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風(fēng)機(jī)葉輪粘貼陶瓷片的防磨

來(lái)源:錦榮耐磨材料點(diǎn)擊: 發(fā)布時(shí)間:2020-09-23

       風(fēng)機(jī)葉輪粘貼陶瓷防磨效果取決于兩個(gè)條件,***,首先要求陶瓷耐磨性能優(yōu)異,其耐磨性應(yīng)當(dāng)比WC噴涂噴焊材料或堆焊材料高***少三倍以上。其次,要求陶瓷與金屬之間可靠連接,即使用的粘接劑的粘接強(qiáng)度要高,韌性要好,而且耐溫耐腐蝕, 耐老化壽命***少在十年以上,強(qiáng)度下降不超過(guò)10%。而且陶瓷防磨對(duì)于機(jī)組為水膜除塵引風(fēng)系統(tǒng)有不掛灰的特點(diǎn)。

1、 耐磨陶瓷的性能

作為耐磨材料使用的陶瓷主要有氧化鋁、碳化硅、氮化硅及氧化鋯等。針對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪的使用工況,耐磨陶瓷采用冷壓燒結(jié)氧化鋁陶瓷,其主要特點(diǎn)是價(jià)格便宜,密度小,耐磨性能優(yōu)異。經(jīng)實(shí)測(cè),采用冷壓燒結(jié)的氧化鋁陶瓷塊硬度為HRA88,比重3.7,耐磨性是高鉻鑄鐵的5倍左右,普通碳鋼的100倍左右。在風(fēng)機(jī)上使用,陶瓷片的厚度只有1.5mm,每平方米(10000片)的重量只有5.5公斤。在風(fēng)機(jī)葉片的入口處,可以采用U型陶瓷塊,在迎風(fēng)面尺寸可以達(dá)到6mm。相對(duì)于一般的熱噴涂及堆焊材料,因***厚度只有1-3mm,因此,陶瓷的耐磨性能完全可以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

2、 膠粘劑性能校核

相對(duì)于排粉機(jī)90℃的運(yùn)行溫度,引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行溫度要高些,在140-160℃之間,但排粉機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)速比引風(fēng)機(jī)高二倍以上,而且是在帶硬質(zhì)顆粒的高速?zèng)_刷氣流作用下工作。因此要求膠粘劑必須具備一定的耐高溫性能,同時(shí)具有一定的抗剪強(qiáng)度和抗老化性能。陶瓷的熱膨脹系數(shù)只有金屬的一半,因而還需要膠粘劑具有良好的韌性。據(jù)此配制的膠粘劑主要性能如下:不同溫度下抗拉強(qiáng)度(金屬-金屬)分別為50MPa(室溫)、36 MPa(100℃)、20MPa(150℃);抗剪強(qiáng)度分別為28MPa(室溫)及20 MPa(100℃)、10MPa(150℃)。膠粘劑的韌性介于陶瓷與金屬之間,固化后不收縮。

經(jīng)計(jì)算,在90℃溫度下,當(dāng)一個(gè)直徑為Ф2020的排粉風(fēng)機(jī)葉輪以1440rpm轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在葉輪最邊緣上一塊10×10×1.5 (mm)的瓷片受到的向心力為0.446(kgf),而此時(shí)膠粘劑所能***的抗剪力為360(kgf)(100℃),粘接力的大小是瓷片受到向心力的近450倍。可見(jiàn)膠粘劑具有極高的粘接保險(xiǎn)系數(shù)。

3、試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)以上可行性分析以及參照其他廠的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),2003年5月大修期間對(duì)其中的一臺(tái)引風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行了粘貼瓷片的防磨處理,,在葉片的魚(yú)頭部位、葉片迎風(fēng)面及后盤的連接部位,分別復(fù)合了耐磨陶瓷片和特殊形狀的陶瓷耐磨件。其中葉片表面使用尺寸為10×10×1.5mm的陶瓷片,入口處用U型陶瓷片,迎風(fēng)面厚度為6mm。施工過(guò)程中嚴(yán)格按照現(xiàn)場(chǎng)施工工藝進(jìn)行,表面噴砂處理,金屬及陶瓷表面活化偶聯(lián)劑處理及相應(yīng)的加熱固化處理。粘貼完后不作動(dòng)平衡直接投入使用。期間,鍋爐燃用煤灰份在45%以上。經(jīng)一年運(yùn)行,陶瓷磨損非常輕微,狀況良好。2005年大修檢查,發(fā)現(xiàn)除有少量的瓷片脫落外,其他基本完好。

分析不同部位的陶瓷片磨損情況發(fā)現(xiàn),在沿氣流流動(dòng)方向的平面上瓷片磨損平均不到0.1mm,越靠近葉輪外圓,即葉片的出口端,磨損越嚴(yán)重,平均磨損0.2mm,明顯比中盤輪轂兩側(cè)處磨損嚴(yán)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(yán)重。與沿氣流方向相比,在沿氣流垂直方向上(入口處魚(yú)頭部位)的瓷片磨損最為嚴(yán)重,最多可達(dá)0.3-0.5mm。實(shí)際上這正符合了陶瓷沖刷機(jī)理,即氣流入射角愈大,磨損愈嚴(yán)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(yán)重,甚***可以把金屬襯板磨穿,使得局部陶瓷完全懸空,造成部分迎風(fēng)接縫處瓷片脫落。

2004年機(jī)組大修,另一臺(tái)引風(fēng)機(jī)也采用了此技術(shù),直接與葉輪生產(chǎn)廠家合作,直接在廠家進(jìn)行了粘貼瓷片的施工。可以說(shuō)非常完善,從整體施工工藝及外觀質(zhì)量都要好于現(xiàn)場(chǎng)施工。因?yàn)檫@樣葉輪生產(chǎn)廠可根據(jù)錦榮公司貼瓷片的工藝要求在生產(chǎn)工藝上配合。此臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行***今例行檢查沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有瓷片脫落現(xiàn)象,取得較好的效果。

4、經(jīng)濟(jì)效益分析

以往未采取此工藝前引風(fēng)機(jī)葉輪運(yùn)行一般6個(gè)月開(kāi)始出現(xiàn)葉片魚(yú)頭部位磨漏、進(jìn)灰,頻繁補(bǔ)焊,因?yàn)檠a(bǔ)焊***了母材整體強(qiáng)度和塑性,在運(yùn)行中又頻繁出現(xiàn)裂紋,沒(méi)有辦法又得補(bǔ)焊,這樣造成了惡性循環(huán)。一般一臺(tái)新輪運(yùn)行一年左右就無(wú)法再進(jìn)行補(bǔ)焊處理,就得更換。換一臺(tái)葉輪4萬(wàn)元計(jì),4臺(tái)風(fēng)機(jī)為16萬(wàn)元,而采用貼瓷片工藝后,預(yù)計(jì)可完全運(yùn)行4年左右,可節(jié)約***48萬(wàn)元,其中減少了大量的維護(hù)工作量,保證了機(jī)組滿出力,其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是非常可觀的。  

5、結(jié)論

經(jīng)過(guò)實(shí)際長(zhǎng)達(dá)3年的運(yùn)行結(jié)果表明,只要在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照工藝操作,在使用過(guò)程中定期檢查,嚴(yán)格按照維修工藝進(jìn)行維修,風(fēng)機(jī)葉輪表面粘貼陶瓷防磨是一項(xiàng)可靠、有效的耐磨防磨措施, 不但可以提高使用壽命,具有重要的經(jīng)濟(jì)意義,而且可以提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性,還具有重要的社會(huì)意義。

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