本發明專利技術公開一種汽輪機葉片材料及強化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗系統，包括試驗箱體和高速液滴發生器；試驗箱體包括密封殼體、若干噴頭和轉子；轉子安裝于密封殼體上；密封殼體的一側布置有若干噴頭；轉子上設有若干用于安裝測試試樣的安裝槽；安裝槽與噴頭出口位置對應；高速液滴發生器包括電磁閥、液動閥、去離子水箱、水泵、第一管路和第二管路；水泵連接去離子水箱和液動閥的去離子水輸入口；電磁閥連接液動閥；液動閥的第一、二去離子水出口通過第一管路、第二管路連通第三管路，第三管路連接所述若干噴頭；本發明專利技術一種汽輪機葉片材料及強化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗系統，通過設置高速液滴發生器，能夠最大程度的還原低壓葉片真實的運行環境。
【技術實現步驟摘要】
汽輪機葉片材料及強化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗系統
本專利技術涉及一種材料沖蝕試驗裝置，具體涉及一種用于研究材料及強化涂層抗沖蝕和腐蝕性能的試驗裝置。
技術介紹
汽輪機葉片是把蒸汽的熱能轉化為機械能的重要部件，其工作環境極其惡劣，運行中除了受到氣流彎應力、離心拉應力和隨時間變化的氣流激振力，工作在濕蒸汽區的葉片還要承受水滴沖蝕和化學腐蝕，葉片事故時有發生。因此，葉片的安全性受到了汽輪機制造企業、科研機構和電站的密切關注。造成汽輪機濕蒸汽區葉片表面損傷的，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汽輪機葉片的影響除了提高蒸汽品質，采用更好的除濕裝置和捕水結構，目前主要采用被動防護方式，即對采用強度硬度更好的葉片材料以及采用更好的防護層。被動防護技術的效果如果在實際運行的汽輪機上檢驗，成本將是極其高昂的，并且校驗周期也很長，發生危險的可能性很大。葉片材料和防護層的測試平臺需要能提供和濕蒸汽區葉片相近的環境，使實驗結果可靠，同時要能快速給出材料和防護涂層抗腐蝕和撞擊的結果。研究葉片受水滴、腐蝕性液滴撞擊導致的損傷機理，給出葉片在此類環境下的損傷過程曲線。大型電站汽輪機濕蒸汽區葉片工作于濕度較大、氣流速度很快的環境，而現有實驗系統只實現了大氣壓下的高速撞擊，有的系統用超過100℃的蒸汽流代替溫度較低的高速水滴，都難以真實的還原低壓葉片真實的運行環境，實驗效果就難以保證。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種汽輪機葉片材料及強化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗系統，最大程度的還原低壓葉片真實的運行環境，進而研究葉片水蝕的機理并給出葉片損傷的過程曲線。為達到上述目的，本專利技術采用的技術方案是：汽輪機葉片材料及強化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗系統，包括試驗箱體和高速液滴發生器；試驗箱體包括密封殼體、若干噴頭和轉子；轉子安裝于密封殼體上；密封殼體的一側布置有若干噴頭；轉子上設有若干用于安裝測試試樣的安裝槽；安裝槽與噴頭出口位置對應；高速液滴發生器包括電磁閥、液動閥、去離子水箱、水泵、電機、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閥的去離子水輸入口；電磁閥連接液動閥；液動閥的第一、二去離子水出口通過第一管路、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閥的油液入口，液動閥的油液出口連通油箱。優選的，第三管路的直接小于第一管路和第二管路的直徑。優選的，轉子的主軸一端通過軸承支撐在密封殼體的一側，另一端伸出密封殼體外并通過主軸軸伸端密封結構密封。優選的，第二管路的長度是第一管路的三倍。優選的，所述汽輪機葉片材料及強化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗系統還包括控制電柜、直流電機、齒輪增速箱、潤滑油站、真空泵、排水泵、雙級過濾器、水箱以及狀態監控和信號采集處理系統；所述狀態監控和信號采集處理系統包括計算機、轉速傳感器和振動傳感器；控制電柜的輸出端連接直流電機的控制端，直流電機的輸出軸連接齒輪增速箱的輸入軸，直流電機的輸出軸上設有振動傳感器，振動傳感器的輸出端連接計算機；齒輪增速箱連接為其提供潤滑油的潤滑油站；轉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算機的轉速傳感器；密封殼體連接真空泵和排水泵；過濾器的入口連接水箱，經過過濾器過濾得到的去離子水通入去離子水箱中。優選的，噴頭通過噴頭支撐裝置固定在密封殼體的側壁；所述若干噴頭環形均布于密封殼體的一側；噴頭的噴口直徑為0.1～0.3mm。優選的，所述去離子水箱中設有加熱裝置。優選的，噴頭連接有腐蝕性液體補償裝置。相對于現有技術，本專利技術具有以下優點：本專利技術一種汽輪機葉片材料及強化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗系統，通過設置高速液滴發生器，能夠最大程度的還原低壓葉片真實的運行環境；同一次實驗，可以對各種材料(含表面處理的材料)以各種撞擊角度和速度進行實驗研究；不同次實驗，可以對同種材料進行多種工況下的沖蝕實驗分析；可以對腐蝕性離子對沖蝕的影響進行分析。附圖說明圖1為本專利技術試驗系統的系統圖；圖2為本專利技術試驗系統試驗箱體結構主視圖；圖3為本專利技術試驗系統試驗箱體側面剖視圖；圖4為本專利技術試驗系統試驗箱體螺紋水密封結構圖；圖5為本專利技術試驗系統的高速連續液滴發生裝置的原理圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。請參閱圖1至圖5所示，本專利技術一種材料及強化涂層抗沖蝕和腐蝕性能的試驗系統，包括控制電柜1、直流電機2、齒輪增速箱3、試驗箱體4、高速液滴發生器5、潤滑油站6、真空泵7、排水泵8、雙級過濾器9、水箱10以及狀態監控和信號采集處理系統(包括計算機11、轉速傳感器12和振動傳感器13)。控制電柜1的輸出端連接直流電機2的控制端，直流電機2的輸出軸連接齒輪增速箱3的輸入軸，直流電機2的輸出軸上設有振動傳感器13，振動傳感器13的輸出端連接計算機11；齒輪增速箱3連接為其提供潤滑油的潤滑油站6。請參閱圖2所示，試驗箱體4包括密封殼體、噴頭、噴頭支撐裝置23和轉子；轉子的主軸25一端通過軸承支撐在密封殼體的一側，另一端伸出密封殼體外并通過主軸軸伸端密封結構24密封；密封殼體的一側環形均勻布置多個噴頭，噴頭通過對應的高速液滴發生器噴頭支撐裝置23固定在密封殼體的側壁；轉子上設有多個安裝槽，每個安裝槽內安裝有測試試樣26；安裝槽與噴頭出口位置對應，噴頭噴出的液體可以碰到安裝槽中的測試試樣26上。主軸軸伸端密封結構24包括一套反向密封螺紋27以及密封用水進出口28。主軸25伸出密封殼體的一端連接齒輪增速箱3的輸出軸，齒輪增速箱3的輸出軸上安裝有轉速傳感器12。密封殼體為不銹鋼材質；工作段布置在密封殼體內。密封殼體頂部和側壁還開設有透明觀察窗29，在實驗過程中觀察窗29主要用做實驗進展檢測并在需要的時候可以改造成噴頭安裝位置。密封殼體頂部還開設有試樣更換窗，底部可設有排污口，排污口連接排水泵8。工作段由轉子和緊固試樣的壓板組成，安裝于箱體內部，主軸上有水密封結構，保證抽真空效果。主軸由調速性能優秀的直流電機通過齒輪增速箱拖動，齒輪箱和主軸軸承均強制潤滑。請參閱圖3所示，高速液滴發生器5包括電磁閥14、液動閥15、去離子水箱16、水泵17、電機18、低壓油泵19、油箱20、第一管路21和第二管路22。水泵17連接去離子水箱16和液動閥15的去離子水輸入口；電磁閥14連接液動閥15，液動閥15通過電磁閥14的控制將水進行初級加壓，并以一定的頻率分別從第一管路21和第二管路22中排出；液動閥15的第一、二去離子水出口通過第一管路21、第二管路22連通第三管路，第三管路的直接小于第一管路21和第二管路22的直徑，第三管路連接多個噴頭。電機18連接低壓油泵19，用于驅動低壓油泵19將油箱20內的油壓入液動閥15。過濾器9的入口連接水箱10，經過過濾器9過濾得到的去離子水通入去離子水箱16中。從第一管路21和第二管路22排出的高壓水進入更細的管路之后，由噴頭噴出；在流量滿足需求的條件下，可以安裝多個支撐裝置即多個噴頭進行試驗；優選的，還可以在噴頭處安裝連通噴頭的腐蝕性液體補償裝置，以研究腐蝕性離子的影響。本專利技術一種材料及強化涂層抗沖蝕和腐蝕性能的試驗系統工作時，直流電機2在控制電柜本文檔來自技高網...
【技術保護點】
汽輪機葉片材料及強化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗系統，其特征在于，包括試驗箱體(4)和高速液滴發生器(5)；試驗箱體(4)包括密封殼體(30)、若干噴頭(31)和轉子(32)；轉子(32)安裝于密封殼體(30)上；密封殼體(30)的一側布置有若干噴頭(31)；轉子(32)上設有若干用于安裝測試試樣(26)的安裝槽；安裝槽與噴頭(31)出口位置對應；高速液滴發生器(5)包括電磁閥(14)、液動閥(15)、去離子水箱(16)、水泵(17)、電機(18)、低壓油泵(19)、油箱(20)、第一管路(21)和第二管路(22)；水泵(17)連接去離子水箱(16)和液動閥(15)的去離子水輸入口；電磁閥(14)連接液動閥(15)；液動閥(15)的第一、二去離子水出口通過第一管路(21)、第二管路(22)連通第三管路，第三管路連接所述若干噴頭(31)；電機(18)連接低壓油泵(19)，低壓油泵(19)的油液入口連通油箱(20)，低壓油泵(19)的油液出口連通液動閥(15)的油液入口，液動閥(15)的油液出口連通油箱(20)。
【技術特征摘要】
1.汽輪機葉片材料及強化涂層抗沖蝕和腐蝕性能試驗系統，其特征在于，包括試驗箱體(4)和高速液滴發生器(5)；試驗箱體(4)包括密封殼體、若干噴頭和轉子；轉子安裝于密封殼體上；密封殼體的一側布置有若干噴頭；轉子上設有若干用于安裝測試試樣(26)的安裝槽；安裝槽與噴頭出口位置對應；高速液滴發生器(5)包括電磁閥(14)、液動閥(15)、去離子水箱(16)、水泵(17)、電機(18)、低壓油泵(19)、油箱(20)、第一管路(21)和第二管路(22)；水泵(17)連接去離子水箱(16)和液動閥(15)的去離子水輸入口；電磁閥(14)連接液動閥(15)；液動閥(15)的第一、二去離子水出口通過第一管路(21)、第二管路(22)連通第三管路，第三管路連接所述若干噴頭；電機(18)連接低壓油泵(19)，低壓油泵(19)的油液入口連通油箱(20)，低壓油泵(19)的油液出口連通液動閥(15)的油液入口，液動閥(15)的油液出口連通油箱(20)；第三管路的直徑小于第一管路(21)和第二管路(22)的直徑；轉子的主軸(25)一端通過軸承支撐在密封殼體的一側，另一端伸出密封殼體外并通過主軸軸伸端密封結構(24)密封；主軸軸伸端密封結構(24)包括一套反向密封螺紋(27)以及密封用水進出口(28)；第二管路(22...
【專利技術屬性】
技術研發人員：謝永慧，劉天源，趙鵬飛，張荻，
申請(專利權)人：西安交通大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61
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