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磨蚀是中国科技名词。

世界三大汉语词典分别是中国大陆的《 汉语大词典[1]》(共13册,5.6万词条,37万单词)、中国台湾的《 中文大辞典 》(共10册,5万词条,40万单词)以及日本的《 大汉和辞典 》(共13册,4.9万词条,40万单词)。汉字是记录汉语的文字[2],它已有六千年左右的历史,是世界上最古老的文字之一。

名词解释

磨蚀是指风力、流水、波浪和冰川等所携碎屑物对基岩进行的机械磨损。亦即侵蚀或刻蚀辅之以对岩石的擦划(scratching)和冲蚀(scouring)。象用砂纸将岩石打磨过一样,给留下平滑、光溜的表面。磨损也表示碎屑物自身在搬运过程中的磨损,并因而变得越来越小。

磨蚀的第二种定义如下:

材料在腐蚀和磨耗的综合作用下所产生的破坏现象,也称磨耗腐蚀(erosioncorrosion)。磨耗是流体运动等机械作用的结果,流动的液体或气体不断冲恻材料表面,不仅直接磨耗材料,而且破坏材料表面的保护膜,使新鲜的材料表面不断与腐蚀性流体接触,而加速了腐蚀作用。当流体中含有固体粒子时磨蚀更为严重。在水力发电机的翼轮、船舶的推进器、水管弯曲处最为常见。

水轮机泥沙磨蚀危害

我国河流众多且水力资源非常丰富,居世界前列。但其中大多数河流泥沙含量相当高,特别是黄河以多泥沙而闻名于世,其含沙量为全世界最多,年平均输沙量达16亿t,年均含沙量34kg/m3。长江的水流含沙量虽然不高,但是因水量充沛,输沙量大,年均输沙量达5.01亿t。水中所含固体颗粒大小以及硬度的不同还有过流部件的形状的原因,使得水轮机发生磨蚀现象,特别在含沙量大的河流,水轮机过流部件磨蚀情况特别严峻。

造成水轮机过流部件表面上出现破坏是水轮机泥沙磨损的外在后果。同时也引起一系列间接后果,使水电站技术经济效益大为降低。

(1)水轮机效率下降。混流式水轮机上下部迷宫环间隙和轴流式及斜流式水轮机叶片与转轮室之间的间隙,由于沙粒磨损的原因,渐渐变大,而引起水轮机的容积效率下降。

(2)水电站检修频率增大,检修工作量增加。修建在含泥沙量大的河流上的水轮机,它沙粒磨损状况是决定检修频率以及检修量的最重要的依据。河流的洪峰的沙峰几乎都是出现在汛期。因此,河流各梯级电站的水轮机在汛期都承受严重的沙粒磨损,汛期后都需要及时检修。

(3)降低水电站运行质量。水轮机过流部件被泥沙冲击后而造成外表不光滑,加快了水流的局部扰动和空化的进展;转轮的磨损导致不对称,尤其是其中有的叶片的出口边由于磨蚀破坏出现折断时,将会导致水力的和机械的不平衡 [2] 。

水轮机泥沙磨蚀的防护措施编辑 播报

(1)水轮机过流部件表面防护技术。对于表面的保护普遍使用的金属材料有碳化钨、金属陶瓷、抗磨焊条、高强度不锈钢等,经常用铺焊、堆焊、喷焊等办法包裹于过流部件上;非金属材料有环氧金刚砂、复合树脂、聚氨酯橡胶、复合尼龙和其他高分子材料,经常使用浇注、涂抹等方式包裹于过流部件上。

(2)减少过机泥沙。在泥沙量大河流上,采用多种方法来降低通过水轮机水流中泥沙含量是减弱水轮机泥沙磨蚀的主要手段。最初在黄河上建设的水电站就是因为在设计时没有酌量排沙措施,导致大量泥沙淤积在大坝上游,汛期时水流中含有大量泥沙,致使水轮机磨蚀非常严重,盐锅峡、改造前的三门峡皆有这种教训。

所以,建设排沙洞,沉沙池等用于降低过机泥沙的措施在随后含沙量高河流上建设的水电站设计中受到普遍注意。另外,经过水沙优化调度,利用洪水把泥沙排走,最重要的是由于将大颗粒泥沙冲走,避免机组在汛期时水流中含沙量大的时候工作,俱可极大地减弱泥沙磨蚀的程度,再把表面保护措施结合使用,乃至能在汛期内能实现浑水发电。

(3)合理地选择水轮机的设计。水轮机设计参数选取时该酌情减小参数水平,应留心掌握减少转轮出口的相对水流,使转轮到达最佳比转速。并且对转轮叶片进行优化设计,并且注意增加导叶分布圆的直径,使用合适的导叶翼型等措施。

(4)提高水轮机制造水平。转轮叶片母材应选用抗磨性能优良的原料,让过流部件的抗磨蚀性能有极大增强。

参考文献