2020年水泵抗汽蚀磨损防护技术的研究进展工学论文

泵抗气蚀磨损防护技术的研究进展工程论文泵的汽水腐蚀、磨蚀及其联合作用破坏是泵运行、维护和管理的重要问题，传统的表面保护材料和技术远远不能满足泵的汽蚀、磨蚀要求。 为了增强泵过流部件表面对汽蚀、磨损的抵抗力，除了用不锈钢和其他硬质合金制造叶片、叶轮外，还进行了表面保护技术的持续试验研究。 本文就其进展叙述如下非金属涂层的研究中国从20世纪60、70年代开始，就将环氧树脂及其复合物应用于泵上进行了耐磨损保护。 20世纪80年代，复合龙涂层、聚氨酯涂层、陶瓷涂层、橡胶涂层等非金属涂层相继开发出来。 另外，还有速钛橡胶、橡胶、搪瓷、陶瓷、玻璃等材料形成的非金属涂层，因加工技术复杂等原因，使用很少。 20世纪90年代，工业领域还引进了美国DEVCON修复剂、ARC复合涂料、人工橡胶涂层等高分子聚合物材料。 这些非金属涂层材料在泵站严酷的使用环境下，由于涂层与金属基质的结合能力差，以及材料本身的硬度不足，难以实现期望的耐气蚀、耐磨损效果。水泵的耐磨表面保护技术也广泛采用金属表面保护层。 使用最多的是焊条堆焊和线材涂装。 虽然利用不锈钢焊条的堆焊法能保证焊接层和基体的接合强度高，但堆焊法要求薄，焊接层厚不均匀，加工馀量大，作业基材的焊接性高。 用堆焊法处理过的水泵叶片表面，一般在堆焊部位不发生汽蚀破坏之前，在堆焊接点周围会迅速发生新的汽蚀破坏，到达堆焊层的底部。 线材涂装形成的不锈钢雾状粒子涂层以机械结合为主，不太适合泵的冲击载荷和耐气蚀的修复。 在几种大型泵工件，例如大口径(直径3米以上)轴流泵叶轮室中，可以在表面嵌入不锈钢板来提高耐磨性。 但是，该方法将工件送到大型泵站，加工、车削、马赛克、焊接、费用高、周期长，在普通泵站无法实施。 合金粉末涂装是在线材涂装的基础上发展起来的。 与堆焊法相比，成型美观平坦，厚度容易控制，薄薄率小，方法简单，热源容易获得，加工不受气候和地方的制约。 但是，热喷涂层是由高速喷射到基体表面的半熔融状态的合金粉末粒子一层一层规则地重叠形成的，属于层状结构，其物理特性有方向性，并且在热喷涂过程中，各个粉末粒子出现冷凝、收缩、变形等现象，使涂层中的内应力发展，因此，合金粉末热喷涂一般与汽蚀表面保护材料的技术需要耐磨涂层(1)高强度和硬度抵抗汽蚀、磨损的破坏(2)具有一家的韧性，吸收冲击能量(3)具有较高的粘合强度，保证泵内30-35米的高速水流冲击下涂层不会剥落(4)涂层材料必须价格适中。 可以保证在大中型泵站和大量农村小型泵站中普及使用.(5)涂层材料必须无毒、易燃、易爆炸。 保管运输容易，不污染周围环境。加工技术为了保证表面保护技术的普及和应用，加工技术必须实现(1)流程简单，可以掌握一定程度的操作者(2)加工使用的工具(器具)容易在市场购买，或需要一般泵站的修理工作，且价格适中，不需要特别昂贵的设备(3)工艺不受季节和周围环境的影响，应保证泵能在冬、春季的维护期内完成(4)涂层不需要特别的保温养护，涂层后可以迅速固化或使用，缩短维护同步。热喷涂保护技术是随着低熔点粉末材料开发成功，在热喷涂和堆焊基础上发展的金属表面保护技术。 由于热喷涂层经历了再熔化过程，具有涂层致密无孔、表面光滑、节约材料、质量好、效率高的优点，热喷涂层的表面硬度可以达到HRC60-70，可以延长数倍至十数倍的泵过流部件的寿命。优化要点：为了保证喷涂层的质量，防止工件变形和涂层裂纹的发生，涂层材料研究优化的技术途径如下(1)根据配比的优化，改变硬化相的颗粒大小、数量和结晶粒度的大小，得到合理的组织结构形态和分布状态。(2)根据泵汽蚀、磨削的特点，明确调整了材料的性能指标，能够在保证材料优异的耐磨性的同时，最大限度地抑制或减少裂纹的产生