La turbina hidráulica es una máquina que convierte la energía del flujo de agua en energía de rotación. Pertenece a la familia de las turbinas hidráulicas. Ya en el año 100 a. C., apareció en China un prototipo de turbina hidráulica, utilizada para el riego y el accionamiento de maquinaria para el procesamiento de granos. La mayoría de las turbinas hidráulicas modernas se instalan en centrales hidroeléctricas para accionar generadores y producir electricidad. En la central, el agua del embalse aguas arriba se conduce a la turbina hidráulica a través del canal de aducción para hacer girar el rotor y accionar el generador. El agua tratada se descarga aguas abajo a través del canal de descarga. Cuanto mayor sea la altura del agua y el caudal, mayor será la potencia de salida de la turbina hidráulica.
Una turbina tubular en una central hidroeléctrica presenta problemas de cavitación en la cámara del rodete. Esta cavitación se forma principalmente con un ancho de 200 mm y una profundidad de 1 a 6 mm en la entrada y salida de agua de cada álabe, mostrando cinturones de cavitación a lo largo de toda la circunferencia. En particular, la cavitación es más prominente en la parte superior de la cámara del rodete, con una profundidad de 10 a 20 mm. Las causas de la cavitación en la cámara del rodete de la turbina se analizan a continuación:
El rotor y las palas de la central hidroeléctrica están fabricados en acero inoxidable, y el material principal de la cámara del rotor es Q235. Su tenacidad y resistencia a la cavitación son deficientes. Debido a la limitada capacidad de almacenamiento de agua del embalse, este ha estado operando a una presión de diseño ultra alta durante mucho tiempo, y aparece una gran cantidad de burbujas de vapor en el agua de descarga. Durante la operación, el agua fluye en la turbina hidráulica a través de la zona donde la presión es inferior a la presión de vaporización. El agua que pasa por el espacio entre las palas se vaporiza y hierve, produciendo burbujas de vapor que generan presión de impacto local, causando impactos periódicos en el metal y presión de golpe de ariete, lo que provoca cargas de impacto repetidas en la superficie metálica, causando daños al material. Como resultado, la cavitación cristalina del metal se desprende. La cavitación se produce repetidamente en la cámara del rotor, tanto a la entrada como a la salida de la misma pala. Por lo tanto, bajo la operación a una presión de agua ultra alta durante un largo período, la cavitación se produce gradualmente y continúa profundizándose.
Con el objetivo de solucionar el problema de cavitación en la cámara del rotor de la turbina, la central hidroeléctrica fue reparada inicialmente mediante soldadura, pero durante un mantenimiento posterior se detectó nuevamente un grave problema de cavitación en dicha cámara. Ante esta situación, el responsable de la empresa se puso en contacto con nosotros solicitando nuestra ayuda para resolver el problema. Nuestros ingenieros desarrollaron un plan de mantenimiento específico basado en un análisis detallado de los equipos de la empresa. Garantizando la magnitud de la reparación, seleccionamos materiales de nanopolímeros de carbono adecuados al entorno operativo del equipo para cumplir con los requisitos de funcionamiento a largo plazo en las condiciones de trabajo in situ. Los pasos del mantenimiento in situ son los siguientes:
1. Realizar un tratamiento de desengrase superficial para las partes de cavitación de la cámara del rotor de la turbina;
2. Eliminación de óxido mediante chorro de arena;
3. Mezcle el material de nanopolímero Sorecun y aplíquelo a la parte que se va a reparar;
4. Solidifique el material y compruebe la superficie reparada.
Fecha de publicación: 14 de octubre de 2022
