Turbina hidráulica é uma máquina de energia que converte a energia do fluxo de água em energia de máquinas rotativas. Pertence à categoria de máquinas de turbinas de máquinas fluidas. Já em 100 a.C., o rudimento da turbina hidráulica – turbina hidráulica – surgiu na China, sendo usada para elevar a irrigação e acionar equipamentos de processamento de grãos. A maioria das turbinas hidráulicas modernas é instalada em usinas hidrelétricas para acionar geradores e gerar eletricidade. Na usina hidrelétrica, a água do reservatório a montante é conduzida para a turbina hidráulica através do tubo de adução para acionar o rotor da turbina a girar e acionar o gerador para gerar eletricidade. A água finalizada é descarregada para a jusante através do tubo de escape. Quanto maior a altura manométrica e maior a vazão, maior a potência de saída da turbina hidráulica.
Uma unidade de turbina tubular em uma usina hidrelétrica apresenta problemas de cavitação na câmara de rotor da turbina, que formam principalmente cavitação com largura de 200 mm e profundidade de 1 a 6 mm na câmara de rotor, na entrada e saída de água da mesma pá, apresentando cinturões de cavitação em toda a circunferência. Em particular, a cavitação na parte superior da câmara de rotor é mais proeminente, com profundidade de 10 a 20 mm. As causas da cavitação na câmara de rotor da turbina são analisadas da seguinte forma:
O rotor e a lâmina da usina hidrelétrica são feitos de aço inoxidável, e o material principal da câmara do rotor é Q235. Sua tenacidade e resistência à cavitação são baixas. Devido à capacidade limitada de armazenamento de água do reservatório, o reservatório tem operado em altura manométrica de projeto ultra-alta por um longo tempo, e um grande número de bolhas de vapor aparecem na água residual. Durante a operação, a água flui na turbina hidráulica através da área onde a pressão é menor que a pressão de vaporização. A água que passa pela abertura da lâmina vaporiza e ferve para produzir bolhas de vapor, gerando pressão de impacto local, causando impacto periódico no metal e pressão de golpe de aríete, causando cargas de impacto repetidas na superfície metálica, causando danos ao material. Como resultado, a cavitação do cristal metálico cai. A cavitação ocorre repetidamente na câmara do rotor na entrada e na saída da mesma lâmina. Portanto, sob a operação de altura manométrica ultra-alta por um longo tempo, a cavitação ocorre gradualmente e continua a se aprofundar.
Visando solucionar o problema de cavitação na câmara de rotor da turbina, a usina hidrelétrica foi inicialmente reparada por meio de soldagem, mas, durante a manutenção posterior, um grave problema de cavitação foi encontrado novamente na câmara de rotor. Nesse caso, o responsável pela empresa nos contatou e esperava que pudéssemos ajudar a solucionar o problema de cavitação na câmara de rotor da turbina. Nossos engenheiros desenvolveram um plano de manutenção direcionado com base na análise detalhada dos equipamentos da empresa. Garantindo o tamanho do reparo, selecionamos materiais de nanopolímero de carbono de acordo com o ambiente operacional do equipamento para atender aos requisitos de operação a longo prazo nas condições de trabalho no local. As etapas de manutenção no local são as seguintes:
1. Realizar tratamento de desengorduramento de superfície para peças de cavitação da câmara do rotor da turbina;
2. Remoção de ferrugem por jato de areia;
3. Misture o material nanopolímero Sorecun e aplique-o na parte a ser reparada;
4. Solidifique o material e verifique a superfície do reparo.
Horário da publicação: 14 de outubro de 2022
