أسباب وحلول ظاهرة التكهف في التوربينات المائية

1. أسباب التكهف في التوربينات
أسباب التكهف في التوربين معقدة. فتوزيع الضغط في دولاب التوربين غير متساوٍ. على سبيل المثال، إذا تم تركيب الدولاب على ارتفاع كبير بالنسبة لمستوى الماء في اتجاه المصب، فعندما يتدفق الماء بسرعة عالية عبر منطقة الضغط المنخفض، يسهل وصوله إلى ضغط التبخر وتكوّن فقاعات. وعندما يتدفق الماء إلى منطقة الضغط العالي، تتكثف الفقاعات نتيجةً لزيادة الضغط، وتصطدم جزيئات الماء المتدفقة بمركز الفقاعات بسرعة عالية لملء الفراغات الناتجة عن التكثف، مما يؤدي إلى تأثير هيدروليكي كبير وتفاعل كيميائي كهربائي، ما يتسبب في تآكل الشفرة وتكوّن حفر ومسام تشبه خلايا النحل، بل وحتى اختراقها وتشكيل ثقوب. يمكن أن يؤدي تلف التكهف إلى انخفاض كفاءة المعدات أو حتى تلفها، مما ينتج عنه عواقب وخيمة.

2. مقدمة لحالات تجويف التوربينات
منذ بدء تشغيل وحدة التوربين الأنبوبي لمحطة توليد الطاقة الكهرومائية، ظهرت مشكلة التكهف في حجرة الدوران، وتحديدًا عند مدخل ومخرج الشفرة نفسها، مما أدى إلى تكوّن جيوب هوائية يتراوح عرضها بين 200 مم وعمقها بين 1 و6 مم. وتنتشر منطقة التكهف على كامل محيط حجرة الدوران، وخاصة الجزء العلوي منها، حيث يصل عمق التكهف إلى 10-20 مم. ورغم لجوء الشركة إلى أساليب مثل اللحام الإصلاحي، إلا أنها لم تتمكن من السيطرة على ظاهرة التكهف بشكل فعال. ومع مرور الوقت، تخلت العديد من الشركات تدريجيًا عن هذه الطريقة التقليدية للصيانة، فما هي الحلول السريعة والفعالة؟
تُستخدم تقنية مادة البوليمر النانوية الكربونية من شركة سوليل حاليًا على نطاق واسع للتحكم في ظاهرة التكهف في التوربينات المائية. هذه المادة عبارة عن مادة مركبة وظيفية تُصنع من راتنج عالي الأداء ومادة نانوية كربونية غير عضوية باستخدام تقنية البلمرة. تتميز بقدرتها على الالتصاق بمختلف المعادن والخرسانة والزجاج والبولي فينيل كلوريد والمطاط وغيرها من المواد. بعد تطبيقها على سطح التوربين، لا تتميز فقط بخاصية التسوية الجيدة، بل تتمتع أيضًا بمزايا الوزن الخفيف ومقاومة التآكل والتلف، مما يُسهم في استقرار تشغيل التوربين. وبالنسبة للمعدات الدوارة تحديدًا، يتحسن توفير الطاقة بشكل ملحوظ بعد تطبيقها على السطح، كما يتم التحكم في فقد الطاقة.

ثالثًا، حل مشكلة التكهف في التوربين
1. قم بإجراء معالجة إزالة الشحوم السطحية، واستخدم أولاً الحفر الهوائي بقوس الكربون لتسوية طبقة التجويف، وإزالة طبقة المعدن السائبة؛
2. ثم استخدم السفع الرملي لإزالة الصدأ؛
3. قم بتسوية وتطبيق مادة البوليمر النانوية الكربونية، واكشط على طول المعيار باستخدام مسطرة قالب؛
4. يتم معالجة المادة لضمان معالجتها بالكامل؛
5. تحقق من السطح الذي تم إصلاحه واجعله متوافقًا مع الحجم المرجعي.