Vannturbiner er kraftmaskiner som omdanner energien fra vannstrømmen til energien fra roterende maskiner. De tilhører turbinmaskineriet i fluidmaskiner. Så tidlig som 100 f.Kr. dukket det grunnleggende vannturbinsystemet opp i Kina, og ble brukt til å løfte vanningsanlegg og drive kornforedlingsutstyr. De fleste moderne vannturbiner er installert i vannkraftverk for å drive generatorer for å generere elektrisitet. I vannkraftverk føres vannet i oppstrøms reservoar til den hydrauliske turbinen gjennom et hovedløpsrør for å drive turbinløperen til å rotere og drive generatoren for å generere elektrisitet. Det ferdige vannet ledes ut til nedstrøms gjennom et utløpsrør. Jo høyere vannhøyden og jo større utslippet er, desto større er utgangseffekten til den hydrauliske turbinen.
En rørformet turbinenhet i et vannkraftverk har kavitasjonsproblemer i turbinens løpekammer. Dette danner hovedsakelig kavitasjon med en bredde på 200 mm og en dybde på 1–6 mm ved løpekammeret ved vanninnløpet og -utløpet til samme blad, og viser kavitasjonsbelter langs hele omkretsen. Spesielt kavitasjonen i den øvre delen av løpekammeret er mer fremtredende, med en dybde på 10–20 mm. Årsakene til kavitasjon i turbinens løpekammer analyseres som følger:
Løpehjulet og bladet i vannkraftverket er laget av rustfritt stål, og hovedmaterialet i løpehjulskammeret er Q235. Seigheten og kavitasjonsmotstanden er dårlig. På grunn av reservoarets begrensede vannlagringskapasitet har reservoaret vært i drift med ultrahøy designhøyde i lang tid, og et stort antall dampbobler dukker opp i avløpsvannet. Under drift strømmer vannet i den hydrauliske turbinen gjennom området der trykket er lavere enn fordampningstrykket. Vannet som passerer gjennom bladgapet fordamper og koker for å produsere dampbobler, noe som genererer lokalt slagtrykk, noe som forårsaker periodisk slag på metallet og vannslagtrykk, noe som forårsaker gjentatte slagbelastninger på metalloverflaten og forårsaker materialskade. Som et resultat avtar kavitasjonen i metallkrystallene. Kavitasjonen oppstår gjentatte ganger i løpehjulskammeret ved innløpet og utløpet til det samme bladet. Derfor, under drift med ultrahøyt vannhøyde over lang tid, oppstår kavitasjonen gradvis og fortsetter å bli dypere.
Med tanke på kavitasjonsproblemet i turbinens løpekammer ble vannkraftverket reparert med reparasjonssveising i starten, men et alvorlig kavitasjonsproblem ble oppdaget igjen i løpekammeret under senere vedlikehold. I dette tilfellet kontaktet den ansvarlige for bedriften oss og håpet at vi kunne hjelpe med å løse kavitasjonsproblemet i turbinens løpekammer. Våre ingeniører utviklet en målrettet vedlikeholdsplan basert på en detaljert analyse av bedriftens utstyr. Samtidig som vi sikret reparasjonsstørrelsen, valgte vi karbon-nanopolymermaterialer i henhold til utstyrets driftsmiljø for å oppfylle de langsiktige driftskravene under arbeidsforholdene på stedet. Vedlikeholdstrinnene på stedet er som følger:
1. Utfør overflateavfettingsbehandling for kavitasjonsdeler i turbinens løpekammer;
2. Fjerning av rust ved sandblåsing;
3. Bland Sorecun nanopolymermateriale og påfør det på delen som skal repareres;
4. Gjør materialet stivt og kontroller reparasjonsoverflaten.
Publisert: 14. oktober 2022
