La turbine hydraulique est une machine qui convertit l'énergie du débit d'eau en énergie rotative. Elle fait partie des turbines hydrauliques. Dès 100 av. J.-C., les rudiments de la turbine hydraulique – la turbine hydraulique – sont apparus en Chine. Ils étaient utilisés pour l'irrigation et l'entraînement des équipements de transformation des céréales. La plupart des turbines hydrauliques modernes sont installées dans les centrales hydroélectriques pour entraîner des générateurs et produire de l'électricité. Dans la centrale, l'eau du réservoir amont est acheminée vers la turbine hydraulique par le canal d'amenée afin d'entraîner la roue de la turbine en rotation et le générateur pour produire de l'électricité. L'eau traitée est évacuée en aval par le canal de fuite. Plus la hauteur d'eau et le débit sont élevés, plus la puissance de sortie de la turbine hydraulique est importante.
Une turbine tubulaire d'une centrale hydroélectrique présente un problème de cavitation dans la chambre de la roue. Il s'agit principalement d'une cavitation de 200 mm de largeur et de 1 à 6 mm de profondeur au niveau de la chambre, à l'entrée et à la sortie d'eau de la même pale, présentant des ceintures de cavitation sur toute la circonférence. En particulier, la cavitation est plus marquée dans la partie supérieure de la chambre, avec une profondeur de 10 à 20 mm. Les causes de cavitation dans la chambre de la roue sont analysées comme suit :
La roue et les pales de la centrale hydroélectrique sont en acier inoxydable, et le matériau principal de la chambre de la roue est le Q235. Sa ténacité et sa résistance à la cavitation sont faibles. En raison de la capacité de stockage d'eau limitée du réservoir, celui-ci a fonctionné longtemps à très haute pression nominale, ce qui a entraîné l'apparition de nombreuses bulles de vapeur dans l'eau aval. Pendant le fonctionnement, l'eau circule dans la turbine hydraulique par une zone où la pression est inférieure à la pression de vaporisation. L'eau traversant l'espace entre les pales se vaporise et bout, produisant des bulles de vapeur. Cette pression d'impact locale provoque des impacts périodiques sur le métal et des coups de bélier, provoquant des charges d'impact répétées sur la surface métallique et endommageant les matériaux. La cavitation des cristaux métalliques diminue alors. La cavitation se produit de manière répétée dans la chambre de la roue, à l'entrée et à la sortie d'une même pale. Par conséquent, en cas de fonctionnement prolongé à très haute pression, la cavitation se développe progressivement et continue de s'aggraver.
Afin de résoudre le problème de cavitation de la chambre de la roue de turbine, la centrale hydroélectrique a été initialement réparée par soudure de réparation. Cependant, un grave problème de cavitation a été constaté lors d'une maintenance ultérieure. Dans ce cas, le responsable de l'entreprise nous a contactés, espérant que nous pourrions l'aider à résoudre ce problème. Nos ingénieurs ont élaboré un plan de maintenance ciblé basé sur une analyse détaillée des équipements de l'entreprise. Tout en garantissant la taille de la réparation, nous avons sélectionné des matériaux en nano-polymère de carbone adaptés à l'environnement d'exploitation de l'équipement afin de répondre aux exigences d'exploitation à long terme dans les conditions d'exploitation sur site. Les étapes de maintenance sur site sont les suivantes :
1. Effectuer un traitement de dégraissage de surface pour les pièces de cavitation de la chambre de turbine ;
2. Élimination de la rouille par sablage ;
3. Mélangez le matériau nano polymère Sorecun et appliquez-le sur la pièce à réparer ;
4. Solidifiez le matériau et vérifiez la surface de réparation.
Date de publication : 14 octobre 2022
