风机叶片材料磨损试验研究与分析

2018-12-26 10:26 | 作者:超超 |

由于风扇经常输送粉尘气体,例如吹尘器、循环风扇,叶轮的使用寿命仅为几个月。特别是对于燃煤电厂中使用的锅炉引风机和煤粉风机,虽然粉尘颗粒尺寸和粉尘含量要小得多,但对叶片和叶轮材料的耐磨性有特殊要求,以确保发电厂可以继续跑。为了避免由于风扇叶片和叶轮的磨损而关闭发电厂,研究风扇叶片和叶轮材料以及额外的耐磨措施尤为重要。

针对风机叶片磨损问题,计算叶轮内部流量,采用数值模拟技术研究叶片磨损机理;还开发了叶轮耐磨材料,并对喷涂工艺进行了应用研究。

该测试是由影响刀片磨损的关键因素(刀片材料、喷涂角度、喷涂、耐磨材料和表面处理技术)进行的。过去,研究范围的耐磨性很小,一般是理论上的两相流计算,也有单一的现场实验研究。然而,材料磨损测试台的最大特点是它可以执行各种比较磨损测试:改变气流速度和喷射角度、以改变材料的表面特性。、结合两相流计算或材料喷涂工艺研究等验证。测试材料的重量损失可以直观地反映相应的磨损量。测试结果将有助于为风扇叶片和叶轮使用更有效的耐磨技术,并提高风扇叶片和叶轮的使用寿命。

2测试原理

磨损试验的工作原理是,当一定压力的压缩空气进入混合器时,由于重力和虹吸的作用,烧瓶中的颗粒进入混合器,气体和颗粒的混合物通过喷嘴喷入测试室。在测试材料上。测试材料可以调节与喷嘴的距离和与可移动盖和可旋转盖的喷射角度,以测量颗粒在不同速度和不同入射角下对材料的磨损。处理可以通过集尘器净化,最后通过风扇排出。

3个测试条件

3.1试样尺寸和材料

所有样品的磨损表面尺寸为150mmx150mmx10mm;样品的材料选自普通叶轮的基本材料:Q235A,16Mn、球墨铸铁、铸铝合金;喷焊磨损试验材料选用动叶片的常用材料:16Mn和15喷焊1.2毫米厚的耐磨材料Hagtel-lite8粉末;从表面电极材料上的叶轮基础材料Q235A中选择的表面测试材料是717,856517和FeO2。

3.2喷嘴速度

对于对比试验,在所有试验中,压力平衡罐中的压力保持恒定在1.2kg / c,这对应于85m / s的气体流速(该值在喷嘴后180mm处测量)。3.3喷雾

为了符合相同的测试条件,喷雾只能使用一次。喷涂材料为石英砂,其化学成分为:99.5iOZ,其粒度分布如下:200-300m占15%; 100-200m占70%; 100米或更少占15%。

3.4喷嘴

喷嘴由德国公司生产的专业喷嘴制成,内径为10毫米。该喷嘴由碳化硼硬化,从而实现长寿命并确保均匀喷射和相同的测试条件。

3.5注射距离和喷雾量

在所有测试中,喷雾和测试表面之间的距离为180mm,每次喷雾为6kg。因此,在所有测试中都获得了相同的条件。

3.6喷射角度

冲击射流磨损主要在动叶片的前缘部分产生,而倾斜和平坦的喷射磨损最可能发生在动叶片的压力表面上。在本文中,每种材料的典型喷射角度为150,300,450,600,75倾斜射流磨损和冲击喷射磨损,喷射角度为90,以获得每个喷射角度下的测试曲线,并有助于两个阶段。流动路径。当计算流动数值模拟时,防止含尘气流以大量磨损的喷射角度撞击叶轮和动叶片。

4磨损特性分析

4.1叶片基础材料的耐磨性比较

记录各种测试材料在不同喷射角度下的体积磨损。

此外,如果测试材料在整个喷射角度范围内根据耐磨性排列,则顺序为:(1)16Mn; (2)Q235A; (3)球墨铸铁; (4)铸铝合金(ZL 104)。

可以获得材料的磨损量不仅与喷射角度有关,而且与空气流速、颗粒颗粒等恒定的情况下的材料特性有关。塑料材料和脆性材料表现不同。当喷射角小于300时,脆性材料(铸铝合金、球墨铸铁)比塑料材料(Q235A,16Mn)磨损更多。

在对基础材料16Mn和15MnTi的耐磨层进行电镀之后,将耐磨性测试与基板进行比较。当喷射角度大于45°时,保护层的材料比没有保护层的材料的耐磨性差。只有当喷射角小于45°时,保护层的材料才比没有保护层的材料更耐磨损。大。可以获得的是,材料具有保护层,并且仅在小的喷射角度下,耐磨层可以起到改善材料的耐磨性的作用。

4.3堆焊材料的耐磨性比较

材料Q235A与其表面耐磨材料的试验比较。以相同的表面处理方式,电极材料为717,856,517和Fe-O2。

当喷涂角度小于40时,表面材料后的耐磨性明显优于非表面Q235A材料,特别是与电极517和Fe-O2的堆焊,并且它们的耐磨性在所有喷涂中角。它总是比未焊接的Q235A材料好得多。从各种表面材料的耐磨性的观点来看,以更好的耐磨性排列的排队是:Fe-05517,856和717。根据所有Q235A加表面材料的磨损测试曲线,所有表面材料的最大磨损为35-45。

5颗粒物质和速度对磨损的影响

5.1喷射对磨损的影响

测试结果使用上海发电厂的粉尘作为喷雾进行。从图中可以看出,叶片基本材料的耐磨性与使用石英砂的试验相似。由于灰尘的颗粒尺寸远小于石英砂的颗粒尺寸,因此硬度也很小,并且磨损量相应地减少。可以看出,材料的耐磨性与喷雾的粒度和硬度有关。

调节压力平衡罐的压力,改变喷射风速,选择注射速度40m / s和110m / s,与原始注射速度85m / s相比,得到体积磨损与注射速度的关系。

记录16Mn材料的体积磨损与注射速度之间的关系。射流速度对磨损的影响更大,速度越高,磨损量越大,这与通常的理论计算结果一致。另外,在图中可以看出,在相同的速度下,喷射角度为300°和45°的磨损量很大,类似于前几次试验的结果。

六,结论

(1)磨损与含颗粒气流的碰撞角有关。对于通常未经处理的叶片材料,如果气流能够沿叶片平滑地流动,即碰撞角度小,则磨损相对较小;如果气流碰撞角度很大,特别是在45°时,磨损将达到最大值。因此,在设计叶轮时,尽量避免大的气流角度。

风机叶片材料磨损试验研究与分析

(2)磨损与颗粒的粒径、硬度和气体流速有关。两组试验曲线的比较表明,气流中颗粒的粒径越大,硬度越高(如石英砂),叶片的磨损将低于颗粒直径。、(如电厂煤灰)。磨损要大得多。

磨损与气流速度成正比。气流速度越大,叶片气流中颗粒的磨损越大;气流速度越小,气流中的颗粒对叶片磨损的影响越小。

(3)磨损与叶片材料的表面特性有关,并且叶片材料的表面经过处理以改变其磨损。当刀片材料的表面被喷焊并且耐磨或表面化时,表面硬度得到改善,并且当碰撞角度小时,磨损大大提高。当冲击角度大时,改善效果不明显,有时会引起更多磨损。因此,仅当气流的碰撞角度小时,才适合叶片材料的表面处理。

在设计叶轮时,应将颗粒碰撞叶片的速度和角度的理论和计算与叶轮两相流理论相结合,对叶片段采取耐磨措施。在颗粒碰撞角度较小且密度为、的区域,应采用焊接耐磨层或堆焊FeO2的方法来提高表面硬度,提高磨损性能。在颗粒冲击角大的情况下,可以使用具有低堆积硬度的材料来改善磨损。本文的实验研究结果对风扇叶轮、输送含尘气体的设计和耐磨过程具有很好的参考价值。



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