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电厂风机叶轮表面防磨强化技术及应用

Tg)和模量维持不变。

2·2 MD-Ⅲ胶粘剂的静态力学性能曲线

1中的两条实线曲线,为根据《胶粘剂对接接头拉伸强度的测定》(GB/T63291996)测出的,在8种不同温度条件下, MD-Ⅲ高强韧性胶粘剂的拉伸强度,即σbT曲线。及根据《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法》(GB712486)测出的MD-Ⅲ高强韧性胶粘剂的拉伸剪切强度,既στ-T曲线。图1中的两条虚线曲线,为号称“胶王”的CGJ高强韧性胶粘剂的 σbT和στ-T曲线。由图1可见,在温度为100℃时,MD-Ⅲ高强韧性胶粘剂的拉伸强度σb达到最高值(48.8MPa),而在室温至120℃范围内, σb值波动不大。MD-Ⅲ高强韧性胶粘剂的拉伸剪切强度στ,在室温至170℃的范围,是随着温度的升高亦呈缓慢上升的趋势,当温度为170℃左右时,其στ值高达35.4MPa。而CGJ胶粘剂虽然在室温条件下,它的στ值略低于MD-Ⅲ高强韧性胶粘剂,而它的σb值却比MD-Ⅲ高强韧性胶粘剂还高出3.3Mpa。但随着温度的升高,CGJ 胶粘剂的σb、στ值均发生急剧下降,在温度达到150℃时,与室温条件下比较,其στ值下降了67.7%,而σb值的下降幅度达到了84%

2·3 MD-Ⅲ胶粘剂的动态力学性能曲线

参照《胶粘剂剪切冲击强度试验方法》(GB/T63281999),粘接10mm×10mm×55mm的对接接头试样(不带缺口),采用特制的摆锤,在9种不同温度条件下,使试样在冲击弯曲状态发生折断。图2为冲击韧性值-温度曲线(αk-T曲线)。图2显示,在温度为室温至125℃左右范围,CGJ胶粘剂的冲击韧性值αk均比MD-Ⅲ高强韧性胶粘剂的αk值高。但当温度升高到150℃时,CGJ胶粘剂的脆性骤然增大,其αk值降幅达到了72.7%。当温度为170℃时,其αk值接近于零。而MD-Ⅲ高强韧性胶粘剂在室温至200℃范围,始终处于“增韧”的势头,其增幅达到17.4%。即使温度升高到了250℃,其αk值仍然保持在57KJ/m2的水平。

3. 陶瓷耐磨叶轮的可靠性

3·1 陶瓷耐磨叶轮的可靠性分析

离心式风机叶轮的板式叶片,多为其径向尺寸大于轴向尺寸的圆弧窄叶片形式。在对叶片进行受力分析和强度计算时,可将整片叶片视为承受均布载荷的梁。当叶轮以角速度ω=πn/30高速转动时,在叶轮最大半径上的叶片工作面出口处,粘接的陶瓷元件受到了最大离心力P的作用,另还主要受到胶粘剂抵抗拉伸剪切破坏时的最大力P1,及气固两相流压应力等作用。显然只有保证P1>P时,叶片上的陶瓷元件才不会发生脱落。此时这个最大的离心力P=ω2 n2ρsδRmax/900(N),式中:n—叶轮转速,r/min;ρ-陶瓷元件的体积密度,Kg/m3;δ-陶瓷元件的厚度,mS-陶瓷元件被粘接面的面积,m2Rmax-叶轮中心至叶片出口处的最大半径,m。考虑到现场大面积粘接施工条件和叶轮工作温度等因素的影响,为安全稳妥起见,只将在实验室条件下测定的胶粘剂拉伸剪切强度στ值的一半代入计算,即P1=Sστ/2,并引入安全系数K=P1/P,则有K=450στ/π2n2ρδRmax

在正常工况下排粉风机、引风机的工作温度为70℃和150℃左右。常用陶瓷元件的厚度δ=1.5mm,其体积密度ρ=3.7g/cm3。以粘接了氧化铝陶瓷元件至今已投入27个月和39个月运行的两种风机叶轮为例,通过安全系数的计算和实际业绩的验证,MD-Ⅲ高强韧性胶粘剂确有很高的粘接安全系数。只要风机工作温度不突破该胶粘剂最高工作温度的限制(Tmax175℃),施工质量和陶瓷元件质量达到一定的技术条件,则粘接型陶瓷耐磨叶轮就完全可以满足电厂风机运行工况的要求。两种粘接型陶瓷耐磨叶轮安全系数计算结果见表2

2 两种风机叶轮安全系数的计算结果

依照陶瓷耐磨叶轮须安全可靠运行的最基本原则,如果说DM-Ⅲ胶粘剂所具有的足够高的强度指标是防止陶瓷元件脱落的首要条件的话,那么如何减少和弥补陶瓷元件与金属材料的线膨胀系数差异较大,在温度变化时两者间产生的相对位移量给耐磨保护层带来的不利影响,则是陶瓷与金属复合连接技术中必须解决的重要课题。

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