含沙水域水电站用抗冲蚀磨损新材料的研制

水电站水轮机的泥沙磨损是一个众所周知、举世瞩目的突出问题。水轮机转轮、转轮室、叶片、抗磨环、底环等部位在运行一段时间后 ,就会出现鱼鳞坑、针孔、麻点、麻面、波纹、蜂窝状等缺陷。在岩溶地区由于水中ＣＯ2 的含量较大,使水轮机过流部件出现了严重的腐蚀现象.材料的失效是由气、液、固等组成的多相流引起的,有液气双相流空蚀、液 固双相流冲刷腐蚀磨损破坏形式,也有材料的腐蚀疲劳破坏形式,还存在空蚀、冲蚀磨损、腐蚀及疲劳彼此间的相互促进效应,因此腐蚀磨损有着较为普遍的工业背景。
碳钢、低合金钢的抗冲蚀、气蚀和腐蚀的能力都较差,因而采用这些材料制造的水力机械过流部件的寿命较低。不锈钢叶轮材料虽抗腐蚀、抗气蚀的性能较好,但是由于泥沙的冲蚀磨损,水轮机运行 15kh时就必须检修。目前,国内外广泛应用的低碳马氏体不锈钢是抗气蚀能力较好的材料,但其脆性大、焊接性能差,在多泥沙河流水电工程中,该系列材料仍难以满足过流部件的抗冲蚀磨损要求。2009年秦皇岛正美豪工程技术有限公司从加拿大引进的聚氨酯防腐耐磨材料在一定程度上解决了这一难题。这种先进的高分子材料是由聚氨酯弹性体和环氧树脂为基体制备的复合材料,在浆液冲蚀磨损和腐蚀磨损领域中应用日益受到关注。这是因为,一方面高分子材料在耐酸碱腐蚀方面有天然的优势,而且密度小;另一方面这些高分子材料的抗冲蚀性能能够与高铬铸铁等媲美。
我们有理由相信，在不久的将来，这种新材料会越来越受到关注。