获奖项目名称：

水电站过流部件表面防护技术及阵列涡流检测工艺研究

第一完成单位：

西安热工研究院有限公司

项目联系人：

李东江

联系人电话：

18049580751

联系人邮箱：

lidongjiang@tpri.com.cn

项目简介：

  截至2022年底，全国水电总装机已投产4亿千瓦，水电发展前景长期向好，但重要过流部件存在2方面问题：①部分流域泥沙含量高，造成水电站过流部件存在严重冲蚀，金属基体迅速减薄；②水电站过流部件的叶片经常存在开裂，甚至出现突然脱落的情况，导致水轮机振动强烈，影响机组安全稳定运行。
  为解决水电站过流部件的冲蚀问题，开发了适用于现场的熔覆涂层防护处理技术，设计了专用防护涂层施工装置，提高了碳化钨（WC）金属陶瓷抗磨蚀涂层现场防护施工的适应性。所开发的涂层兼具强结合、高硬度、高韧性等优势，显著提高了水轮机叶片的抗磨蚀能力。未进行喷涂的叶片通常每2到3年需要进行大修，喷涂保护后大修周期可延长为6到8年，是未喷涂水轮机叶片使用年限的3倍，可节省65%的设备解体和检修费用。
  喷涂防护后的水轮机叶片，因涂层与基体存在未结合区域和界面、涂层中的孔隙及涂层自身的弱磁导电等特性，导致现有无损检测技术无法对叶片裂纹等缺陷进行有效检测。国内外对弱磁导电涂层下金属基体缺陷检测研究鲜见报道。本项目对阵列涡流检测原理、涡流信号数据提取、信号识别、三维图像建立等相关技术进行了深入研究和储备，从原理上探索出采用阵列涡流检测技术进行检测的可行性。通过研制专用试块，研发专用检测探头，开发缺陷识别专用软件，最终实现了弱磁导电涂层下金属基体和补焊区中缺陷的快速精准检测，并为其它涂层材料下金属基体检测提供了研究思路和技术积累。采用该检测技术在国内十余台水轮机叶片上进行了测试，验证了检测工艺及技术方法的有效性，发现了基体裂纹缺陷、焊缝中裂纹缺陷、近表面气孔缺陷等。结果表明，该技术显著提高了检测效率和检验结果的可靠性；解决了弱磁导电涂层下水轮机叶片缺陷检测难题，提高了喷涂后水轮机叶片的安全可靠性，将会带来显著的社会效益和经济效益。
  本项目授权发明专利2项，授权实用新型专利6项，软件著作权1项，科技论文4篇。