本發(fā)明涉及材料技術領域,尤其涉及一種水輪機葉片防腐蝕防磨蝕方法。
背景技術:
磨損磨蝕現(xiàn)象在水利、水電、機械、紡織和冶金等許多行業(yè)中都普遍存在,并且非常嚴重,由此造成的經(jīng)濟損失相當可現(xiàn)。我國在該方面的開支非常龐大,尤其是水利、水電部門更為突出。這是因為我國河流含沙量大,全過每年運輸沙量超過1000萬噸的河流達115條,據(jù)世界首位。2001年有關統(tǒng)計資料表明Ml,全國水電站總裝機容量為80.05GW,總發(fā)電量為2184.5億kW/h,其中1056億kW h位于西北、西南和華北等河流含沙量大的地區(qū),這些地區(qū)的水輪機部件不僅受到高速水流的沖刷、磨蝕及機械力的作用,而且還受到水流中夾雜的泥沙等介質(zhì)的磨損、磨蝕破壞,故材料的耗損非常嚴重。另外,在中南、華東地區(qū)的水電站,雖然水輪機部件因河流含沙量少而受泥沙磨損損失小,但是水流的氣蝕現(xiàn)象在深水處對水輪機葉輪材料的破壞則相當嚴重。據(jù)有關統(tǒng)計資料表明,一個大型電站每年用于更換、修補水利機械的費用達百萬余元,因此,解決水力機械磨損、磨蝕問題,十分必要。
一種最經(jīng)濟、最有效的方法就是在水輪機的葉片及機軸上涂覆高耐磨高耐蝕涂層,而耐磨耐腐蝕金屬涂層由于其涂覆工藝簡單、經(jīng)濟且效果明顯,已深受人們的青睞。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提出一種水輪機葉片防腐蝕防磨蝕方法,能夠使水輪機葉片抗磨蝕并抗腐蝕。
為達此目的,本發(fā)明采用以下技術方案:
一種水輪機葉片防腐蝕防磨蝕方法,其包括:
(1)在葉片表面進行噴砂粗化;
(2)用丙酮和乙醇清洗粗化葉片表面并干燥;
(3)按照硬質(zhì)TiN陶瓷顆粒占20-45wt%、Si3N4納米顆粒占5-15wt%、NiCrMoSiB粉末合金余量的配比,制成漿料,將所述漿料均勻涂抹在葉片表面,90-130℃下干燥;
(4)采用丙烷氣體為燃料,高壓氧氣為助燃氣體,氮氣為送粉氣,對葉片表面進行超音速火焰噴涂,噴涂時,丙烷壓力為0.55-0.7MPa,流量為20-30L/min,氧氣壓力為0.65-0.7MPa,流量為180-200L/min,氮氣壓力為0.85-1MPa,流量為18-30L/min,噴涂厚度為700μm-2mm,得到熔覆于葉片表面的TiN-Si3N4-NiCrMoSiB耐磨涂層。
本發(fā)明所述的NiCrMoSiB粉末合金,其組成按重量百分含量包括Cr 10-15%,Ni 3-7%,Mo 2-6%,Si 1-5%,B 2-4%,余量Ni。
優(yōu)選的,TiN陶瓷顆粒占30-40wt%,進一步優(yōu)選35wt%。
本發(fā)明制備得到的耐磨涂層,去與基體形成冶金結合,結合強度大于600MPa,覆層為組織均勻、致密無孔的鑄態(tài)結晶組織,其覆層硬度高達80洛氏硬度以上,使用壽命相較于不含覆層的葉片延長6-7倍以上,抗氣蝕能力提高10倍以上。
本發(fā)明制備得到的TiN-Si3N4-NiCrMoSiB耐磨涂層,其具備陶瓷涂層的優(yōu)點,不僅抗磨蝕,還抗腐蝕。經(jīng)在泥沙河流中試用1個月,未發(fā)現(xiàn)明顯的磨蝕和腐蝕痕跡。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
實施例1
一種水輪機葉片防腐蝕防磨蝕方法,其包括:
(1)在葉片表面進行噴砂粗化;
(2)用丙酮和乙醇清洗粗化葉片表面并干燥;
(3)按照硬質(zhì)TiN陶瓷顆粒占20wt%、Si3N4納米顆粒占5wt%、NiCrMoSiB粉末合金余量的配比,制成漿料,將所述漿料均勻涂抹在葉片表面,90℃下干燥;
(4)采用丙烷氣體為燃料,高壓氧氣為助燃氣體,氮氣為送粉氣,對葉片表面進行超音速火焰噴涂,噴涂時,丙烷壓力為0.55MPa,流量為20L/min,氧氣壓力為0.65MPa,流量為180L/min,氮氣壓力為0.85MPa,流量為18L/min,噴涂厚度為700μm,得到熔覆于葉片表面的TiN-Si3N4-NiCrMoSiB耐磨涂層。
實施例2
一種水輪機葉片防腐蝕防磨蝕方法,其包括:
(1)在葉片表面進行噴砂粗化;
(2)用丙酮和乙醇清洗粗化葉片表面并干燥;
(3)按照硬質(zhì)TiN陶瓷顆粒占45wt%、Si3N4納米顆粒占15wt%、NiCrMoSiB粉末合金余量的配比,制成漿料,將所述漿料均勻涂抹在葉片表面,130℃下干燥;
(4)采用丙烷氣體為燃料,高壓氧氣為助燃氣體,氮氣為送粉氣,對葉片表面進行超音速火焰噴涂,噴涂時,丙烷壓力為0.7MPa,流量為30L/min,氧氣壓力為0.7MPa,流量為200L/min,氮氣壓力為1MPa,流量為30L/min,噴涂厚度為2mm,得到熔覆于葉片表面的TiN-Si3N4-NiCrMoSiB耐磨涂層。
實施例3
一種水輪機葉片防腐蝕防磨蝕方法,其包括:
(1)在葉片表面進行噴砂粗化;
(2)用丙酮和乙醇清洗粗化葉片表面并干燥;
(3)按照硬質(zhì)TiN陶瓷顆粒占35wt%、Si3N4納米顆粒占10wt%、NiCrMoSiB粉末合金余量的配比,制成漿料,將所述漿料均勻涂抹在葉片表面,100℃下干燥;
(4)采用丙烷氣體為燃料,高壓氧氣為助燃氣體,氮氣為送粉氣,對葉片表面進行超音速火焰噴涂,噴涂時,丙烷壓力為0.6MPa,流量為25L/min,氧氣壓力為0.67MPa,流量為190L/min,氮氣壓力為0.95MPa,流量為25L/min,噴涂厚度為1mm,得到熔覆于葉片表面的TiN-Si3N4-NiCrMoSiB耐磨涂層。
實施例1-3制備得到的水輪機葉片,經(jīng)在泥沙河流中試用1個月,未發(fā)現(xiàn)明顯的磨蝕和腐蝕痕跡。