Гидроабразивное изнашивание.
Гидротурбины многих ГЭС одновременно подвержены разрушающему воздействию кавитации и гидроабразивному изнашиванию, вызываемому несомыми потоком твердыми частицами. Детали проточной части, выполненные из современных конструкционных коррозионно-стойких сталей, обеспечивают высокую надежность в эксплуатации в течение нескольких лет только в умеренных гидроабразивных условиях, хотя износостойкость высокохромистых сталей выше, чем низколегированных углеродистых.
Аустенитные хромоникелевые наплавки, например из стали 08Х18Н9Т, обладающие высокой кавитационной стойкостью, отличаются низким сопротивлением абразивному изнашиванию. Для ремонта деталей турбин, работающих в условиях интенсивного изнашивания, необходимы сплавы, обладающие одновременно высокой стойкостью против воздействия гидроабразивной и кавитационной эрозии, а также достаточно технологичные при наплавке и шлифовании.
По износостойкости, сопротивлению хрупкому разрушению, а также технологичности наилучшим является Fe—С—Сr—Νi—V-сплав типа 50X20Н8Ф4, образуемый при наплавке электродами ЦН-21, гидроабразивная и кавитационная износостойкость которого, по данным лабораторных испытаний, примерно в два раза выше, чем стали 12Х18Н10Т, принятой за эталон.
Наиболее благоприятное сочетание свойств износостойкости и стойкости к трещинообразованию имеют Fe—С—Сr—V-сплавы. На основе сплава 170Х17Ф8, обладающего стойкостью против образования трещин при наплавке, высокой абразивной и кавитационной износостойкостью и хорошо поддающегося шлифованию, разработаны электроды марки ЦН-23 (твердость 23—28 HRC). Применение электродов ЦН-21 и ЦН-23 для наплавки деталей, подверженных гидроабразивному воздействию, увеличивает межремонтный период в 1,5—2 раза.
Антикоррозионная защита деталей.
Наиболее надежное средство защиты от коррозии — нанесение на поверхность детали защитного слоя цинка с последующим покрытием несколькими слоями эпоксидной смолы. Слой цинка наносят способом металлизации (распылением металлической проволоки, расплавляемой с помощью специальных газовых или электрических горелок) или способом окраски (набрызгиванием или нанесением кистями вручную цинковой краски из специально приготовленного порошка цинка на основе эпоксидной смолы). Металлизация требует предварительной тщательной подготовки поверхности, в основном пескоструйной очистки. Металлизация — дорогостоящий способ, а потому ее применяют в случаях, когда требуется особо надежная и долговечная защита.
Поверхности деталей, более доступных для осмотра и ревизии, а также находящихся в воде, но не омываемых потоком, обычно не металлизируют, а окрашивают той же цинковой краской в два слоя. После металлизации и последующего покрытия поверхности цинковой краской во избежание окисления необходимо через 8— 10 ч нанести основные защитные слои: набрызгать с помощью специальных аппаратов или вручную кистями два-три слоя эпоксидной смолы (каждый слой наносить через сутки). Описанная технология и правильно выбранные материалы позволяют надежно защитить детали проточной части турбины на срок до 15 лет.
Достоинство покрытия поверхности слоями цинка состоит в том, что разрушение происходит только в месте повреждения и не распространяется в стороны. Эпоксидные слои при их повреждении или уменьшении толщины в процессе эксплуатации восстанавливают размягчением поверхностного слоя специальными растворителями и последующим нанесением нового слоя краски.
Описанный способ защиты сравнительно сложен, трудоемок и дорог, однако вследствие надежности применение его технически и экономически целесообразно. Есть и другие способы защиты — предварительная металлизация алюминием или нанесением алюминиевой краски, а затем различных покрытий. В некоторых случаях поверхность покрывают несколькими слоями эпоксидной смолы без предварительной металлизации или окраски. Выбор средств защиты, организация и технология работ по их нанесению должны быть согласованы с заказчиком оборудования на стадии технического проектирования.
Большой объем работ по антикоррозионной защите может быть выполнен на территории базы складирования и хранения строительства, однако для этого необходимы специальные площадки, навесы или закрытые помещения с железнодорожными путями, грузоподъемными средствами, а также компрессоры и другое специальное оборудование.
