Wenn Sie eine Wasserkraftanlage betreiben, befinden Sie sich höchstwahrscheinlich in einer abgelegenen Region, in der die Zuverlässigkeit der Anlagensysteme von größter Bedeutung ist. Der Mangel an einfachem Zugang zu Ersatzteilen, schwerem Gerät und qualifiziertem Wartungspersonal erfordert eine sorgfältige Planung und fortgeschrittene Vorbereitung. Da die Betriebszeit der Anlage besonders kritisch ist, müssen Sie in der Lage sein, geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um Reparaturen schnell abzuschließen und weitere oder zukünftige Schäden zu vermeiden.

In diesem Beitrag skizzieren wir, wie spezifische Industriebeschichtungen verwendet werden können, um durch Korrosion und andere Kräfte verursachte Probleme zu reparieren und zu verhindern und Ausfallzeiten und Kosten zu verringern.

Korrosion & Kavitation in der Hydroumgebung

Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie Geräte in der Umgebung von Wasserkraftwerken beeinträchtigt werden können, darunter:

• Korrosion  in vielen verschiedenen Arten von Ausrüstung, einschließlich Einlässe, Druckrohren, Absperrventilen, Schneckengehäusen, Schlupftoren, Turbinenlaufrädern, Saugrohren, Überlaufkanälen, Radialtoren und flussaufwärts gerichteten Dammkanten. Häufig liegt der erste Angriffspunkt an oder in der Nähe der Wärmeeinflusszone (WEZ) neben den Schweißbereichen.
• Erosive Strömung entfernt natürlich vorkommende passivierte Oxide (Rost) auf dem nativen Stahl, der in Druckrohren, Absperrventil-Schneckengehäusen und radialen Schiebern verwendet wird.
• Unzureichende hydraulische Druckhöhen können zu Kavitation an Schlupftoren, Turbinenlaufrädern und Saugrohren führen.

Metallersatz oder Overlay

Eine gängige Technik zur Reparatur von Wasserkraftläufern ist der Metallersatz oder die Beschichtung, die den natürlichen Korrosionskreislauf nicht unterbricht. Alle Metalle oxidieren, was der natürliche Korrosionszustand ist. Wenn Sie die Auswirkungen von Korrosion reduzieren möchten, müssen Sie die Technologiebasis Ihres Materials auf eine Technologie umstellen, die nicht anfällig für oxidative Korrosion ist, wie beispielsweise eine schützende Beschichtung auf Polymerbasis. Dies ist ebenfalls ein langwieriger Prozess, bei dem häufig übermäßige Wärme zugeführt wird und die Gefahr von Spannungsrissen oder Verformungen der Laufradschaufeln selbst besteht. Darüber hinaus beinhalten die Anforderungen für Heißarbeiten komplexe und kostspielige Rigging-/Support-Systeme, um Verzerrungen während des Prozesses zu vermeiden.

Die US Army Corp of Engineers hat einen technischen Bericht mit dem Titel Application of Thermal Spray, Ceramic Coatings and Reinforced Epoxy for Cavitation Repair of Hydroelectric Turbines veröffentlicht , der eine hervorragende Anleitung zu den Vor- und Nachteilen verschiedener Ansätze zur Kavitationsreparatur bietet.

Verstärkte Epoxide

Eine verstärkte Beschichtung auf Epoxidbasis ist ein korreaktives Polymer, das die korrosionsbeständige Matrix bereitstellt, die dann mit verschiedenen mineralischen und künstlichen Verstärkungen verstärkt wird, um spezifische Eigenschaften wie Erosions-/Abriebbeständigkeit, Flexibilität oder Durchlässigkeit zu verbessern.

Verstärkte Epoxide haben eine etwas wechselhafte Vergangenheit bei der Reparatur schwerer Kavitation und das ist nicht ungewöhnlich. Kavitation ist ein Konstruktionsfehler, der in hydroelektrischen Systemen vorhanden sein kann. Diese Systeme sind nicht dafür ausgelegt, effizient zu arbeiten, wenn sie sich in einem Kavitationsmodus befinden, da anhaltende physische Schäden auftreten, egal welcher vorbeugende Ansatz gewählt wird.

Damit diese Beschichtungssysteme auf Epoxidbasis optimal funktionieren, sind präzise Oberflächenvorbereitungs- und Anwendungstechniken erforderlich. In diesem Sinne verhalten sie sich ähnlich wie eine konventionellere Schweißauftragung oder Schweißnahtreparatur, die auch spezielle Techniken und Schritte erfordert, um eine erfolgreiche Reparatur zu bewirken.

Verstärkte Epoxidverbindungen

Ich betrachte verstärkte Epoxidverbindungen als eine von mehreren verfügbaren „besten verfügbaren Technologien“.

Zu den Aspekten, die bei der Bewertung dieser Art von Beschichtung zu berücksichtigen sind, gehören:

• Leistungsmerkmale des Produkts
• Komplexität der Anwendung einschließlich Oberflächenvorbereitung
• Kosten und Verfügbarkeit von Facharbeitern für die Installation gemäß den Anweisungen des Herstellers
• Einfache und konsistente Anwendung

Suche:

• Hohe Klebkraft auf richtig vorbereiteten Oberflächen
• Erosionsbeständigkeit
• Oberflächenfinish (gehärtet und bearbeitet)
• Korrosionsbeständigkeit
• Duktilität

Um die Komplexität der Oberflächenvorbereitung und -anwendung zu bestimmen, sollten Sie sich unbedingt Empfehlungen zu Dekontamination, Profilstrahlen und Sauberkeit, Umgebungsbedingungen während der Anwendung und Aushärtung (relative Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Taupunkt, Luftqualität/-sauberkeit) einholen.

Verlassen Sie sich auf die qualifizierten Applikatoren jedes Herstellers, um eine genaue Vorstellung von Verfügbarkeit und Anwendungskosten zu erhalten. Diese Produkte sind kein einfaches System; sie erfordern qualifiziertes und erfahrenes Personal, um die gewünschte Leistung zu erzielen. Ein hervorragender Leitfaden zur Gewährleistung des maximalen Erfolgs bei der Verwendung von Schutzbeschichtungen in Wasserkraftwerken ist von der von Swedish Energy und Svenska Kraftnät finanzierten und unterstützenden F&E-Organisation erhältlich: Elforsk AB, Protective Coating Recommendations for Hydro Power Stations .

Auswahl eines erfahrenen Beschichtungsapplikators

Die Kosten, die Erfahrung und die Verfügbarkeit entsprechend qualifizierter Unternehmen für die Installation dieser Beschichtungen sind für die korrekte Anwendung und die endgültige Leistung der Produkte von größter Bedeutung.

Eine qualitativ hochwertige Oberflächenvorbereitung in Wasserkraftwerken muss mit kühlen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit und schlechter Belüftung umgehen.

Die richtige Auswahl und Mobilisierung der Ausrüstung kann die Geschwindigkeit und Konsistenz der Anwendung dramatisch beeinflussen und einen großen Einfluss auf die langfristige Leistung haben. Diese Beschichtungen sind hochverstärkte Epoxidfilme und erfordern möglicherweise spezielle Ausrüstung, wie beheizte Mehrkomponenten-Airless-Spritzgeräte mit Dosierpumpen, um sicherzustellen, dass die richtigen Mischungsverhältnisse während des gesamten Auftragens eingehalten werden. Es kommt immer häufiger vor, dass Endbenutzer von den Herstellern verlangen, qualifizierte Applikatoren zu empfehlen, wenn das Personal des Endbenutzers nicht in der Lage ist oder als unqualifiziert angesehen wird, diese Art von Tätigkeit auszuführen.

Bei sachgemäßer Anwendung können Beschichtungssysteme wirtschaftlich und langlebig sein und Korrosion und andere Kräfte, die in der Wasserkraftumgebung eine ständige Herausforderung darstellen, wirksam bekämpfen. Fallstudien und spezifische Empfehlungen nach Gerätetyp finden Sie unter  ARC-Beschichtungen für hydroelektrische Anlagen  oder wenden Sie sich an uns.

Sehen Sie sich das Webinar an: Geräteverfall in der Wasserkraft erkennen und angehen 

Steve Bowditch

 

Steve Bowditch ist der Global Market Development Manager für ARC-Effizienz und Schutzbeschichtungen. Er ist NACE Level III CIP Inspector und SSPC Corrosion Specialist mit über 35 Jahren Erfahrung in den Bereichen Entwicklung und Anwendungen von Schutzbeschichtungen. Wenn er nicht gerade in die aufregende Welt der Schutzlacke eintaucht, segelt er hoffentlich auf einer Hinckley Bermuda 40′ irgendwo in der Nähe einer tropischen Inselkette.