[發(fā)明專利]汽輪機(jī)葉片材料及強(qiáng)化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗(yàn)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410816601.X
• 申請(qǐng)日: 2014-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104502214A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝永慧;劉天源;趙鵬飛;張荻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/56
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/56;G01N17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種材料沖蝕試驗(yàn)裝置，具體涉及一種用于研究材料及強(qiáng)化涂層抗沖蝕和腐蝕性能的試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

汽輪機(jī)葉片是把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的重要部件，其工作環(huán)境極其惡劣，運(yùn)行中除了受到氣流彎應(yīng)力、離心拉應(yīng)力和隨時(shí)間變化的氣流激振力，工作在濕蒸汽區(qū)的葉片還要承受水滴沖蝕和化學(xué)腐蝕，葉片事故時(shí)有發(fā)生。因此，葉片的安全性受到了汽輪機(jī)制造企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和電站的密切關(guān)注。

造成汽輪機(jī)濕蒸汽區(qū)葉片表面損傷的，主要有二次水滴和水中的腐蝕性離子。減少腐蝕性離子和高速水滴對(duì)汽輪機(jī)葉片的影響除了提高蒸汽品質(zhì)，采用更好的除濕裝置和捕水結(jié)構(gòu)，目前主要采用被動(dòng)防護(hù)方式，即對(duì)采用強(qiáng)度硬度更好的葉片材料以及采用更好的防護(hù)層。

被動(dòng)防護(hù)技術(shù)的效果如果在實(shí)際運(yùn)行的汽輪機(jī)上檢驗(yàn)，成本將是極其高昂的，并且校驗(yàn)周期也很長(zhǎng)，發(fā)生危險(xiǎn)的可能性很大。葉片材料和防護(hù)層的測(cè)試平臺(tái)需要能提供和濕蒸汽區(qū)葉片相近的環(huán)境，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠，同時(shí)要能快速給出材料和防護(hù)涂層抗腐蝕和撞擊的結(jié)果。研究葉片受水滴、腐蝕性液滴撞擊導(dǎo)致的損傷機(jī)理，給出葉片在此類(lèi)環(huán)境下的損傷過(guò)程曲線。

大型電站汽輪機(jī)濕蒸汽區(qū)葉片工作于濕度較大、氣流速度很快的環(huán)境，而現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)只實(shí)現(xiàn)了大氣壓下的高速撞擊，有的系統(tǒng)用超過(guò)100℃的蒸汽流代替溫度較低的高速水滴，都難以真實(shí)的還原低壓葉片真實(shí)的運(yùn)行環(huán)境，實(shí)驗(yàn)效果就難以保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種汽輪機(jī)葉片材料及強(qiáng)化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗(yàn)系統(tǒng)，最大程度的還原低壓葉片真實(shí)的運(yùn)行環(huán)境，進(jìn)而研究葉片水蝕的機(jī)理并給出葉片損傷的過(guò)程曲線。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

汽輪機(jī)葉片材料及強(qiáng)化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗(yàn)系統(tǒng)，包括試驗(yàn)箱體和高速液滴發(fā)生器；試驗(yàn)箱體包括密封殼體、若干噴頭和轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子安裝于密封殼體上；密封殼體的一側(cè)布置有若干噴頭；轉(zhuǎn)子上設(shè)有若干用于安裝測(cè)試試樣的安裝槽；安裝槽與噴頭出口位置對(duì)應(yīng)；高速液滴發(fā)生器包括電磁閥、液動(dòng)閥、去離子水箱、水泵、電機(jī)、低壓油泵、油箱、第一管路和第二管路；水泵連接去離子水箱和液動(dòng)閥的去離子水輸入口；電磁閥連接液動(dòng)閥；液動(dòng)閥的第一、二去離子水出口通過(guò)第一管路、第二管路連通第三管路，第三管路連接所述若干噴頭；電機(jī)連接低壓油泵，低壓油泵的油液入口連通油箱，低壓油泵的油液出口連通液動(dòng)閥的油液入口，液動(dòng)閥的油液出口連通油箱。

優(yōu)選的，第三管路的直接小于第一管路和第二管路的直徑。

優(yōu)選的，轉(zhuǎn)子的主軸一端通過(guò)軸承支撐在密封殼體的一側(cè)，另一端伸出密封殼體外并通過(guò)主軸軸伸端密封結(jié)構(gòu)密封。

優(yōu)選的，第二管路的長(zhǎng)度是第一管路的三倍。

優(yōu)選的，所述汽輪機(jī)葉片材料及強(qiáng)化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗(yàn)系統(tǒng)還包括控制電柜、直流電機(jī)、齒輪增速箱、潤(rùn)滑油站、真空泵、排水泵、雙級(jí)過(guò)濾器、水箱以及狀態(tài)監(jiān)控和信號(hào)采集處理系統(tǒng)；所述狀態(tài)監(jiān)控和信號(hào)采集處理系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、轉(zhuǎn)速傳感器和振動(dòng)傳感器；控制電柜的輸出端連接直流電機(jī)的控制端，直流電機(jī)的輸出軸連接齒輪增速箱的輸入軸，直流電機(jī)的輸出軸上設(shè)有振動(dòng)傳感器，振動(dòng)傳感器的輸出端連接計(jì)算機(jī)；齒輪增速箱連接為其提供潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑油站；轉(zhuǎn)子的主軸伸出密封殼體的一端連接齒輪增速箱的輸出軸，齒輪增速箱的輸出軸上安裝有連接計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器；密封殼體連接真空泵和排水泵；過(guò)濾器的入口連接水箱，經(jīng)過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾得到的去離子水通入去離子水箱中。

優(yōu)選的，噴頭通過(guò)噴頭支撐裝置固定在密封殼體的側(cè)壁；所述若干噴頭環(huán)形均布于密封殼體的一側(cè)；噴頭的噴口直徑為0.1～0.3mm。

優(yōu)選的，所述去離子水箱中設(shè)有加熱裝置。

優(yōu)選的，噴頭連接有腐蝕性液體補(bǔ)償裝置。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明一種汽輪機(jī)葉片材料及強(qiáng)化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置高速液滴發(fā)生器，能夠最大程度的還原低壓葉片真實(shí)的運(yùn)行環(huán)境；同一次實(shí)驗(yàn)，可以對(duì)各種材料(含表面處理的材料)以各種撞擊角度和速度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究；不同次實(shí)驗(yàn)，可以對(duì)同種材料進(jìn)行多種工況下的沖蝕實(shí)驗(yàn)分析；可以對(duì)腐蝕性離子對(duì)沖蝕的影響進(jìn)行分析。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明試驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)圖；

圖2為本發(fā)明試驗(yàn)系統(tǒng)試驗(yàn)箱體結(jié)構(gòu)主視圖；

圖3為本發(fā)明試驗(yàn)系統(tǒng)試驗(yàn)箱體側(cè)面剖視圖；

圖4為本發(fā)明試驗(yàn)系統(tǒng)試驗(yàn)箱體螺紋水密封結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明試驗(yàn)系統(tǒng)的高速連續(xù)液滴發(fā)生裝置的原理圖。

具體實(shí)施方式