Vodna turbina je pogonski stroj koji pretvara energiju protoka vode u energiju rotirajućih strojeva. Pripada turbinskim strojevima fluidnih strojeva. Već 100. godine prije Krista u Kini se pojavio rudiment vodne turbine - vodna turbina, koja se koristila za podizanje vode, navodnjavanje i pogon opreme za preradu žitarica. Većina modernih vodnih turbina ugrađena je u hidroelektrane za pogon generatora za proizvodnju električne energije. U hidroelektrani se voda iz uzvodnog spremnika dovodi do hidrauličke turbine kroz dovodnu cijev kako bi pokretala rotor turbine da se okreće i pokreće generator za proizvodnju električne energije. Gotova voda se ispušta nizvodno kroz odvodnu cijev. Što je veći tlak vode i veći protok, veća je izlazna snaga hidrauličke turbine.
Cijevna turbinska jedinica u hidroelektrani ima problem kavitacije u komori rotora turbine, koja uglavnom stvara kavitaciju širine 200 mm i dubine 1-6 mm u komori rotora na ulazu i izlazu vode iste lopatice, pokazujući kavitacijske pojaseve po cijelom obodu. Posebno je izraženija kavitacija u gornjem dijelu komore rotora, s dubinom od 10-20 mm. Uzroci kavitacije u komori rotora turbine analiziraju se na sljedeći način:
Rotor i lopatice hidroelektrane izrađeni su od nehrđajućeg čelika, a glavni materijal komore rotora je Q235. Njegova žilavost i otpornost na kavitaciju su slabe. Zbog ograničenog kapaciteta spremnika za pohranu vode, spremnik dugo radi na ultra visokom projektnom tlaku, te se u zaostatku pojavljuje veliki broj mjehurića pare. Tijekom rada, voda teče u hidrauličkoj turbini kroz područje gdje je tlak niži od tlaka isparavanja. Voda koja prolazi kroz razmak lopatice isparava i ključa stvarajući mjehuriće pare, stvarajući lokalni udarni tlak, uzrokujući periodične udare na metal i tlak vodenog čekić, uzrokujući ponovljena udarna opterećenja na metalnu površinu i uzrokujući materijalnu štetu. Kao rezultat toga, kavitacija metalnih kristala otpada. Kavitacija se ponavljano javlja na komori rotora na ulazu i izlazu iste lopatice. Stoga se, pod radom ultra visokog tlaka vode dulje vrijeme, kavitacija postupno javlja i nastavlja produbljivati.
S ciljem rješavanja problema kavitacije u komori rotora turbine, hidroelektrana je u početku popravljena reparaturnim zavarivanjem, ali ozbiljan problem kavitacije ponovno je pronađen u komori rotora tijekom kasnijeg održavanja. U tom slučaju, odgovorna osoba poduzeća kontaktirala nas je s nadom da možemo pomoći u rješavanju problema kavitacije u komori rotora turbine. Naši inženjeri razvili su ciljani plan održavanja na temelju detaljne analize opreme poduzeća. Uz osiguranje veličine popravka, odabrali smo materijale od ugljikovih nano polimera prema radnom okruženju opreme kako bismo zadovoljili dugoročne radne zahtjeve u radnim uvjetima na licu mjesta. Koraci održavanja na licu mjesta su sljedeći:
1. Provesti tretman odmašćivanja površine kavitacijskih dijelova komore rotora turbine;
2. Uklanjanje hrđe pjeskarenjem;
3. Pomiješajte Sorecun nano polimerni materijal i nanesite ga na dio koji treba popraviti;
4. Učvrstite materijal i provjerite površinu za popravak.
Vrijeme objave: 14. listopada 2022.
