材料的含沙水流沖蝕磨損性能研究.pdf

1、高速含沙水流對水輪機過流部件和水工建筑材料的磨損破壞作用較大，如何評價材料的耐磨性能，尋求先進的耐磨保護方法一直以來是人們關(guān)注的焦點，是影響我國水力發(fā)電事業(yè)進一步發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。 本文針對我國水力發(fā)電的特殊性(高含沙量、水頭高、落差大、材料磨損嚴重)，在深入分析國內(nèi)外氣蝕、沖蝕磨損試驗方法的基礎(chǔ)上，對實驗室現(xiàn)有沖蝕試驗裝置和試驗方法進行改進，研究典型的聚合物材料和金屬材料的氣蝕與沖蝕復(fù)合磨損問題，探討了高速含沙水流作用下材料

2、的磨損機理，并根據(jù)試驗結(jié)果設(shè)計了將超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作為耐磨材料應(yīng)用于280 m落差泄洪洞水工建筑的技術(shù)方法，現(xiàn)場使用試驗證明超高分子量聚乙烯具有提高水工建筑的抗磨耐磨能力。 本文的創(chuàng)新和研究成果體現(xiàn)在以下五個方面： (1)、對MCF-30沖蝕磨損試驗機的試樣盤材料進行改進，提高其耐磨性。通過設(shè)計具有局部繞流效應(yīng)帶凸沿的試樣結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了泥沙沖蝕試驗機的氣蝕效應(yīng)。 (2)設(shè)計了GSPS-S型高壓水射流

3、沖蝕磨損試驗機的水下沖蝕裝置，使之產(chǎn)生氣蝕與沖蝕復(fù)合磨損試驗條件，為試驗研究服務(wù)。 (3)、研究兩種不銹鋼材料在氣蝕與沖蝕共同作用下的磨損機理，探討高速水流、泥沙的交互作用對材料造成的磨損破壞過程。 (4)、試驗研究了三種聚合物材料和兩種不銹鋼材料的耐磨性，指出超高分子量聚乙烯(UHMWPE)最適合在含沙高速水流中工作，具有較好的耐磨性和保護作用。 (5)、針對高壩泄洪道抗含沙水流沖蝕的保護技術(shù)問題，設(shè)計了減緩水