小浪底水电站水轮机抗磨保护研究

一、针对小浪底水电站水轮机抗磨防护问题的研究（论文文献综述）

王文博^[1]（2020）在《聚醚氟化聚氨酯/氧化铝涂层的制备及性能分析》文中研究说明水利资源在中国扮演着重要的角色,水资源的利用和开发与经济发展密切相关。在水利工程中,如何对水利机械设备进行保护,延长设备服役期,一直是制约水利事业发展的问题。水利机械,尤其是发电设备,在工作时处于高速运动状态,容易与砂石、硬质颗粒等磨损物质相互接触,设备上极易产生水、固、气三相之间的相互作用,从而引发汽蚀,磨损,以及它们的联合作用。材料表面一旦发生磨损腐蚀现象,磨蚀现象将发展的非常快,将会造成水利设备使用寿命缩短。处理和解决汽蚀、腐蚀、磨损等问题,提高设备服役时间,降低使用维护成本,是实现水利设备安全、可靠、经济、高效率运行亟待解决的问题。聚氨酯材料性能良好,优异的耐磨耐腐性、化学稳定性、性能可控性等使其应用广泛,特别是聚氨酯可以和许多无机物或有机物进行物理混合或化学反应,从而合成复合涂层材料,使得涂层的某些特定性能可以显着提高,极大的扩展了聚氨酯涂料的应用范围。聚氨酯由于分子链中含有亲水基团导致耐水性不好,而氟化物具有很好的耐水性,选用二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）为主要原料与全氟辛基乙基醇（TEOH-8）配合,制备出聚醚氟化聚氨酯,并在涂层中添加不同种类和含量的氧化铝制备复合涂层。为确保纳、微米氧化铝颗粒在涂层中的分散性,使用硅烷偶联剂对氧化铝颗粒进行预处理,最终制备了聚醚氟化聚氨酯/氧化铝涂层,并对所制备涂层进行了测试和表征。在适当的范围之内添加氧化铝颗粒可以使涂层的水接触角增大,吸水率下降,纳米氧化铝用量为3%,微米氧化铝用量为15%,纳米氧化铝涂层附着力为11～12MPa,水接触角为122°左右,微米氧化铝涂层附着力约为7～8MPa,水接触角为110°左右。随着氧化铝含量的增加,聚醚氟化聚氨酯/氧化铝涂层材料的冲蚀磨损量降低,涂层含有的大量氢键与软段分子链协同运动,缓冲了高速磨损颗粒和气泡溃灭时对涂层产生巨大反复的冲击力,硬段分子链可以与氧化铝共同抵抗磨损作用,其抗磨蚀性相应提高。Al2O3-FPU（3）与Al2O3-FPU（15）的磨损量分别降到0.9216×10-3kg和0.6721×10-3kg,耐磨性相较于合金钢分别提升45.25%和60.07%。聚醚氟化聚氨酯/氧化铝涂层不仅具有氟元素疏水性较强的特点,又因为氧化铝的加入使得疏水性能更佳,二者共同作用,有效的阻止了水分子向涂层深处渗透,涂层有效工作时间增加。当纳米氧化铝含量为3%、微米氧化铝含量为15%时,涂层具备较好的耐水性能、粘结力和耐气蚀磨损性能,能够胜任水下过流部件的防护工作。

卢建勇,于跃,万永发^[2]（2017）在《小浪底电站水轮机过流部件碳化钨涂层修复技术研究应用》文中进行了进一步梳理采用碳化钨粉末对水轮机过流部件进行防护是较为可靠、成熟的防护技术,可以有效防止机组的空蚀、磨蚀。但随着机组的运行年限增加,碳化钨涂层脱落是必然现象,如何经济、有效的对碳化钨涂层进行修补目前国内外均无成熟的运用技术,文章结合小浪底电站水轮机过流部件碳化钨修复的应用实例,对碳化钨涂层修复问题进行研究,得出较为可行的涂层修复方法。

李贵勋,张雷,郑军,杨勇,郭维克^[3]（2016）在《磨蚀防护技术在水力机械的应用研究》文中研究表明多泥沙河流上水力机械遭受磨蚀破坏,通过采用聚氨酯复合树脂砂浆技术、改性聚氨酯涂层技术及钢塑复合聚氨酯技术,起到了较好的防护效果,有效地提高了水力机械过流部件的耐磨性能,延长了其维修周期,降低了维护成本,具有较大的应用价值。

王者昌^[4]（2014）在《水轮机部件过流表面的金属材料磨蚀防护》文中指出介绍了GB1焊条堆焊、粉末喷焊和碳化钨涂层三种工艺各自的优缺点和适用范围。GB1焊条堆焊层具有优异的抗空蚀、抗磨蚀性能,良好的抗磨性,适用于强空蚀、磨蚀部位的防护。粉末喷焊层具有良好的抗空蚀、抗磨蚀性能,优良的抗磨性,适用于小型水轮机过流部件的防护。碳化钨涂层具有极好的抗磨性,但是抗空蚀性能差,适用于大中型水轮机过流部件的磨损防护。就抗磨寿命而言,单层的GB1焊条堆焊层、粉末喷焊层略低于碳化钨涂层。喷焊和堆焊可能引起变形,而涂层则基本不会。GB1焊条堆焊性价比最高。

曾毅,樊世英^[5]（2013）在《多泥沙电站水轮机的选型、水力设计和结构优化》文中提出泥沙是水电站必须面对的重要问题,它会侵蚀和破坏电站设备,尤其是对水轮机过流部件的磨蚀,不仅降低了机组效率和可用率,而且危及电站运行安全。作为对策,本文概述了多泥沙电站水轮机的选型、水利设计、材料选择和结构设计几个方面需要注意的细则,并对电站工程设计、机组运行管理和维护检修提出了建议。这些细则和建议是从许多工程运用实例中提炼和总结出来的,已被许多工程实例证明是行之有效的,可以从根本上应对泥沙对水轮机过流部件的磨蚀。

张武斌,任岩^[6]（2013）在《聚氨酯涂层在水轮机磨蚀防护中的应用》文中指出为了增强多泥沙河流水电站水轮机的抗磨蚀能力,采用各种材料对其表面进行防护。其中,聚氨酯具有良好的弹性和韧性,可以吸收泥沙颗粒的冲击,抗磨效果好。通过对聚氨酯在轴流式和混流式水轮机过流部件抗磨蚀防护的效果分析,得出结论:①在小型机组叶片上有较好的防护效果;②在大型机组固定过流部件上有较好的防护效果;③粘接剂是关键之一;④安全厚度须保证;⑤强空化和尖锐硬物割伤是涂层脱落的主因。

唐红海,魏皓,邓玉海,陈飞^[7]（2011）在《小浪底水电站闸门抗磨防腐蚀技术的研究与应用》文中认为以小浪底水电站为例,针对排沙洞偏心铰弧门面板涂层在特殊运行条件下磨损破坏严重问题,在参考国内外类似技术基础上研发了涂层抗磨性能模拟试验设备,并进行多方案对比试验与方案优化,将优选的"喷锌+喷316不锈钢+环氧封闭油漆"方案成功应用于小浪底水电站的闸门防腐处理,效果较好。

顾四行,贾瑞旗,张弋扬,姚光^[8]（2011）在《水轮机磨蚀与防治》文中研究说明我国是多泥沙河流大国,水轮机磨蚀破坏非常严重。水轮机磨蚀的防治,是一项多学科的系统工程,必须采取综合治理措施。概述了水轮机磨蚀的由来,介绍磨蚀破坏实例、泥沙磨损因素和防治措施,提出了尚待深入研究的课题。

阳莉,李延频,陈德新^[9]（2010）在《混流式水轮机磨蚀与防护措施研究》文中研究说明混流式水轮机磨蚀严重的部位是叶片背面出口边靠近下环处、下环内外表面等。根据黄河水流的特性和对磨蚀规律的分析,水轮机的磨蚀防护一般采取聚氨酯涂层防护、高速氧燃喷漆碳化钨防护、优化转轮设计、减少过机泥沙等综合措施,取得了一定的效果。

李延频,王鹏飞,阳莉,陈德新^[10]（2010）在《黄河上水电站混流式水轮机磨蚀与防护措施的研究》文中提出由于黄河水流含沙量大的特性,混流式水轮机磨蚀严重的部位依次是叶片背面出口边靠近下环处、叶片之间的上冠流道、下环内外表面等。根据对磨蚀规律的分析,水轮机的磨蚀防护一般采取涂层防护、优化转轮设计、减少过机泥沙等措施,对各种防护措施进行了分析比较。

二、针对小浪底水电站水轮机抗磨防护问题的研究（论文开题报告）

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、针对小浪底水电站水轮机抗磨防护问题的研究（论文提纲范文）

（1）聚醚氟化聚氨酯/氧化铝涂层的制备及性能分析（论文提纲范文）

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 过流部件耐磨防腐涂层研究现状

1.2.1 过流部件的磨损腐蚀机理

1.2.2 过流部件抗磨损涂层的研究

1.3 聚氨酯涂料的特点及研究进展

1.3.1 纳米材料改性

1.3.2 有机材料改性

1.3.3 石墨烯改性

1.3.4 总结

1.4 聚醚氟化聚氨酯/氧化铝复合材料发展现状

1.4.1 聚醚氟化聚氨酯/氧化铝复合材料研究进展

1.4.2 聚氨酯改性现存问题

1.5 研究内容

2 试样制备与试验方法

2.1 试验药品与仪器

2.1.1 试验药品

2.1.2 试验仪器与设备

2.2 试样基体表面预处理

2.3 试验过程

2.3.1 氧化铝的处理

2.3.2 预聚体的合成

2.3.3 氧化铝的加入与扩链缩合反应

2.3.4 涂层制备

2.4 喷涂工艺参数

2.4.1 喷涂压力

2.4.2 物料温度

2.5 聚醚氟化聚氨酯/氧化铝的性能检测与表征

2.5.1 物理性能检测

2.5.2 微观组织与结构检测

2.5.3 耐水性能检测

2.5.4 耐磨蚀性能检测

2.5.5 人工老化试验

2.6 本章小结

3 涂层粒子分散性与物理性能分析

3.1 组织结构检测结果与氧化铝粒子分散性

3.1.1 FTIR分析

3.1.2 氧化铝粒子的分散性

3.2 微/纳米氧化铝粒子对涂层耐水性能影响

3.3 微纳米氧化铝粒子对涂层耐磨蚀性影响

3.3.1 冲蚀磨损试验分析

3.3.2 磨蚀后涂层表面形貌分析

3.4 本章小结

4 涂层热力学与化学稳定性分析

4.1 涂层DSC检测与导热系数分析

4.2 氧化铝粒子对涂层玻璃化温度影响

4.3 老化性能分析

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 创新点

5.3 展望

攻读硕士学位期间参加的科研项目及发表的学术论文

致谢

参考文献

（2）小浪底电站水轮机过流部件碳化钨涂层修复技术研究应用（论文提纲范文）

1 小浪底电站水轮机简介

2 小浪底电站水轮机运行情况简介

2.1 有喷涂碳化钨涂层区域磨损气蚀情况

2.2 未喷涂碳化钨涂层区域磨损气蚀情况

2.3 其他区域

2.4 脱落面积

3 问题及研究方向

4 小浪底电站水轮机过流部件涂层修复实例

4.1 废旧涂层去除

4.2 补焊打磨

4.3 喷涂

4.4 材料及设备

4.5 涂层质量检验

4.5.1 目视检验

4.5.2 涂层厚度检查

4.5.3 附着力测试

4.5.4 硬度测试

4.5.5 显微组织检测

4.6 修复效果及存在的问题

5 结语

（3）磨蚀防护技术在水力机械的应用研究（论文提纲范文）

1 前言

2 磨蚀防护技术及产品

2.1 聚氨酯复合树脂砂浆技术

2.2 改性聚氨酯涂层技术

2.2.1 浇注聚氨酯弹性体涂层

2.2.2 高弹性聚氨酯漆

2.3 钢塑复合聚氨酯产品

2.3.1 钢塑复合聚氨酯导叶密封板

2.3.2 钢塑复合聚氨酯抗磨板

3 结论

（5）多泥沙电站水轮机的选型、水力设计和结构优化（论文提纲范文）

0前言

1 工程设计

2 水轮机选型

2.1 机型

2.2 额定转速

2.3 比转速

2.4 吸出高度

3 水力设计

3.1 水轮机几何参数的选择

3.1.1 蜗壳

3.1.2 固定导叶和导叶

3.1.3 转轮

3.2 水力性能优化

3.3 水力模型试验

4 结构优化

4.1 总体设计

4.2 材料选择

4.2.1 钢材是水轮机使用的主要材料

4.2.2 非金属材料

4.2.3 表面防护和修补材料

4.3 转浆式水轮机抗磨设计细则

4.3.1 导叶

4.3.2 转轮室

4.3.3 叶片

4.3.4 轮毂

4.3.5 水轮机主轴密封

4.3.6 顶盖排水

4.4 混流式水轮机抗磨设计细则

4.4.1 固定导叶

4.4.2 导叶

4.4.3 顶盖和底环

4.4.4 转轮

4.4.5止漏环

4.4.6 顶盖和转轮之间的空腔

4.4.7 尾水管

4.4.8 主轴和导叶密封

5 优化设计

6 维护检修

7 结语

（7）小浪底水电站闸门抗磨防腐蚀技术的研究与应用（论文提纲范文）

1 闸门抗磨防腐蚀情况

2 闸门抗磨防腐技术选择

3 涂层制备

(1) 试验原则。

(2) 涂层制备。

4 检验设备、方法及效果

(1) 设备。

(2) 检验方法。

(3) 检验结果。

5 结语

（8）水轮机磨蚀与防治（论文提纲范文）

1 水轮机磨蚀破坏实例

2 泥沙磨损因素

3 防治对策

3.1 大力开展水土保持和流域治理

3.2 一定要重视枢纽工程设计

3.3 优化水库运行方式

3.4 更新水轮机设计制造理念

4 强化机组运行管理

5 必要的金属和非金属防护层措施

6 尚待深入研究的课题

（9）混流式水轮机磨蚀与防护措施研究（论文提纲范文）

1 混流式水轮机磨蚀的特点

1.1 叶片的磨蚀

1.2 下环的磨蚀

1.3 导叶的磨蚀

1.4 抗磨板的磨蚀

2 水轮机磨蚀原因分析

2.1 过机沙量大是磨蚀的主要原因

2.2 叶片工艺是磨蚀的重要原因

2.3 叶片材质是磨蚀的本质原因

2.4 磨蚀区处理质量是磨蚀的关键原因

3 混流式水轮机磨蚀防护措施

3.1 聚氨酯涂层防护措施

3.2 高速氧燃喷漆碳化钨 (HVOF-WC) 防护措施

3.3 优化水轮机设计

3.4 减少过机泥沙

3.5 改造检修工具, 引进先进技术[3]

（10）黄河上水电站混流式水轮机磨蚀与防护措施的研究（论文提纲范文）

1 混流式水轮机各部位磨蚀的特点