תוכנית תחזוקה בשטח לבעיית קוויטציה של תא הטורבינה

טורבינת מים היא מכונה כוח הממירה את אנרגיית זרימת המים לאנרגיה של מכונות מסתובבות. היא שייכת למכונות הטורבינה של מכונות נוזלים. כבר בשנת 100 לפני הספירה, הופיעה בסין טורבינת מים בסיסית, ששימשה להרמת השקיה ולהנעת ציוד לעיבוד תבואה. רוב טורבינות המים המודרניות מותקנות בתחנות כוח הידרואלקטריות כדי להניע גנרטורים לייצור חשמל. בתחנות כוח הידרואלקטריות, המים במאגר במעלה הזרם מובלים לטורבינה ההידראולית דרך צינור ראש המניע את סיבוב הטורבינה ומניע את הגנרטור לייצור חשמל. המים המוגמרים מוזרמים למורד הזרם דרך צינור הזרם. ככל שראש המים גבוה יותר והפליטה גדולה יותר, כך גדל כוח המוצא של הטורבינה ההידראולית.
יחידת טורבינה צינורית בתחנת כוח הידרואלקטרית סובלת מבעיית קוויטציה בתא הזרימה של הטורבינה, אשר יוצרת בעיקר קוויטציה ברוחב של 200 מ"מ ועומק של 1-6 מ"מ בתא הזרימה בכניסת המים וביציאתם של אותו להב, תוך הדגמת רצועות קוויטציה לכל היקף הטורבינה. ​​בפרט, הקביטציה בחלק העליון של תא הזרימה בולטת יותר, עם עומק של 10-20 מ"מ. הגורמים לקביטציה בתא הזרימה של הטורבינה מנותחים כדלקמן:
הלהב והרצף של תחנת הכוח ההידרואלקטרית עשויים מפלדת אל-חלד, והחומר העיקרי של תא הרצף הוא Q235. קשיחותו ועמידותו בפני קוויטציה ירודים. עקב קיבולת אחסון המים המוגבלת של המאגר, המאגר פועל בגובה מים גבוה במיוחד במשך זמן רב, ומספר רב של בועות קיטור מופיעות במי הזנב. במהלך הפעולה, המים זורמים בטורבינה ההידראולית דרך האזור שבו הלחץ נמוך מלחץ האידוי. המים העוברים דרך פער הלהב מתאדים ורתחים ליצירת בועות קיטור, היוצרות לחץ פגיעה מקומי, הגורם לפגיעה תקופתית על המתכת וללחץ פטיש מים, הגורמים לעומסי פגיעה חוזרים ונשנים על פני המתכת וגורמים נזק לחומר. כתוצאה מכך, קוויטציה של גביש המתכת נופלת. הקביטציה מתרחשת שוב ושוב בתא הרצף בכניסה וביציאה של אותו להב. לכן, תחת פעולה של גובה מים גבוה במיוחד במשך זמן רב, הקביטציה מתרחשת בהדרגה וממשיכה להעמיק.

בהתחשב בבעיית הקביטציה של תא הטורבינה, תחנת הכוח ההידרואלקטרית תוקנה באמצעות ריתוך תיקון בהתחלה, אך בעיית קביטציה חמורה נמצאה שוב בתא הטורבינה במהלך תחזוקה מאוחרת יותר. במקרה זה, האחראי על הארגון יצר איתנו קשר וקיווה שנוכל לעזור לפתור את בעיית הקביטציה של תא הטורבינה. ​​המהנדסים שלנו פיתחו תוכנית תחזוקה ממוקדת המבוססת על ניתוח מפורט של ציוד הארגון. תוך הבטחת גודל התיקון, בחרנו חומרי ננו-פולימר פחמן בהתאם לסביבת ההפעלה של הציוד כדי לעמוד בדרישות התפעול ארוכות הטווח בתנאי העבודה באתר. שלבי התחזוקה באתר הם כדלקמן:
1. לבצע טיפול להסרת שומנים משטחיים לחלקי קוויטציה של תא הטורבינה;
2. הסרת חלודה באמצעות התזת חול;
3. ערבבו את חומר הפולימר הננו-פולימרי של סורקון והניחו אותו על החלק המיועד לתיקון;
4. יש לחזק את החומר ולבדוק את משטח התיקון.