（安康水力发电厂陕西安康725000）
摘要：推力轴承是承受水轮发电机组转动部分重量和轴向水推力的重要部件。推力瓦一般为扇形分块式，分为巴氏合金瓦和弹性金属氟料瓦两类。巴氏台盘瓦是在轴瓦的钢坯上浇铸层厚约5mm的巴氏合金瓦。弹性金属氟塑料瓦是将弹性金属丝加压钎焊在钢制瓦面上，并覆盖厚度约1.5—2.5mm的氟塑料复合层。
关键词：推力；轴承；磨损
一、国内电站推力瓦型式现状
巴氏台盘瓦缺点较多：检修时需刮研瓦面，承载能力低，一般为3-5.5MP；运行温度示值高，高者可选60一70℃，为减小瓦面摩擦损耗，开停机时需要投入高压油顶起装置，投入制动时的转速也比轻高(20%-30%)等，目此，其运行可靠性不高，运行维护不便。
二、安康电厂推力瓦情况
2002年12月起，安康水电厂通过对弹性金属氟塑料推力瓦进行了全面的检测、分析与研究，初步认定氟塑料瓦过度磨损的主因是发电机镜板的粗糙度、硬度不符合规范要求。
安康水电厂弹性金属塑料瓦推力瓦的磨损状况：
安康水电厂200MW水轮发电机组由东方电机厂制造，推力轴承原为巴氏合金瓦、弹性油箱、双层瓦液压支柱式结构和外加泵外循环冷却方式。推力瓦内钻有径向通孔，以加强轴瓦的冷却和减少热变形。使轴承在机组起、停机过程中临界转速下，降低摩擦损耗，设有高压油顶起装置。因巴氏台金瓦可靠性低和曾经烧瓦。自1994年陆续更换为从俄罗斯引进的金属塑料瓦。弹性盘属塑料瓦投入运行后，在例行抽瓦检查中发现机组瓦面磨损速度普遍很快。机组检修排油后，发现推力油槽底部有大量自色絮状杭积物，目测局部堆积厚度达到50mm，用手捻动感觉光滑细腻。认为是氟塑料磨屑（如图）。其中2号机组的推力瓦面出油边深度0.20mm的磨损量标记圆已基本磨平。
三、安康电厂推力瓦磨损原因分析
1.镜板检测
检测结果表明，1号机组镜板表面粗糙度Ra为0.785um，不瞒足小于0.4um的规范要求，镜板工作面硬度与其平均硬度之差虽然满足30，但硬度值不满足大干200的规范要求。以上原因都将造成镜板与推力瓦之间的摩擦系数增大，加快其磨损速度。
2．瓦面检测
安康电厂在12块弹性塑料瓦表面出油边上分别刻有0.05mm0.10mm、0.15mm、0.20mm深的检测瓦而磨损情况的同心圆环刻度3处。在前几年的大修检查末发现瓦面磨损量过大。所刻的圆形刻度B基本磨完，认为最小磨扭量为0.30mm，最大达到0.50mm（同标规定：初期运行3000h的塑料瓦磨损量不超过0.10mm，以后每5年不超过0.10mm）。对1号水轮发电机组推力轴承氟塑料瓦的检测表明：其推力瓦暗损程度不均，其中l号、7号推力瓦的磨损量较大，测量刻度环已磨完，说明其磨损量在0.2mm以上，尤其是1号推力瓦进油边的铜丝已露出，11号、4号推力瓦磨损量相对较小．测量刻度环仍有2—3环存在，表明其磨损量不超过0.05-0.1mm。磨扭不均匀有两个方面的原口：①推力轴承调整不平，均匀度较差，使得每块瓦的承重不同；②各推力瓦的型线不完全相同，磨损慢的型线好，磨损快的型线差。
4磨损原因分析
1.1摩擦系数
推力瓦的磨损一般分两种情况：①推力轴承在正常工况下处于液体动压润滑，摩擦副之间完全由油膜隔开，轴承损耗由油膜层间摩擦产生。②机组启动的最初和停机的最后一段时间，油膜接近于零，
轴承处于边界润滑状态，损耗由于摩擦产生。
1.2润滑油的影响分析
安康电厂弹性金属氟塑料推力轴瓦的引进供货技术协议中明确
规定：油槽油温不超过40℃，日常运行记录显示油温符合此规定。
润滑油长期使用后，会逐渐氧化变质而老化，并产生有害的酸性物质，其氧化物析出的沉淀物将在油槽底部形成一层灰黑色泥状物质。已变质老化的油应当立即彻底更换，若仅替换部分新鲜油，则混合油的性能不会改善反而会加剧其氧化变质的速度。同时，观察1号机组氟塑料推力瓦表面，发现有明显的唱片纹，与旋转方向相同。润滑油的动力粘度越大，承载能力越低，而沉淀物和油槽中其它杂质增加了油的动力粘度，从而引起承载能力的降低，甚至进入镜板与推力瓦之间，嵌入瓦表面，增大了磨损系数，加速了磨损程度。
1.3氟塑料瓦性能分析
弹性金属氟塑料瓦是采用上世纪七十年代发明的高分子复合材料制造的推力瓦，其表面的氟塑料一般有两种：一种是纯聚四氟乙烯，呈白色；另一种是改性聚四氟乙烯，呈灰色。弹性金属氟塑料瓦具有以下性能：①良好的稳定性。聚四氟乙烯化学稳定性好，不易受酸、碱、盐等溶剂的侵蚀破坏，其熔点为327°，分解点为405°。性能软化点为260°，抗自然老化周期长，可达数十年之久，②摩擦系数小。无润滑情况下，当聚四氟乙烯互相构成摩擦副时．其摩擦系数只有0.04；聚四氟乙烯与金属构成摩擦副时，其摩擦系数亦只有0.04-01，是已有工程塑料中摩擦系数最小的。而巴氏台金的摩擦系数为0.28，比聚四氟乙烯大6倍。这主要是聚四氟乙烯本身的分子结构是大聚合螺旋直链结构，分子链之间容易产生滑动，具有自润滑性。在有润滑的情况下，聚四氟乙烯塑料瓦与巴氏合金瓦的摩擦系数相差不大，因此，弹性塑料瓦的优点主要体现在开、停机过程当中（即润滑油膜形成之前、消失之后）；③承压能力强，无需刮研。一般巴氏合金瓦的负荷压力不允许超过6MPa，而弹性金属氟塑料瓦在8MPa压力下仍可正常运行。聚四氟乙烯具有分子转移性，在摩擦时其分子表面形成一层润滑膜，当这个润滑膜破坏时，会自动补充，因此，它不用象巴氏合金瓦那样需定期刮研，从而大大减轻劳动强度；④对镜板工作面要求高。弹性金属氟塑料瓦质地软，因此对镜板要求高，工作面粗糙度Ra不大于0.04，背面不大于1.6，刚性支承结构的平面度不大于0.04mm，液压支承结构的平面度不大于0.06mm。镜板两面的平行度不大于0.05mm，硬度不低于200(HB)，硬度差值小于30。
⑤热膨胀系数大、变形较大。氟塑料的热膨胀系数为(10.1-14.5)×10-5/℃，改性的氟塑料瓦的热膨胀系数为(6.5-8.5)×10-5/℃，比钢大5—10倍。因此当温度变化时，对其影响很大，故应选择合理的尺寸、型线等。
四、对策建议
减轻弹性金属氟塑料瓦磨损应从以下几方面考虑：
1)处理研磨或更换镜板。使其表面粗糙度和硬度达到标准要求。新机组制造阶段，监造人员应对镜板表面粗糙度和硬度进行严格检测。
2）将推力轴承受力调整得更加均匀，减少各推力瓦之间的受力偏差。
3）机组安装或检修阶段，必须清扫油槽及供油系统管道。
4)注意日常油质化验，保持油质合格。
5)改善导叶密封效果，减少漏水量，避免机组误启动。或考虑修改停机控制流程，制动停机后不撤出风闸。
6）机组停机后适当延长外循环冷却系统的运行时间，降低油温。
7）加强推力瓦的日常监测。每次检修时对推力瓦进行抽样检查，进行磨损厚度测试，及时更换磨损过快的弹性金属氟塑料瓦，以防止烧瓦事故的发生。
通过以上方面来减少推力瓦磨损量，保证机组的安全稳定运行。