Su türbini, su akışının enerjisini dönen makinelerin enerjisine dönüştüren bir güç makinesidir. Akışkan makinelerinin türbin makineleri sınıfına aittir. MÖ 100 gibi erken bir dönemde, su türbininin ilk örnekleri Çin'de ortaya çıkmış ve sulama ve tahıl işleme ekipmanlarını çalıştırmak için kullanılmıştır. Modern su türbinlerinin çoğu, elektrik üretmek için jeneratörleri çalıştırmak üzere hidroelektrik santrallerine kurulmuştur. Hidroelektrik santralinde, yukarı havzadaki su, türbin çarkını döndürmek ve jeneratörü çalıştırarak elektrik üretmek için ana boru aracılığıyla hidrolik türbine yönlendirilir. Üretilen su, kuyruk borusu aracılığıyla aşağı havzaya boşaltılır. Su yüksekliği ve debi ne kadar yüksek olursa, hidrolik türbinin çıkış gücü de o kadar büyük olur.
Bir hidroelektrik santralindeki boru tipi türbin ünitesinde, türbinin çark haznesinde kavitasyon problemi yaşanmaktadır. Bu kavitasyon, esas olarak aynı kanadın su giriş ve çıkışında, çark haznesinde 200 mm genişliğinde ve 1-6 mm derinliğinde olup, tüm çevre boyunca kavitasyon kuşakları göstermektedir. Özellikle çark haznesinin üst kısmındaki kavitasyon daha belirgin olup, 10-20 mm derinliğe ulaşmaktadır. Türbin çark haznesindeki kavitasyonun nedenleri aşağıdaki gibi analiz edilmiştir:
Hidroelektrik santralinin çarkı ve kanatları paslanmaz çelikten yapılmıştır ve çark haznesinin ana malzemesi Q235'tir. Bu malzemenin dayanıklılığı ve kavitasyon direnci düşüktür. Rezervuarın sınırlı su depolama kapasitesi nedeniyle, rezervuar uzun süredir ultra yüksek tasarım düşüşünde çalışmaktadır ve kuyruk suyunda çok sayıda buhar kabarcığı oluşmaktadır. Çalışma sırasında, su, basıncın buharlaşma basıncından daha düşük olduğu alandan hidrolik türbine akar. Kanat aralığından geçen su buharlaşır ve kaynar, buhar kabarcıkları oluşturur, yerel darbe basıncı oluşturur, metal üzerinde periyodik darbelere ve su darbesi basıncına neden olur, metal yüzeyinde tekrarlanan darbe yüklerine neden olur, malzeme hasarına yol açar ve sonuç olarak metal kristal kavitasyonu meydana gelir. Kavitasyon, aynı kanadın giriş ve çıkışında çark haznesinde tekrar tekrar meydana gelir. Bu nedenle, uzun süre ultra yüksek su düşüşünde çalışma altında, kavitasyon kademeli olarak meydana gelir ve derinleşmeye devam eder.
Hidroelektrik santralinde türbin çarkı haznesindeki kavitasyon sorununa yönelik olarak başlangıçta kaynak onarımı yapılmış, ancak daha sonraki bakım çalışmalarında çark haznesinde tekrar ciddi bir kavitasyon sorunu tespit edilmiştir. Bu durumda, işletmenin yetkilisi bizimle iletişime geçerek türbin çarkı haznesindeki kavitasyon sorununu çözmemize yardımcı olabileceğimizi ummuştur. Mühendislerimiz, işletmenin ekipmanının detaylı analizine dayanarak hedefli bir bakım planı geliştirmiştir. Onarım boyutunu korurken, yerinde çalışma koşullarında uzun vadeli işletme gereksinimlerini karşılamak için ekipmanın çalışma ortamına göre karbon nano polimer malzemeler seçilmiştir. Yerinde bakım adımları aşağıdaki gibidir:
1. Türbin çarkı haznesinin kavitasyonlu kısımlarında yüzey yağ giderme işlemi uygulayın;
2. Kum püskürtme yöntemiyle pas giderme;
3. Sorecun nano polimer malzemesini karıştırın ve onarılacak kısma uygulayın;
4. Malzemeyi sertleştirin ve onarım yüzeyini kontrol edin.
Yayın tarihi: 14 Ekim 2022
