材料的含沙水流沖蝕磨損性能研究.pdf

1、高速含沙水流對(duì)水輪機(jī)過(guò)流部件和水工建筑材料的磨損破壞作用較大，如何評(píng)價(jià)材料的耐磨性能，尋求先進(jìn)的耐磨保護(hù)方法一直以來(lái)是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，是影響我國(guó)水力發(fā)電事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。 本文針對(duì)我國(guó)水力發(fā)電的特殊性(高含沙量、水頭高、落差大、材料磨損嚴(yán)重)，在深入分析國(guó)內(nèi)外氣蝕、沖蝕磨損試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有沖蝕試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)，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(wèn)題，探討了高速含沙水流作用下材料

2、的磨損機(jī)理，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)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(chǎng)使用試驗(yàn)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(gè)方面： (1)、對(duì)MCF-30沖蝕磨損試驗(yàn)機(jī)的試樣盤材料進(jìn)行改進(jìn)，提高其耐磨性。通過(guò)設(shè)計(jì)具有局部繞流效應(yīng)帶凸沿的試樣結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了泥沙沖蝕試驗(yàn)機(jī)的氣蝕效應(yīng)。 (2)設(shè)計(jì)了GSPS-S型高壓水射流

3、沖蝕磨損試驗(yàn)機(jī)的水下沖蝕裝置，使之產(chǎn)生氣蝕與沖蝕復(fù)合磨損試驗(yàn)條件，為試驗(yàn)研究服務(wù)。 (3)、研究?jī)煞N不銹鋼材料在氣蝕與沖蝕共同作用下的磨損機(jī)理，探討高速水流、泥沙的交互作用對(duì)材料造成的磨損破壞過(guò)程。 (4)、試驗(yàn)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(hù)作用。 (5)、針對(duì)高壩泄洪道抗含沙水流沖蝕的保護(hù)技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了減緩水