싼샤 수력 발전소의 손상 문제

양쯔강의 높은 퇴적물 함량에서 운영되는 수력 발전소, 특히 싼샤 수력 발전소 와 같은 대규모 발전소는 핵심 구성 요소에 두 가지 주요 유형의 손상에 직면합니다.

• 캐비테이션 부식(캐비테이션)고속으로 흐르는 물이 러너나 블레이드와 같은 부품과 접촉하면 기포가 발생합니다. 이 기포가 갑자기 붕괴되면서 강한 충격파와 미세 제트가 발생하여 금속 표면에 지속적으로 충격을 가하고, 결국 재료 피로와 박리를 유발합니다.
• 퇴적물 마모강물에 실려 오는 모래와 같은 단단한 입자들은 흐름 표면을 지속적으로 깎아내고 침식시킨다.

이 두 가지 형태의 손상은 서로 악화되어 캐비테이션-마모 효과가 복합적으로 발생하고 부품 고장을 가속화합니다. 일반적인 아크 용접과 같은 기존 수리 방법은 높은 열 입력이 필요하므로 변형, 높은 잔류 응력 및 최적화되지 않은 코팅 성능을 초래합니다.

레이저 클래딩: 해결책

레이저 클래딩 기술은 이러한 문제에 대한 맞춤형 해결책을 제공합니다.

• 야금학적 결합, 강력하고 내구성 뛰어남: 외장층은 레이저 클래딩 이 소재는 모재와 강력한 야금학적 결합을 형성하여 기존의 기계적 결합 코팅(예: 열 스프레이)보다 훨씬 높은 결합 강도를 제공합니다. 따라서 고속 수류 충격 시 보수층의 대규모 박리를 효과적으로 방지합니다.
• 낮은 열 입력, 최소 변형레이저 에너지는 고도로 집중되어 짧은 시간 동안만 적용되므로 모재에 미치는 열적 영향이 최소화됩니다. 이는 부품 변형에 대한 제어력을 극대화합니다. 이러한 특성은 높은 정밀도가 요구되는 수력 터빈 축과 같은 정밀 부품에 매우 중요합니다.
• 맞춤형 성능, 상당한 개선특정 합금 분말을 선택함으로써, 클래딩층은 모재에 비해 우수한 성능을 나타낼 수 있습니다. 예를 들어, 코발트계 합금 클래딩을 적용한 수력 터빈 블레이드의 미세 경도는 모재에 비해 1.5배 증가할 수 있습니다. 또한, 동일한 작동 조건에서 캐비테이션으로 인한 질량 손실은 모재의 3분의 1에 불과합니다.
• 현장 수리, 경제적 이점크기가 크거나 분리가 불가능하거나 운송 비용이 매우 많이 드는 부품(예: 대형 터빈 챔버)의 경우, 레이저 클래딩 장비를 현장으로 이동시켜 수리할 수 있습니다. 이는 기존 수리 방식과 관련된 분해, 운송 및 장시간 가동 중단에 따른 높은 비용을 절감해 줍니다. 예를 들어, 만약 미러 플레이트 부품이 고장난 경우 싼샤 수력 발전소 마모로 인해 가동이 중단될 경우 하루에 5백만 위안 이상의 손실이 발생할 수 있습니다. 레이저 클래딩 수리 주기를 크게 단축시켜 막대한 경제적 이점을 제공합니다.

실제 적용 및 이점

삼협 수력 발전소 에 레이저 클래딩 기술을 적용한 결과 , 그 규모가 확대되고 체계화되어 상당한 종합적인 이점을 입증했습니다.

• 다양한 응용 프로그램통계에 따르면, 삼협지대 수력 발전소는 다음과 같은 조건을 충족할 수 있습니다. 레이저 클래딩 이 기술을 통해 최대 1,591개의 예비 부품을 수리할 수 있으며, 총 직접 가치는 약 97.43만 위안에 달합니다. 또한, 약 13.47만 위안 상당의 공구 196개도 이 기술을 사용하여 수리 가능합니다.
• 손상 정도의 상당한 감소: 사용 레이저 클래딩 마모와 부식을 약 90% 감소시켜 장비의 수명을 크게 연장했습니다.
• 주요 기술 혁신마르텐사이트 스테인리스강(예: ZG06Cr13Ni5Mo)과 같은 일반적인 터빈 재료의 경우, 적용하면 레이저 클래딩 코발트 기반의 내식성 및 내마모성 소재를 사용하면 탁월한 야금학적 결합이 이루어지고 내식성 및 내마모성이 크게 향상됩니다.
• 지속적인 프로세스 최적화수치 시뮬레이션을 사용하여 (예: 사용) 안 시스 또한, 거울판 수리의 유한 요소 해석을 모델링하기 위한 사멸 세포 기술을 사용하여 레이저 출력 및 스캐닝 속도와 같은 매개변수가 잔류 응력에 미치는 영향을 분석하여 공정을 최적화하고 균열 발생 경향을 줄입니다.

결론 및 전망

레이저 클래딩 기술은 높은 야금학적 결합 강도, 최소한의 열 변형, 우수한 보수층 성능, 그리고 효율적인 현장 보수 능력 덕분에 삼협 수력 발전소와 같은 대규모 수력 발전 시설의 안전하고 안정적이며 경제적인 운영을 보장하는 핵심 기술이 되었습니다.

레이저 클래딩 기술 및 장비(예: 터빈 블레이드 온라인 레이저 강화 장치)가 지속적으로 발전하고 비용이 절감됨에 따라 , 수력 발전 분야뿐만 아니라 더욱 광범위한 산업 분야에서 중요한 역할을 수행할 것입니다. 이는 핵심 설비의 수명, 에너지 효율 및 신뢰성 향상에 강력한 기반을 제공할 것입니다.