10《东方电~0h))2004年第2期葛洲坝水电厂125MW水轮机叶片表面防护喷涂技术尚海清摘要本文介绍了葛洲坝水电厂’l2机组125MW水轮机叶片返回东电后，在修复过程中对叶片裙边、叶片外缘端面、叶片外缘背面300ram部位进行的高速火焰金属粉末喷涂抗磨损强化处理工艺。该喷涂技术的成功实施，为老水电厂水轮机过流面磨损防护处理提供了借鉴。关键词葛洲坝水电厂水轮机叶片磨损喷涂葛洲坝水电厂位于湖北宜昌市，总装机容量27l5MW，分为二江电厂和大江电厂。二江电厂安装有2台170MW和5台125MW水轮发电机组，大江电厂安装有l4台l25MW水轮发电机组。第一台机组于1981年7月建成发电，1988年2l台机组全部投运。20年来的运行实践证明，2l台机组选型及设计先进，结构合理，出力充足。但是，由于机组运行已久，且长江水质含沙量较大，沙粒硬度较高，致使水轮机过流面空化和磨损严重，尤其是叶片出水边、外缘和背面及转轮室过流面为甚。为解决该问题，电厂有关技术人员在多台机组过流面上选用了各种抗磨蚀涂层进行防护试验，取得了一些有益的尝试。本次大修，电厂经过调研，决定利用机组叶片返回制造厂大修期间，采用目前世界上较为先进的高速火焰(HVOF)喷涂技术对水轮机叶片表面进行局部喷涂防护处理。所有喷涂工作由陕西宇丰机械电子有限公司完成，地点在东电生产厂房内。来稿时间：2004年4月20日2水轮机基本参数为：葛洲坝水电厂125MW水轮机基本参数水轮机型号zz50o-一LH—l020转轮直径10200mm额定出力129．OMW额定转速62．5r／min飞逸转速140r／min额定流量825m3／s转轮叶片数5个轮毂比0．44叶片转角一12。～+20。尾水管高度2．4122)。装置空化系数0．9ll8装机高程(桨叶中心线)36．6m吸出高度一7m3高速火焰喷涂基本原理、特点和材料特性3．1高速火焰喷涂原理高速火焰喷涂技术系统，可进行金属喷涂、碳化物喷涂和特殊喷涂。该项技术是把维普资讯http://www.cqvip.com东方电~h)2004年第2期喷涂材料以粉末状态注入高速喷射燃烧的火焰中，其喷射速度可达2000m／s，燃烧温度适中(≤3000℃)。高速燃气一方面使粉末材料的颗粒达到半熔化状态，另一方面又使粉末材料的颗粒加速运动，将熔化后的粉末材料紧密均匀地附着在被喷涂物体的表面上，与基材物理结合在一起。而基材温度低于150~C，使基材不发生任何变形，从而形成少孔隙、低氧化、高粘合力、低残余应力的高质量涂层。(1)用途：当水流含沙量为0．1～200kg／m时，对过流金属表面提供抗磨蚀防护。(2)喷涂部位：冲击式水轮机主要在转轮斗叶、喷针、喷嘴；混流式水轮机和水泵主要在转轮、导叶、迷宫环、抗磨板；轴流式水轮机主要在转轮叶片、泄水锥和导叶。(3)涂层厚度：0．3～0．5ram(典型值为0．3ram)(4)平均表面粗糙度：Ra3．2～6．4(5)材料特性：金属碳化物(6)密度：13500kg／ms(7)化学成分：最佳成分组合提供最优的抗磨蚀能力。(8褓护特性：显微硬度1000～1100Hv0．3(9)粘接强度：大于70MPa(10)抗磨能力：是06CTl3Ni4Mo不锈钢的70～80倍。(11)抗空化能力：与06Cr13Ni4Mo不锈钢相当。(12)抗腐蚀能力：略低于06Cr13Ni4Mo不锈钢，建议不用于工业废水处理及海水中。3．2防护涂层材料本次葛洲坝水电厂12机组125MW水轮机叶片喷涂用材料，采用的是适用于水轮机过流表面抗泥沙磨损的美国美科P07专用材料，其主要成分为碳化钨材料(市场上通用的碳化钨粉如钴．碳化钨类，其主要特点是干式抗磨，对于湿环境尤其是水下恶劣环境不能适应，由于其抗空化能力极低，因此不适用于水电站的喷涂)。所用材料的结合强度大于70MPa，表面硬度大于1000Hv，涂层厚度平均为300gm(不影响部件表面型线和过流断面面积)，表面抗磨能力比06Cr13Ni4Mo高70倍以上，其抗空化能力与06Cr13Ni4Mo相当。3．3涂层特性该涂层专用于含泥沙水流中，尤其是当含沙量大于0．01kg／m3时的过流表面金属防护，具体使用寿命与水流流速、冲击角、泥沙含量和泥沙类型有关。P07的最佳防护区域的冲击角小于30。，即水轮机过流部件的喷涂表面80％以上的区域可得到长期保护。3．4服务与维修为了达到整体部件使用寿命最大化的目的，应该在洪水期过后进行检查，如发现有局部损坏区域，应有专业人员或经过培训...
