3.2 胶粘剂性能 校核
相对于引风机在近120~140℃高温下的运行工况,排粉机的运行温度只有90℃,但排粉机叶轮的转速比引风机高,而且是在带硬质颗粒的高速冲刷气流作用下工作。因此要求胶粘剂必须具备一定的耐高温性能,同时具有一定的抗剪强度和抗老化性能。陶瓷的热膨胀系数只有金属一半,因而还需要胶粘剂具有良好的韧性。据此配制的胶粘剂主要性能如下:不同温度下抗拉强度(金属-金属)分别为50M a(室温),36 M a(100℃),20 M a(150℃);抗剪强度分别为28 M a(室温),20M a(100℃)及10M a(150℃)。胶粘剂的韧性介于陶瓷与金属之间,固化后不收缩。
经计算,在90℃温度下,当一个直径为2 020mm的排粉风机叶轮以1440 /min转动时,在叶轮最边缘上一块10 mm×10 mm×1.5 mm的瓷片受到的向心力为4.37 N,而此时胶粘剂所能提供的抗剪力为2kN(100℃),粘接力的大小约是瓷片所受向心力的457倍。可见胶粘剂具有极高的粘接保险系数。
4 试验结果分析
由于已经在其它电厂进行过多次粘贴,因此在湛江电厂一次粘贴了4台风机叶轮,其中有2台属于准备报废的旧叶轮。叶片表面使用尺寸为10mm×10mm×1.5 mm,入口处用U型陶瓷片,迎风面厚度为6mm。粘贴过程中使用了表面喷砂处理,金属及陶瓷表面活化偶联剂处理及相应的加热固化处理。粘贴完后不作动平衡直接投入使用。
自1996年11月投运至1997年10月检测,除1台旧叶轮因原叶片磨损过于严重致使陶瓷片悬空而局部脱落外,其它叶轮上陶瓷片完好无损,经目测,未发现有明显磨损现象,实测磨损只有0.1~0.2
mm。在入口处的U型瓷片,也仅仅是棱角被磨损,平均减少不到0.5mm。同时对1997年2月粘贴的7台叶轮进行检查,所有叶轮上的陶瓷片全部完好无损。按实际运行时间计算,每年最多磨损0.1mm。磨损量为粘瓷片厚的1/15。
分析不同部位的陶瓷片磨损情况发现,在沿气流流动方向的平面上瓷片磨损平均不到0.1mm,越靠近叶轮外圆,磨损越严重,平均磨损0.2mm,明显比中盘轮毂两侧处磨损严重。这是由于越靠近叶轮的外圆周,气流流速愈大,因而磨损就愈严重。
与沿气流方向相比,在沿气流垂直方向上(入口处)的瓷片磨损最为严重,最多可达0.3~0.5mm。实际上这正符合了陶瓷冲刷机理,即气流入射角愈大,磨损愈严重。而且由于接缝处形成的涡流使得沿接缝处金属基体磨损最为严重,甚至可以把金属衬板磨穿,使陶瓷完全悬空,造成部分迎风接缝处瓷片脱落。
5 结论
经过几十台风机叶轮的实际运行,表明在风机叶轮表面粘贴陶瓷是一项可靠、有效的耐磨防磨措施。只要施工仔细,严格按照工艺操作,可以保证陶瓷片不发生脱落,从而为火力发电厂提供行之有效的耐磨防磨手段。