1. タービンのキャビテーションの原因
タービンのキャビテーションが発生する原因は複雑です。タービンランナー内の圧力分布が不均一です。例えば、ランナーが下流水位に対して高すぎる位置に設置されている場合、高速水が低圧領域を流れる際に、蒸発圧力に達して気泡が発生しやすくなります。水が高圧領域に流れると、圧力の上昇により気泡が凝縮し、水流の粒子が高速で気泡の中心に衝突して凝縮によって生じた空隙を埋め、大きな水力衝撃と電気化学作用が生じます。その結果、ブレードが侵食されてピットやハニカム状の気孔が発生し、貫通して穴が開きます。キャビテーションによる損傷は、機器の効率低下や損傷につながり、重大な結果と影響をもたらします。
2. タービンキャビテーションの事例紹介
ある水力発電所の管状水車ユニットが稼働を開始して以来、ランナー室にキャビテーションの問題が発生しています。主に同じブレードの入口と出口のランナー室で、幅200mm、深さ1～6mmの気泡が形成されています。全周にわたってキャビテーション領域が形成されており、特にランナー室の上部では顕著で、キャビテーションの深さは10～20mmです。会社は補修溶接などの方法を採用していますが、キャビテーション現象を効果的に抑制できていません。そして、時代の進歩に伴い、多くの企業がこの従来のメンテナンス方法を徐々に廃止しています。では、迅速かつ効果的な解決策は何でしょうか？
現在、ソレイユ社のカーボンナノポリマー材料技術は、水車のキャビテーション現象の制御に広く応用されています。この材料は、高性能樹脂とカーボンナノ無機材料を重合技術で複合化した機能性複合材料であり、金属、コンクリート、ガラス、PVC、ゴムなどの様々な材料に接着可能です。タービン表面に塗布すると、良好なレベリング性を示すだけでなく、軽量、耐腐食性、耐摩耗性などの利点も備えており、タービンの安定運転に有利です。特に回転機器の場合、表面に複合することで省エネ効果が大幅に向上し、電力損失の問題も抑制されます。
第三に、タービンのキャビテーションの解決策
1. 表面脱脂処理を行い、まずカーボンアークエアガウジングを使用してキャビテーション層を除去し、緩んだ金属層を取り除きます。
2. 次にサンドブラストを使用して錆を除去します。
3. カーボンナノポリマー材料を調整して塗布し、テンプレート定規でベンチマークに沿って削ります。
4. 材料が完全に硬化したことを確認するために材料を硬化します。
5. 補修面を確認し、基準サイズと一致するようにします。
投稿日時: 2022年3月8日
