一、項(xiàng)目背景

在大型水電工程長期運(yùn)行中，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)葉、過流管道等核心部件，長期面臨高速含砂水流沖蝕、空化空蝕、復(fù)合磨損的多重失效威脅，直接影響機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行與檢修周期。為精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)真實(shí)水力工況、科學(xué)評價(jià)材料抗磨損性能，2024 年，中國長江電力股份有限公司聯(lián)合山東中儀儀器有限公司，定制開發(fā)噴射型沖蝕試驗(yàn)機(jī) + 空蝕摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)成套系統(tǒng)，用于水電關(guān)鍵部件材料選型、壽命預(yù)測與失效機(jī)理研究。

二、設(shè)備整體概況

1. 噴射型沖蝕磨損試驗(yàn)機(jī)（ZY-PSM）：模擬高速含砂液固兩相流沖蝕行為

2. 空蝕磨損試驗(yàn)臺（QY-PVS）：模擬葉輪高速旋轉(zhuǎn)下的空蝕 / 腐蝕復(fù)合行為

三、噴射型沖蝕磨損試驗(yàn)機(jī)（ZY-PSM）技術(shù)詳情

1. 設(shè)備功能

2. 核心技術(shù)參數(shù)

• 輸送介質(zhì)：含砂水（最大砂粒直徑≤0.8mm）

• 系統(tǒng)流量：15L/min

• 工作壓力：0–16MPa

• 噴頭孔徑：1mm（耐磨青銅材質(zhì)）

• 試樣尺寸：50×50×10mm

• 試樣角度：0°–90° 連續(xù)可調(diào)

• 驅(qū)動電機(jī)：15KW，電機(jī)直連傳動

• 潤滑方式：飛濺潤滑（15W-40）

• 控制方式：自動 / 手動，壓力、溫度實(shí)時(shí)采集

• 防護(hù)功能：超壓保護(hù)、關(guān)門停機(jī)、過流過壓保護(hù)

3. 結(jié)構(gòu)與優(yōu)勢

• 主機(jī)采用高剛性框架，運(yùn)行穩(wěn)定、振動小

• 高壓柱塞泵專為含砂流體設(shè)計(jì)，不堵塞、壓力穩(wěn)定

• 試樣座可前后移動，噴射距離自由調(diào)節(jié)

• 試驗(yàn)箱為不銹鋼 + 有機(jī)玻璃防護(hù)，帶觀察 / 攝像功能

• 管路采用高壓橡膠管，耐壓耐腐蝕，安全可靠

• 

四、空蝕磨損試驗(yàn)臺（QY-PVS）技術(shù)詳情

1. 設(shè)備功能

2. 核心技術(shù)參數(shù)

• 主軸轉(zhuǎn)速：800–2000r/min

• 試樣盤直徑：750mm

• 溫度測量：-30℃–200℃

• 壓力測量：0–10MPa

• 控制方式：手動 / 自動，液晶屏顯示

• 試驗(yàn)設(shè)定：時(shí)間、轉(zhuǎn)速可編程

• 供電：380V 50Hz

• 防護(hù)：壓力報(bào)警、溫度報(bào)警、過壓過流、急停、開關(guān)門保護(hù)

3. 結(jié)構(gòu)與優(yōu)勢

• 底座為Q235 碳鋼焊接 + 時(shí)效處理，剛性強(qiáng)、不變形

• 變頻電機(jī) + 變速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)、噪音低

• 主軸液壓油潤滑，支持長時(shí)間連續(xù)工作

• 高壓 / 負(fù)壓雙系統(tǒng)，空蝕環(huán)境更真實(shí)

• 全流程安全保護(hù)，符合實(shí)驗(yàn)室設(shè)備規(guī)范

• 

五、定制化亮點(diǎn)（專為長江電力優(yōu)化）

1. 工況高度還原：按水電含砂水流、高速旋轉(zhuǎn)、空化環(huán)境 1:1 模擬

2. 數(shù)據(jù)精準(zhǔn)可靠：壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、流量實(shí)時(shí)采集，可追溯

3. 耐磨防腐設(shè)計(jì)：流道、試樣臺、管路均采用耐磨 / 不銹鋼材質(zhì)

4. 操作安全簡便：一鍵啟停、自動計(jì)時(shí)、異常報(bào)警、開門停機(jī)

5. 免復(fù)雜基建：落地安裝，適合企業(yè)檢測中心與科研實(shí)驗(yàn)室使用

六、應(yīng)用價(jià)值

• 水輪機(jī)葉片、轉(zhuǎn)輪、過流部件抗空蝕、抗沖蝕性能定量評價(jià)

• 耐磨材料、防腐涂層、堆焊工藝對比選型與壽命預(yù)測

• 沖蝕–空蝕–腐蝕多因素耦合失效機(jī)理研究平臺

• 設(shè)備運(yùn)維、材料升級、機(jī)組延壽的科學(xué)數(shù)據(jù)支撐

七、項(xiàng)目意義

• 關(guān)鍵部件失效原因精準(zhǔn)定位

• 新材料與防護(hù)工藝科學(xué)驗(yàn)證

• 機(jī)組延壽、減耗、降本提供數(shù)據(jù)支撐

  同時(shí)彰顯山東中儀儀器在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)定制、流體磨損工況模擬、檢測裝備研發(fā)的專業(yè)能力，助力我國水電裝備向更安全、更高效、更長壽命方向升級。