桨叶是轴流式水轮机的叶片,它的作用就是通过反作用力将水的势能和压能转换为机组的旋转机械能。水轮机桨叶在运行多年后,普遍出现水轮机桨叶铜套及其相关部件的磨损现象,且引起桨叶窜出,进而导致转轮室扫膛,严重威胁机组安全稳定运行。

水轮机桨叶铜套结构与耐磨性优化研究项目旨在通过优化桨叶铜套及其相关部件结构设计、材质摩擦磨损性能,以增强相关部件的耐磨性及自润滑减摩性能,从而延长桨叶铜套及相关部件使用寿命,延长机组检修周期,减少机组检修成本,为机组状态检修的实施奠定本质安全基础,增加电站运行稳定性和可靠性。

水轮机桨叶铜套的性能要求提高桨叶铜套L边和内径的耐磨性能,主要手段为提高铜合金轴瓦的硬度,延长轴瓦的工作寿命;提高桨叶铜套L边和内径的减磨性能,主要手段为提高铜合金轴瓦的自润滑性能,在保持原来耐磨性的基础上提高减磨能力,从而延长轴瓦及其对应摩擦部件的工作寿命。

水轮机桨叶铜套磨损,致使铜套与桨叶轴柄配合间隙增大,D型密封与轴颈接触密封面失效,是造成调速器系统油质泄漏的重要原因之一。而水轮机桨叶铜查磨损与机组运行状况、铜查和桨叶材质、水流、油质、工件装配等各项因素有关。

为了延长铜件的使用寿命,按国家技术要求结合铜件的工作环境,铜套一般选择铝青铜或者锡青铜来做来做。以下是常用的铝青铜铜套、锡青铜铜套材质简介:

铝青铜属于高强度耐热青铜,高温(400℃)下力学性能稳定,有良好的减摩性,在大气、淡水和海水中抗蚀性很好,热态下压力加工性良好,可热处理强化,可焊接,不易钎焊,切削性尚好。铝青铜用于高强度的耐磨零件和高温下(400℃)工作的零件,如铝青铜铜套、衬套、轴套、齿轮、球形座、螺母、法兰盘、滑座等以及其它各种重要的耐蚀耐磨零件。

锡青铜铸造铜合金耐磨性和耐蚀性好,易加工,铸造性能和气密性较好。用于在较高负荷,中等滑动速度下工作的耐磨耐腐蚀零件,如轴瓦、轴套、铜套、衬套、缸套、活塞离合器、泵件压盖以及蜗轮等。锡青铜铜套也是水利设备中重要的配件之一。 

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