而也正是泥沙的磨蚀 和生态 的变化 ， 导致水轮机的机 实验小组要对抗 磨材料进行 筛选 。利 用输沙量 颗粒 的分析方 组出现了较为严重的磨蚀 问题 。 下文 主要针对水轮机过流部件抗磨 式 ， 来对于机组进行试验 ， 通过试验结果 来看 ， 环氧金刚砂所呈现 出 蚀 的相关技术进行 了全面详细 的探讨。 的常温修补功能以及抗磨蚀等方面 的性能是较为优秀 的。 但是其 中 １ 引水 式 电站 的 腐 蚀 现 状及 损 失 也存在一个问题 ，那 就是无法完美 的和母体材料粘结 契合在一起 ， 某省拥有 ５ １ 座５ ０ ０千瓦 以上的 电站 ，一共有 １ ３ ０台水 轮发电 ３ － ６ 个月便有超过 ５ ０ ％的材料会发生脱 落。但是如果说将温度提高 机组 ， 装机 １ ６ １ ． ８ ６ ２ ｍｗ ， ２ ０ ０ ０ 年 的发 电量有 ２ ０ ． ８ ４ ４ ｇ ｗ ｈ ， 其 中河 道引水 到 ５ ０ ℃左 右 ， 那么在这一温度环境下所呈现 出的施工效果最佳 ； 但 式 电站有 ２ ６ 座， 占总数的一半 以上 。 水轮发电机组 的总数也 占了总 是如果说使用橡胶弹性涂层材料 ， 那么就可能会导致叶片的负压 区 台数 的半数以上 。这些 电站所处 的河流都是某省 内泥沙较重 的河 域发生一定的问题 ， 严重情况下甚至会全部脱落 。依据相关 的实验 流， 比如 ， 某些河流每年平均 的输 沙量是 ２ ５ ８ ０万 吨 ， 这些输沙量 比 结果分析来看 ， 研究小 组最后得 出的结论是 ， 使用 中温环氧金砂 来 较大 的河 流都存在水轮机磨蚀 问题 。随着 小水 电站 建设 步伐 的加 对于水轮固件进行修补 ， 那 么所呈现 出的抗磨蚀效果最佳 。 快， 全省 ５ ０ ０千瓦 以上的电站中引水 式电站的比重越来越大所 以解 复合尼龙喷涂粉末是一种灰 白色 的混合粉末 ， 这种粉末 材料特 决水轮机磨蚀问题成 了当务之急。 殊， 抗磨性能和粘接性能都非常好 。 粉末喷涂 的加工过程是 这样 的 ， １ ． １ 磨蚀造成的损失很 多 要先将转 轮加 热至 ２ ０ ０度 ， 然后在表面喷砂 ， 粉末 经高温熔 流后 会 首先 ， 在发生 了磨蚀状 况之后 ， 水 轮机 本身所呈 现出的相应效 形成保护膜 ， 这个保 护膜 的抗磨系数是钢 的 ２到 ３倍 ， 抗磨蚀 的性 率大幅度的下降， 相关 的发 电量也逐步 的减少 。水轮机 自身 的效率 能也 比钢提高 了 ０ ． ５ 倍 ，粘接 强度 和剪切强度都大 幅度提高 了， 延 降低 ， 实 际上表现在 容积率 、 运 行效率 、 水 能效率等 几个方 面的衰 长了工件的使用 寿命 ， 使用期 的效率也提高了。 而且操作 十分简单 。 减。 而发电量的下 降， 所 带来 的经济损失不仅是收益 ， 还有配件材料 它的操作流程是这样 的。要先将转轮去油直到露 出金属本体 ， 面表 以及成本等 ， 人工费用 达到了 １ １ ６ ９万元 ； 其次 ， 在磨蚀 的影响之下 ， 最好有一点毛糙 ， 在转 轮表面涂抹一些活性剂 ， 这样 既可以提高 防 水轮机运行 的安全性会 由于磨蚀的 因素存在 ， 而大 幅度 的降低 。水 水性 又可以提高粘 接力 。紧接着 要在烘 箱里把 温度加 至 ２ ０ ０ ｏ Ｃ到 轮机本 身会由于磨蚀的影响 ， 加大振动幅度 ， 导致漏水现象 出现 。 案 ２ ２ ０ ￣ Ｃ 后保温半个小 时到一个小时。 然后取出来有压缩空气压缩 ， 然 例水 电站 的顶盖 曾经 出现过穿孔性质 的故 障 ， 但是处 理及 时 ， 避免 后用喷枪把粉末喷涂在转轮表面 ，可以多次喷涂来达到厚度要求 ， 了厂房被淹 的情况 发生 ， 那 么在 这样 的情况下 ， 如果说水 轮机 自身 最后在烘箱 内加温到 １ ８ ０ ￣ Ｃ 直到固化 ， 一个小时后取 出。 的磨蚀 问题无法解决 ， 那么水 电站运行过程 中的安全问题也就必然 环 氧金 刚砂涂层技术 的粘 接性 能比较优异 ， 操作也很简单 。在 无法得 到有效 的保障 ； 最后 ， 水 轮及 自身的运行过程 中相关 成本 ， 也 常温下加温到 ５ ０到 ６ ０ ℃的时候 ， 粘接抗拉 强度 和剪切强度都会达 就犹豫磨蚀影响带来的效率下降 ， 而使得生产效益下降 。发 电量 的 到最佳状态 ， 环氧金刚砂涂层技 术的抗磨系数是钢 的 ２倍 ， 抗魔石 减少不仅仅会使得工作 量增 加 ， 还会 导致设备的检修周期 、 维 修周 性 能等 同于钢 。采用上述 新技 术不但操作 简单 ， 而且延长 了部件 的 期 等方 面的工作大幅度增 长。如此 以来 ， 水轮机的经济效益也就不 使用 寿命 ， 提高了转轮 的效率 ， 成本也降低 了很多。 可 避免 的下 滑 。 结束 语 １ ． ２过去的水轮机抗磨蚀措施效果不是很理想 综 上所述 ， 通过新技术 的使用 ， 能够极 大的提升 相关部件 的寿 以前的措施是经常更换母体材料 ， 但是 费用太高 ， 效果也 不是 命 ， 增强其所 具有的抗磨蚀效果 ， 如此 以来便 有效的较低 了磨蚀所 很 明显。 比如紫荆关一级水 电站 自从改装 了镍铬 不锈铸钢 叶片转 可能带来 的经济损失。但是需要 引起重视 的是 ， 新技术在实际使用 轮， 虽然运行 时间 比原有的低碳钢转轮延 长了半年 ， 但是费用却是 的过 程 中 ， 在 温 度 上 的 把 控 较 为 困 难 。 如 果 说 无 法 切 实 有 效 的 对 于 原来 的两倍 。以前的其他措施还有 ， 金 属喷焊技 术和镶衬 辉绿 岩铸 温度进行控制 ， 那么便无法有效的保证维护效果。而在使用复合尼 石 技术等 。金属喷焊技术可 以提 高转 轮叶片 出水边 背面抗空蚀 能 龙修 复技术的过程 中， 应 当要先对 于整个 转轮组加 以清理 后 ， 再进 力， 但是有一个弊病就是 ， 这项技术 只能保护 叶片背面 ， 整个转轮得 行 ， 所呈 现出的修补效果更加 良好 。 不 到保 护 ， 而且加工的难度大 ， 加工的过程 中叶片很 容易变形 和龟 参 考 文 献 裂， 所 以没有得到大范围的推广 。 镶 衬辉绿岩铸石技术 ， 虽然能够使 『 ｌ １ 齐业全． 水轮机过 流部件抗磨蚀新技 术ｆ Ｊ １ ． 安徽科技 ， ２ ０ １ ２ （ １ １ ） ， 抗磨蚀 能力增加 ， 但是 镶衬加工 的工作量非常 大 ， 而且 加工工具也 ［ ２ ２陈德 ］ 新， 杨 建设 ． 多泥 沙河流水轮 机 的抗磨 蚀对 策【 Ｊ ］ ． ， Ａ － Ｉ Ｌ黄 河 ， 有很严格的限制 ， 所以应用的并不广泛 。 除 了以上措施 ， 还有一些解 ２ ０ １ ３ （ ５ ） ． 决局部磨蚀问题 的措施 ， 比如加装 扰流板 ， 加高尾水水位等 ， 但是这 ［ ３ ］ 温晓 军， 张冰 雪． 万 家寨水 电站水轮机 抗磨蚀 的主要措施 ［ Ｊ ］ ． 中国 水利 ， ２ ０ １ ２ （ ６ ） ． 些措施都不能彻底解决水轮机 的磨蚀问题 。 ２ 新技 术 的 优 点 和 实 验过 程 近年来 ， 利用水轮机组 的磨蚀研 究工作来看 ， 研究人 员发现使 用非金属抗磨蚀 的新技术 ， 所 呈现 出的优点较 多。例 如在水轮机组

２ 水 轮 机 过流 部 件 受 损 的 成 因
（ １ ） 综合检 修技术 。水轮 机组在实 际运 行 中要借助 机 电控
而机 电调控 失误也是 引起 水轮机磨蚀 水轮机 组作为水 力发 电的主导 设备， 在进 行 电力发 电生产 制系统完成 自动化操作 ， 解决水轮机部件磨 蚀问题应注重检修技术 的灵活 时易发 生损坏现 象 ，特 别是零 部件磨 蚀易造 成不 同的机 电故 的常见 因素 。
部 件 磨蚀现 象 的成 因 ， 并提 出 了抗 磨蚀 处理 的新 技 术 ， 最 后 阐述 了水 轮机 组 日常管 理 的措 施 。 关键 词 ： 水 轮机 ； 磨蚀； 成 因； 处理 技 术
０ 引言
水 力 发 电凭 借 其 成 本 低 、 易取材 、 产量大等特 点 ， 与 火 力 发 电一 并 成 为 发 电生 产 的 主要 方 式 。 水 轮 机 组 是 水 电站 发 电 的核
心设备 ， 负责将 水能转换为动能 ， 最终转变为 电能供应使用 。由 于电能产量指标 的持续上升 ， 水 电站机 组工作面 临着许 多损耗
强 行旋转等 现象 ， 从而使设 备操 作失 去了原有 的 性风险 ， 机 组零部件 磨损、 腐蚀 的发生次数增 多 ， 应 及时安排专 现 异常卡死 、 业人员采用 新技术进行处 理，全面保 障机 组 日常运行 的效率 ， 控制流程 。
常 损 坏 也 逐 渐 增 加 ，采 取 必 要 的 抗 磨 蚀 处 理 技 术 是 不 可 缺 少
的。 近 年来， 我局与全 国水轮机 磨蚀 试验研究 中心合作 、 试验和
图 １ 水 斗 式 水 轮 机
应用推广 了几种 非金属抗磨蚀新技 术 ，其应 用于水轮机 中， 起
到 了 良好 的抗 磨 蚀 效 果 。

Ｓｅ ｐ． ， ２０１ ５
Ｓ Ｘ Ｈ ７ ０材 料 在 魏 家 堡 水 电 站 中 的 应 用
马 艳 丽
（ 杨凌职业技术学 院 ， 陕西 杨凌 ７ １ ２ １ ０ ０ ） 摘 要 ： Ｓ Ｘ Ｈ７ ０材 料 的抗 磨 蚀 性 能 是 不 锈 钢 Ｘ ５ Ｃ ｒ Ｎｉ ｌ ３ — ４的 ９ １ ． ５倍 ； 抗 空蚀 能力是 不锈钢 Ｘ ５ Ｃ ｒ Ｎｉ ｌ ３ — ４的 １ ． ５ ５
的显微 硬度 在 １ ３ ０ ０ １ ５ ０ ０之 间（ ３ ０ ０ ｋ ｇ ｆ 负荷 ） ； 涂 层 的粘 结强 度为 ７ ０ ～１ ０ ０ ＭＰ ａ 。所得 的涂层 与 不锈 钢 Ｘ５ Ｃ ｒ Ｎ． １ ３ —４在黄河 沙 中进行 圆盘 磨蚀 试 验 ， 结 果表明 Ｓ ＸＨ７ ０涂 层是 不锈 钢 Ｘ５ Ｃ ｒ Ｎｉ ｌ ３ —４的抗 磨 蚀 能力 的 ９ １ ． ５倍 ； 抗 空蚀能 力 的 １ ． ５ ５倍 ， 试 验 结果
粗糙 度 为 １ ． ６ ｍ； 涂 层密 度为 １ ３ ５ ０ ０ 舌
宝鸡 峡 魏 家 堡 水 电 站处 于 渭 河 中下游 ， 长 期 以 来 泥 沙 的磨 蚀 使 该 电站 水 轮 机 的 过 流 部 件 损 害严 重， 特 别 是宝 鸡峡 渠 首加 闸 、 加 坝 工程 前 ， 转轮 、 导 叶 等过 流部 件磨 蚀严 重 ， 检修 费 用高 达 ９ Ｏ多万 。 由于
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｋ７ ３ ０ ． ８ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ — ９ １ ３ １ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ — ０ ０ ２ ７ — ０ ３
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓ ＸＨ７ ０ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｉ ｎ Ｗｅ ｉ ｊ ｉ ａ ｂ ｕ Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ