CN113025944A - 一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法 - Google Patents

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Abstract

一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，涉及活动导叶腐蚀防护技术领域。本发明的目的是要解决传统防腐蚀方法中活动导叶的下轴肩与座环、上轴肩与顶盖之间易发生缝隙腐蚀和电偶腐蚀，并且活动导叶的服役时间短的问题。方法：将活动导叶的上轴肩和下轴肩的表面进行打磨，使用有机溶剂进行清洗，吹干；将预处理后的活动导叶的上轴肩的表面采用电弧喷涂设备进行喷涂，形成NiCr涂层，NiCr涂层的厚度小于上轴肩与顶盖之间的距离；将下轴肩的表面采用超音速火焰喷涂设备进行喷涂，形成Cr2C3‑25％NiCr涂层，完成海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护。本发明可获得一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法。

Description

一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法
技术领域
本发明涉及活动导叶腐蚀防护技术领域，具体涉及一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法。
背景技术
海水水泵水轮机的活动导叶长期在海水中或处于盐雾弥漫的空气中服役，活动导叶的上、下轴颈设置两道封水密封，轴颈与自润滑轴瓦之间相对旋转，轴肩与顶盖、底环之间为小间隙旋转，轴肩部位极易发生缝隙腐蚀和电偶腐蚀。因此，海水的强烈腐蚀性使活动导叶的腐蚀防护成为机组安全稳定运行的关键因素。在海水的强烈腐蚀环境中，在轴肩涂油的传统方法，对于海水水泵水轮机的活动导叶来说已无法满足耐腐蚀性要求，具体表现为：活动导叶的下轴肩与座环、上轴肩与顶盖之间易发生缝隙腐蚀和电偶腐蚀，并且活动导叶的服役时间短。
因此，开发一种海水水泵水轮机活动导叶的新型腐蚀防护方法，使活动导叶能够在海水腐蚀环境中安全服役，成为目前行业内亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是要解决传统防腐蚀方法中活动导叶的下轴肩与座环、上轴肩与顶盖之间易发生缝隙腐蚀和电偶腐蚀，并且活动导叶的服役时间短的问题，而提供一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法。
一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，按以下步骤完成：
一、清理活动导叶的上轴肩和下轴肩的表面：将活动导叶的上轴肩和下轴肩的表面进行打磨，然后使用有机溶剂进行清洗，吹干，得到预处理后的活动导叶；
二、上轴肩电弧喷涂和下轴肩超音速火焰喷涂：将预处理后的活动导叶的上轴肩的表面采用电弧喷涂设备进行喷涂，形成NiCr涂层，NiCr涂层的厚度小于上轴肩与顶盖之间的距离；将下轴肩的表面采用超音速火焰喷涂设备进行喷涂，形成Cr2C3-25％NiCr涂层，Cr2C3-25％NiCr涂层的厚度小于下轴肩与座环之间的距离，完成海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护。
本发明的有益效果：
(1)本发明一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，通过在活动导叶的下轴肩部位形成超音速火焰喷涂涂层Cr2C3-25％NiCr，Cr2C3-25％NiCr涂层与下轴肩呈冶金结合，Cr2C3-25％NiCr涂层的厚度为230μm，孔隙率为0.051％，显微硬度为1200HV，结合强度为70MPa。在活动导叶的上轴肩部位形成电弧喷涂涂层NiCr，NiCr涂层与上轴肩呈机械结合，NiCr涂层的厚度为280μm，孔隙率为0.136％，显微硬度为308HV，结合强度为40MPa。Cr2C3-25％NiCr涂层和NiCr涂层较低的孔隙率表明涂层的致密性较好，能够有效阻止腐蚀介质通过涂层中的孔隙渗入涂层/基体截面，较高的硬度及结合强度表明涂层的耐磨损和耐冲刷性能较好，微观形貌中熔融粒子的扁平化较为充分，组织均匀致密，没有明显的空洞和缺陷，因此对基体有较好的屏蔽作用。传统涂油的方法中，涂油层被海水冲蚀后，单凭活动导叶材料本身无法抵挡上轴肩和下轴肩部位的缝隙腐蚀，因此Cr2C3-25％NiCr涂层和NiCr涂层替代传统涂油的方法，避免活动导叶的下轴肩与座环、上轴肩与顶盖之间发生缝隙腐蚀和电偶腐蚀。
(2)本发明操作方便，应用性强，效果显著，与传统涂油的方法相比，经本发明进行腐蚀防护的海水水泵水轮机活动导叶，缝隙腐蚀和电偶腐蚀的发生概率下降至少80％，活动导叶的服役时间延长5倍以上，证明本发明腐蚀防护方法更好地完成对活动导叶的腐蚀防护。
本发明可获得一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法。
附图说明
图1为活动导叶的正视图，1为上轴肩，3为下轴肩；
图2为活动导叶喷涂涂层示意图，2为NiCr涂层，4为Cr2C3-25％NiCr涂层；
图3为活动导叶装配示意图，1为上轴肩，2为NiCr涂层，3为下轴肩，4为Cr2C3-25％NiCr涂层，5为顶盖，6为座环，7为上轴颈封水密封，8为下轴颈封水密封。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，按以下步骤完成：
一、清理活动导叶的上轴肩1和下轴肩3的表面：将活动导叶的上轴肩1和下轴肩3的表面进行打磨，然后使用有机溶剂进行清洗，吹干，得到预处理后的活动导叶；
二、上轴肩1电弧喷涂和下轴肩3超音速火焰喷涂：将预处理后的活动导叶的上轴肩1的表面采用电弧喷涂设备进行喷涂，形成NiCr涂层2，NiCr涂层2的厚度小于上轴肩1与顶盖5之间的距离；将下轴肩3的表面采用超音速火焰喷涂设备进行喷涂，形成Cr2C3-25％NiCr涂层4，Cr2C3-25％NiCr涂层4的厚度小于下轴肩3与座环6之间的距离，完成海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护。
本实施方式的有益效果：
(1)本实施方式一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，通过在活动导叶的下轴肩3部位形成超音速火焰喷涂涂层Cr2C3-25％NiCr，Cr2C3-25％NiCr涂层4与下轴肩3呈冶金结合，Cr2C3-25％NiCr涂层4的厚度为230μm，孔隙率为0.051％，显微硬度为1200HV，结合强度为70MPa。在活动导叶的上轴肩1部位形成电弧喷涂涂层NiCr，NiCr涂层2与上轴肩1呈机械结合，NiCr涂层2的厚度为280μm，孔隙率为0.136％，显微硬度为308HV，结合强度为40MPa。Cr2C3-25％NiCr涂层4和NiCr涂层2较低的孔隙率表明涂层的致密性较好，能够有效阻止腐蚀介质通过涂层中的孔隙渗入涂层/基体截面，较高的硬度及结合强度表明涂层的耐磨损和耐冲刷性能较好，微观形貌中熔融粒子的扁平化较为充分，组织均匀致密，没有明显的空洞和缺陷，因此对基体有较好的屏蔽作用。传统涂油的方法中，涂油层被海水冲蚀后，单凭活动导叶材料本身无法抵挡上轴肩1和下轴肩3部位的缝隙腐蚀，因此Cr2C3-25％NiCr涂层4和NiCr涂层2替代传统涂油的方法，避免活动导叶的下轴肩3与座环6、上轴肩1与顶盖5之间发生缝隙腐蚀和电偶腐蚀。
(2)本实施方式操作方便，应用性强，效果显著，与传统涂油的方法相比，经本实施方式进行腐蚀防护的海水水泵水轮机活动导叶，缝隙腐蚀和电偶腐蚀的发生概率下降至少80％，活动导叶的服役时间延长5倍以上，证明本实施方式腐蚀防护方法更好地完成对活动导叶的腐蚀防护。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中将活动导叶的上轴肩表面的粗糙度打磨至3.2～6.3。
其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同点是：步骤一中将活动导叶的下轴肩表面的粗糙度打磨至1.6～3.2。
其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一中所述的有机溶剂为浓度95％的乙醇溶液。
其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二中NiCr涂层2喷涂的工艺参数为：喷涂电压为32V，喷涂电流为260A，喷涂距离为200mm，压缩空气压力为6bar。
其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤二中NiCr涂层2的厚度为200～300μm，硬度Hv5≥200。
其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤二中Cr2C3-25％NiCr涂层4喷涂的工艺参数为：航空煤油流量为25.3L/h，氧气流量为900NLPM，氮气流量为5NLPM，辅助压缩空气压力为5bar，喷涂距离为300mm，送粉量为75g/min。
其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤二中Cr2C3-25％NiCr涂层4的厚度为200～250μm，硬度Hv5≥900。
其他步骤与具体实施方式一至七相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，按以下步骤完成：
一、清理活动导叶的上轴肩1和下轴肩3的表面：如图1所示，将活动导叶的上轴肩1表面的粗糙度打磨至3.2～6.3，然后使用浓度95％的乙醇溶液进行清洗，并用吹风机吹干；将活动导叶的下轴肩3表面的粗糙度打磨至1.6～3.2，然后使用浓度95％的乙醇溶液进行清洗，并用吹风机吹干，得到预处理后的活动导叶；
二、上轴肩1电弧喷涂和下轴肩3超音速火焰喷涂：如图2所示，将预处理后的活动导叶平放，在上轴肩1的表面采用电弧喷涂设备进行喷涂，形成NiCr涂层2，NiCr涂层2喷涂的工艺参数为：喷涂电压为32V，喷涂电流为260A，喷涂距离为200mm，压缩空气压力为6bar；NiCr涂层2的厚度为280μm，孔隙率为0.136％，显微硬度为308HV，结合强度为40MPa。在下轴肩3的表面采用超音速火焰喷涂设备进行喷涂，形成Cr2C3-25％NiCr涂层4，Cr2C3-25％NiCr涂层4喷涂的工艺参数为：航空煤油流量为25.3L/h，氧气流量为900NLPM，氮气流量为5NLPM，辅助压缩空气压力为5bar，喷涂距离为300mm，送粉量为75g/min；Cr2C3-25％NiCr涂层4的厚度为230μm，孔隙率为0.051％，显微硬度为1200HV，结合强度为70MPa，完成海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护。
与传统涂油的方法相比，经本实施例进行腐蚀防护的海水水泵水轮机活动导叶，缝隙腐蚀和电偶腐蚀的发生概率下降至少80％，活动导叶的服役时间延长5倍以上，证明本实施例腐蚀防护方法更好地完成对活动导叶的腐蚀防护。

Claims (8)

1.一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，其特征在于该腐蚀防护方法按以下步骤完成：
一、清理活动导叶的上轴肩(1)和下轴肩(3)的表面：将活动导叶的上轴肩(1)和下轴肩(3)的表面进行打磨，然后使用有机溶剂进行清洗，吹干，得到预处理后的活动导叶；
二、上轴肩(1)电弧喷涂和下轴肩(3)超音速火焰喷涂：将预处理后的活动导叶的上轴肩(1)的表面采用电弧喷涂设备进行喷涂，形成NiCr涂层(2)，NiCr涂层(2)的厚度小于上轴肩(1)与顶盖(5)之间的距离；将下轴肩(3)的表面采用超音速火焰喷涂设备进行喷涂，形成Cr2C3-25％NiCr涂层(4)，Cr2C3-25％NiCr涂层(4)的厚度小于下轴肩(3)与座环(6)之间的距离，完成海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护。
2.根据权利要求1所述的一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，其特征在于步骤一中将活动导叶的上轴肩(1)表面的粗糙度打磨至3.2～6.3。
3.根据权利要求1所述的一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，其特征在于步骤一中将活动导叶的下轴肩(3)表面的粗糙度打磨至1.6～3.2。
4.根据权利要求1所述的一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，其特征在于步骤一中所述的有机溶剂为浓度95％的乙醇溶液。
5.根据权利要求1所述的一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，其特征在于步骤二中NiCr涂层(2)喷涂的工艺参数为：喷涂电压为32V，喷涂电流为260A，喷涂距离为200mm，压缩空气压力为6bar。
6.根据权利要求1所述的一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，其特征在于步骤二中NiCr涂层(2)的厚度为200～300μm，硬度Hv5≥200。
7.根据权利要求1所述的一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，其特征在于步骤二中Cr2C3-25％NiCr涂层(4)喷涂的工艺参数为：航空煤油流量为25.3L/h，氧气流量为900NLPM，氮气流量为5NLPM，辅助压缩空气压力为5bar，喷涂距离为300mm，送粉量为75g/min。
8.根据权利要求1所述的一种海水水泵水轮机活动导叶的腐蚀防护方法，其特征在于步骤二中Cr2C3-25％NiCr涂层(4)的厚度为200～250μm，硬度Hv5≥900。
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