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离心通风机叶轮叶片磨损分析与耐磨处理

2020-05-24 14:04
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  离心通风机叶轮叶片磨损分析与耐磨处理_材料科学_工程科技_专业资料。《装备制造技术)2009年第5期 离心通风机叶轮叶片磨损分析与耐磨处理 崔文珍 (天津市鼓风机总厂,天津300400) 摘要:根据对离心风机叶轮叶片实际磨损与失效形式的研究以及对磨损失效机理的分析

  《装备制造技术)2009年第5期 离心通风机叶轮叶片磨损分析与耐磨处理 崔文珍 (天津市鼓风机总厂,天津300400) 摘要:根据对离心风机叶轮叶片实际磨损与失效形式的研究以及对磨损失效机理的分析。总结出离心风机叶轮使用寿命的计算公式 履叶片磨损的主要因素。提出了一系列防磨措施。以提高风机叶轮的使用寿命。 关毽词:风机;叶片;磨损;耐磨处理 中图分类号:TG442 文献标识码:B 文章编号:1 672—545X(2009)05--01 63--02 离心通风机进行含尘气体的输送时,气体中的尘粒如煤 粉、沙粒、岩石等,要冲击叶轮叶片的表面使叶片受到磨损,叶 轮受到磨料、冲蚀、等多重作用造成磨损。其中,主要是受到 磨料的作用,即微小的尘埃和煤灰等颗粒,在风压作用下。对 高速运转的叶片表面进行了显微切削,造成了叶片的膳损。后 果是叶轮的平衡受到破坏,引起风机的不平衡振动,严重时需 要更换叶轮,导致风机不能正常运转。据现场对已磨损叶片表 面的观察,发现磨损最严重的部位已成豁口状(局部磨穿),稍 严重部位已磨成薄刃状,其他部位的表面磨成一道道微细沟 槽。因此,研究离心通风机磨损的机理,采取相应的防磨措施 是十分必要。 茸一藿A’ (4)后向直板叶片的磨损。后向直板叶片的磨损情况如图 4所示。其磨损部位主要在叶片出口靠中轮盘一侧。 圈4 后向直板叶片的磨攒 1 常见的几种叶轮叶片磨损失效形式 从实际观察磨损的叶轮叶片,其磨损程度不尽相同,磨损 的部位也不一样,但是,根据不同的叶片型式,仍可以总结出 如下规律。 (1)前向叶片的磨损。图1是某燃煤电厂使用的 Y9—38No.12.5D叶轮叶片磨损情况。磨损多发生在叶片进口、 出口、和靠近后盘叶根处。其中图l c磨损部位集中,形成沟 槽,叶片容易脱落造成事故。 2 叶轮叶片磨损的机理和主要影响因素 (1)叶轮叶片磨损的机理。磨损的现象是由许多因素综合 作用的结果,尘粒进入叶轮后,与壁面相互作用,再流进流道 的进口区域和整个轴向流道内,尘粒基本上是在气流夹带及 自身惯性的综合作用下,以非零攻角碰撞壁面,然后又反弹进 人流道内,这样引起的流道磨损是典型的冲蚀磨损。而在离心 流道的出口区域内,尘粒在流道内运动了较长一段距离,大部 分和壁面发生过多次碰撞,基本上沿着压力表面滑动或滚动, 并对壁面有一定的压力作用,这样造成的背面材料的磨损,属 于擦伤式磨粒磨损,尘粒在压力面附近区域的集中,更加剧了 磨粒磨损的危害程度。 (2)风机叶轮的寿命计算公式及叶轮磨损的主要因素。通 过对风机磨损机理的分析,总结出风机叶轮的寿命计算公式 如下: 矿..驴蝈 ^进口磨损 B出口磨损 圉1前向叶片的磨损 C根部磨损 (2)径向直板叶片的磨损。离心风机的径向直板叶片,磨 损部位多在叶片出口处,由叶片出口向内逐渐减轻(如图2)。 (3)后向机翼型叶片磨损。如图3所示是某钢厂使用 Y4-73—12No.18D叶轮叶片的磨损情况,其严重磨损部位在靠 近一侧的出口端和叶片头部。叶片头部严重磨损后,尘粒等杂 物已进入叶片腔内,破坏叶片平衡,引起振动。 三=当哞 mV3 (1) 式中 收稿日期:2009-02一10 作者简介:崔文珍(1975一),女,天津人。工程师,主要从事风机设计工作。 163 万方数据 Equipment Manufactring Technology No.5,2009 L——叶轮寿命; 板,足以使叶轮使用寿命提高2—4倍。 (2)工艺性。镶焊耐磨陶瓷片工艺比较复杂,对需要镶焊 的表面要求较高。表面喷涂镍基碳化钨工艺较复杂,需要专业 厂家专业设备实施。叶片和轮盘上焊接加强肋板加堆焊耐磨 层为成型工艺,操作简便,工艺是影响堆焊质量的重要因素, 工艺性好,使用也广泛。 (3)经济性分析。叶轮的磨损,主要发生在叶片的工作面 巨轮盘约1/3高的范围内,和叶片进口及轮盘上叶片工作面附 (2) 近,尤其严重的是叶片进口及叶片工作面距离轮盘约l,3的范 围,以本厂生产的Y4—73—15Nol6D离心引风机为例,在上述 部位采用如下3种方案进行耐磨处理: 1)叶片及轮盘采用15MnV加强肋板t8加堆焊耐磨层 (堆焊FMN一2焊条); 2)表面喷涂镍基碳化钨; 3)镶焊耐磨陶瓷片。 这3种方案的制造成本对比见表l。 表1 三种方案制造成本对比裹 爵一系数; s——叶片厚度; m——价质含尘量; r重力加速度。 叶片的磨损速度矿是风机输送气体含尘量m、粉尘粒度 d、粉尘硬度HB、尘粒冲击叶片的角度i和速度∞。、风机叶轮 直径D2、转速n的函数,即: v=f(m,d,HB,i,∞.,D’,n) 在诸因素中,ag旗舰厅在线下载,后4项受风机性能、叶片型线设计所制约。 在性能要求相同时,不同风机模型和叶片型线,其叶轮直径、转 速和气流进入叶轮的速度也不同。后向叶片叶道间气流分离及 涡流程度最轻,流线平滑,进口气流对叶片冲击小。实验证明, 后向叶片比径向叶片耐磨损。在满足风机性能要求的基础上。 改变叶片的形状,可以在一定程度上减少或避免叶轮叶片的磨 损,但往往仍不能满足用户对风机叶轮使用寿命的要求。 3 离心风机叶轮叶片的防磨措施 离心风机叶轮叶片的防磨措施有许多种,如叶片渗碳、表 面喷涂镍基碳化钨、在易损部位上覆盖防磨防护板、堆焊耐磨 层、镶焊耐磨陶瓷片等方法。在具体实践中,镶焊耐磨陶瓷片, 可使寿命提高4—6倍,但陶瓷片易脱落,成本高;表面喷涂镍 基碳化钨,可使叶轮寿命提高4。11倍,其优点是涂层薄,叶 轮重量轻,强度好,但工艺复杂,需要专业厂家实施。根据天 津市鼓风机总厂的实际情况,选用在叶片和轮盘上焊接加强 肋板加堆焊耐磨层的方法(如图5所示),叶轮使用寿命可提 高2—4倍,其特点是工艺简便可行,价格便宜。 T作面堆焊耐磨层 非丁:作面堆挥耐磨层 从表1中可以看出,使用方案1)价格最便宜,且可以使叶 轮使用寿命提高2—4倍,得到广泛应用;方案2)的价格最高。 叶轮使用寿命得到了很大的提高(4—11倍);方案3)在价格上 与方案2)相差不太多,但工艺要求高,不宜实施。对于有特殊 要求的客户按不同的工况可分别采用方案2)和方案3 o根据 天津市鼓风机总厂的实际情况,对一般的客户采用性价比较 高的方案1)。 4结束语 天津市鼓风机总厂设计生产的Y4—73—15、Y9—38、Y8—39 系列锅炉离心引风机、M9-26系列煤粉风机等离心风机,经过 采用焊接加强肋板加堆焊耐磨层的措施作耐磨处理,叶轮使 图5叶片加强肋板加堆焊耐磨层 用寿命成倍提高,采用此项技术生产的离心风机,投入使用 后,深受用户好评。 参考文献: (1)耐磨性。叶片和轮盘上焊接加强肋板加堆焊耐磨层的 方法,在堆焊是采用FMN一2耐磨堆焊焊条,此焊条焊接工艺 性能好,堆焊层的硬度高。在MID一1型冲击磨损试验及上进 行耐磨试验,试验结果表明,FMN一2耐磨焊条堆焊层的相对磨 损量是堆焊212焊条的1/2,是16Mn钢的1乃~l/5。此结果证 明,这种堆焊层的抗磨损性是相当好的,再加上焊接的加强肋 [1]商景泰.通风机手册[M].北京:机械工业出版社,1994. [2]李庆宜.通风机[M].北京:机械工业出版社,1981. [3]续魁昌.风机手册[M].北京:机械工业出版社,1999. Analyzes the Wear Abrasion and the Method of Reduce the Wear Abrasion of the Impeller for Centrifugal Fan CUI Wen—z11en ∞anjin Abstract:Aecording tO Blower General Factory,Ti舳jing 300400,China) the research of status of the weal"abrasion impeller from the customer and by analyze the mechanism of the impeller. a Summarize the factors of the Weal"abrasion.Find extend formula for how to calculate the impeller’S life by experience.Draw a conclusion of how to the life of the impeller and reinforced the impeller. to Key words:centrifugal fan;impeller;wear abrasion;method reduce the weRr abrasion 164 万方数据 离心通风机叶轮叶片磨损分析与耐磨处理 作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 崔文珍, CUI Wen-zhen 天津市鼓风机总厂,天津,300400 装备制造技术 EQUIPMENT MANUFACTURING TECHNOLOGY 2009(5) 参考文献(3条) 1.商景泰 通风机手册 1994 2.李庆宜 通风机 1981 3.续魁吕 风机手册 1999 本文读者也读过(10条) 1. 顾建兴.赵庆华.刘诚民.郑庆楼 风机叶片硬面技术[会议论文]-2005 2. 唐锋 提高余热风机叶片耐磨性能的技术措施[会议论文]-2008 3. 刘训涛.訾克明.钱淑华 变截面积气垫叶片的研究[期刊论文]-煤矿机械2002(3) 4. 黄璨 《冶金风机叶片磨损故障仿真研究》[期刊论文]-科技创新导报2010(22) 5. 陈永振.唐永良.陆志良 除尘风机叶轮耐磨防腐研究和处理[期刊论文]-设备管理与维修2006(12) 6. 汪凡Fan 风机叶片用涂层的抗冲蚀性能的研究[期刊论文]-风机技术2001(1) 7. 张永生.王欣.李军伟.薛建春 水泥厂风机局部磨损的现场耐磨堆焊修复[会议论文]-2008 8. 钱书华.刘训涛.訾克明 新型防磨叶片的研究[期刊论文]-风机技术2002(2) 9. 李少华.车德勇.胡思科 风机气垫防磨叶片表面压力实验研究[期刊论文]-东北电力学院学报2001,21(1) 10. 张海存.韩增福.贾江平 复合耐磨钢板在烧结引风机叶轮上的应用[期刊论文]-风机技术2008(4) 本文链接:

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