3.2 膠粘劑性能 校核
相對于引風機在近120~140℃高溫下的運行工況,排粉機的運行溫度只有90℃,但排粉機葉輪的轉速比引風機高,而且是在帶硬質顆粒的高速沖刷氣流作用下工作。因此要求膠粘劑必須具備一定的耐高溫性能,同時具有一定的抗剪強度和抗老化性能。陶瓷的熱膨脹系數只有金屬一半,因而還需要膠粘劑具有良好的韌性。據此配制的膠粘劑主要性能如下:不同溫度下抗拉強度(金屬-金屬)分別為50M a(室溫),36 M a(100℃),20 M a(150℃);抗剪強度分別為28 M a(室溫),20M a(100℃)及10M a(150℃)。膠粘劑的韌性介于陶瓷與金屬之間,固化后不收縮。
經計算,在90℃溫度下,當一個直徑為2 020mm的排粉風機葉輪以1440 /min轉動時,在葉輪最邊緣上一塊10 mm×10 mm×1.5 mm的瓷片受到的向心力為4.37 N,而此時膠粘劑所能提供的抗剪力為2kN(100℃),粘接力的大小約是瓷片所受向心力的457倍。可見膠粘劑具有極高的粘接保險系數。
4 試驗結果分析
由于已經在其它電廠進行過多次粘貼,因此在湛江電廠一次粘貼了4臺風機葉輪,其中有2臺屬于準備報廢的舊葉輪。葉片表面使用尺寸為10mm×10mm×1.5 mm,入口處用U型陶瓷片,迎風面厚度為6mm。粘貼過程中使用了表面噴砂處理,金屬及陶瓷表面活化偶聯劑處理及相應的加熱固化處理。粘貼完后不作動平衡直接投入使用。
自1996年11月投運至1997年10月檢測,除1臺舊葉輪因原葉片磨損過于嚴重致使陶瓷片懸空而局部脫落外,其它葉輪上陶瓷片完好無損,經目測,未發現有明顯磨損現象,實測磨損只有0.1~0.2
mm。在入口處的U型瓷片,也僅僅是棱角被磨損,平均減少不到0.5mm。同時對1997年2月粘貼的7臺葉輪進行檢查,所有葉輪上的陶瓷片全部完好無損。按實際運行時間計算,每年最多磨損0.1mm。磨損量為粘瓷片厚的1/15。
分析不同部位的陶瓷片磨損情況發現,在沿氣流流動方向的平面上瓷片磨損平均不到0.1mm,越靠近葉輪外圓,磨損越嚴重,平均磨損0.2mm,明顯比中盤輪轂兩側處磨損嚴重。這是由于越靠近葉輪的外圓周,氣流流速愈大,因而磨損就愈嚴重。
與沿氣流方向相比,在沿氣流垂直方向上(入口處)的瓷片磨損最為嚴重,最多可達0.3~0.5mm。實際上這正符合了陶瓷沖刷機理,即氣流入射角愈大,磨損愈嚴重。而且由于接縫處形成的渦流使得沿接縫處金屬基體磨損最為嚴重,甚至可以把金屬襯板磨穿,使陶瓷完全懸空,造成部分迎風接縫處瓷片脫落。
5 結論
經過幾十臺風機葉輪的實際運行,表明在風機葉輪表面粘貼陶瓷是一項可靠、有效的耐磨防磨措施。只要施工仔細,嚴格按照工藝操作,可以保證陶瓷片不發生脫落,從而為火力發電廠提供行之有效的耐磨防磨手段。