Tài liệu chuyên đề bảo dưỡng, sửa chữa tua bin nước phần 2

Hư hại bề mặt kim loại trong tua-bin nướcCHƯƠNG IV HCÍ HỢI BỂ MỘT KIM LOỢI TRONG TCIfl BIN NƯỚC Vào đầu thế kỷ 20, sau khi xuất hiện tàu bè, người ta phát hiện thấy rằng thời gian sử d

Chương IV. Hư hại bề mặt kim loại trong tua-bin nước

CHƯƠNG IV

HCÍ HỢI BỂ MỘT KIM LOỢI TRONG

TCIfl BIN NƯỚC

Vào đầu thế kỷ 20, sau khi xuất hiện tàu bè, người ta phát hiện thấy rằng thời gian sử dụng bánh lái bằng sắt thép của tàu bè bị rút ngắn, tốc độ hư hỏng rất nhanh, nhưng không tìm được nguyên nhân rõ ràng Sau khi trải qua nghiên cứu phát hiện thấy rằng đó là kết quả tổng hợp của các hiện tượng vật lý phức tạp và gọi là hiện tượng xâm thực

Ta biết rằng ở áp suất nhất định lúc nhiệt độ tăng đến điểm sôi tương ứng, nước bắt đầu sôi và bốc hơi Ví dụ dưới áp suất 1 atmôtphe, lúc nhiệt độ tăng lên đến 100°C nước sẽ sôi và bốc hơi Và khi áp suất nhỏ hơn lat, thì nhiệt độ sôi cũng nhỏ 100°C Ví dụ nhiệt độ của nước bảo đảm 20°C, áp suất nước giảm xuống đến 0,24 at, thì nước sẽ sôi và bốc hơi Ở nhiệt độ nhất định, áp suất lớn nhất để nước sôi và bốc hơi gọi là áp suất bốc hơi hay còn gọi là áp suất bão hòa Áp suất bốc hơi ở các nhiệt

độ khác nhau được biểu thị trong bảng 4.1

Bảng 4.1. Áp suất bốc hơi ở các nhiệt độ khác nhau của nước

Tài liệu chuyên đê bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

Nước chuyển động với vận tốc ỉớn hoặc vật thể chuyển động với tốc độ lớn trong nước đứng yên, ở những vùng có tốc độ cao sẽ phát sinh hiện tượng áp suất giảm thấp Khi áp suất bằng áp suất hơi, nước sẽ sôi và bốc hơi tạo thành các bọt khí gây nên hư hỏng khiến máy móc không thể vận hành bình thường Các hiện tượng gây nên hư hỏng đó được gọi là hiện tượng xâm thực Cho đến nay các nghiên cứu về hiện tượng xâm thực vẫn chưa được hoàn chỉnh, song nói chung nhiều ý kiến tương đối thống nhất cho rằng quá trình phát sinh hiện tượng xâm thực

có thể’ giải thích như sau:

Trước hết các chỗ có áp suất thấp hơn áp suất bốc hơi, các thể khí hòa tan tách

ra khỏi nước tạo thành bọt nhỏ lẫn lộn trong nước, gặp nơi có áp suất cao, xuất hiện

sự ngưng tụ, dưới tác dụng bao vây đối xứng của áp suất nước, các bọt nước bị thu hẹp thể tích, nước xung quanh bọt khí cũng tăng tốc độ chuyển động hướng vào tâm bọt khí

Lúc bọt khí bị thu hẹp đến mức độ nhất định sẽ vỡ và tạo thành các bộ phận nhỏ, đồng thời với sự tan vỡ đó sẽ sản sinh ra hiện tượng các phần tử nước va chạm lẫn nhau hay còn gọi là hiện tượng thủy kích cục bộ, áp suất tăng vọt không đều Áp suất thủy kích cục bộ đó có trị số gấp nhiều lần áp suất không khí, có khi đạt hàng trăm, hàng nghìn atmôtphe Nếu các bọt khí đó tiêu tan và tan vỡ ở bề mặt chất rắn,

sẽ có hiện tượng như là mũi dao không ngừng kích vào bề mặt chất rắn và trải qua thời gian lâu dài do sự mỏi mệt cơ khí gây nên rỗ bề mặt chất rắn Ngoài ra còn có các hiện tượng hóa học, điện, ôxy hóa cùng với hiện tượng trên thúc đẩy sự phá hoại bề mặt chất rắn Song mức độ gây hư hại là khác nhau tùy theo chủng loại vật liệu chế tạo Ví dụ đối với các chất liệu như gang đã qua xử lý bằng phương pháp luyện kim, gang không gỉ thì sự phá hoại đó tương đối nhẹ, nhưng đối với gang đúc thì sự phá hoại đó tương đối mạnh Đối với độ nhẵn bề mặt chất rắn khác nhau thì sự phá hoại đó cũng không giống nhau Độ nhẵn càng cao thì sự phá hoại càng nhỏ, ngược lại độ nhẵn càng thấp thì ứng suất tập trung cao sự phá hoại càng nh , đốivới bề mặt hàn thì sự phá hoại đó cũng nhỏ

Khi áp suất giảm thì độ hòa tan của các thể khí đối với nước cũng giảm Sau khi không khí tách ra trên bề mặt chất rắn thì sẽ sản sinh ra hiện tượng han gỉ gây ra hư hỏng gọi là phá hoại của hóa học

Lúc thể tích bọt khí bị thu nhỏ tương đương với quá trình nén, nhiệt độ sẽ tăng cao, ngoài ra dưới tác dụng của thủy kích, sản sinh hiện tượng biến dạng chất rắn và

Chương IV Hư hại bể mặt kim loại trong tua-bin nước

nước, nhiệt độ cũng tăng Thực nghiệm cho thấy nhiệt độ tức thời do sự tan vỡ của các bọt khí có khi tăng tới 300()C mặt khác do sự phân bố không đều nhiệt độ do trên

bề mặt chất rắn, giữa vùng nóng và vùng lạnh tạo ra dòng điện ngắn, gây hiện tượng điện phân bề mặt kim loại dẫn đến sự phá hủy bề mặt chất rắn

Qua phân tích trên ta thấy rằng, hiện tượng xâm thực là một hiện tượng khá phức tạp Tác dụng phá hoại của xâm thực là tác dụng tổng hợp của các hiện tượng hóa học, cơ khí, điện phân trong đó tác dụng phá hoại cơ khí là chủ yếu, tuy nhiên các hiện tượng trên có tác dụng tương hỗ thúc đẩy lẫn nhau Tác dụng hóa học điện phân thúc đẩy tác dụng cơ khí Ngược lại do sự phá hoại cơ khí tăng nhanh, làm cho phá hoại hóa học và điện phân càng có điều kiện tăng nhanh

Hiện tượng xâm thực sản sinh không những làm hỏng máy móc mà còn sản sinh

ra một loạt hiện tượng và hậu quả không tốt Ví dụ gây nên châh động tiếng ồn của máy làm cho một phần năng lượng nước chuyển thành nhiệt năng, hơn nữa thúc đẩy

sự phá hoại của xâm thực Lúc bọt khí nhiều đến một mức độ nào đó làm cho chuyển động của nước không còn là chuyển động liên tục, ảnh hưởng xấu đến sự chuyển biến năng lượng nước làm giảm hiệu suất tua-bin

Vấn đề xâm thực là vấn đề quan trọng trong vận hành tua-bin cần được coi trọng đúng mức, tìm biện pháp thích đáng để giảm nhẹ hoặc triệt tiêu hiện tượng xâm thực

Nói chung có thể chia ra làm ba loại xâm thực tua-bin:

1.2.1 Xám thực hình cánh

Xâm thực hình cánh là hiện tượng phổ biến đối với tua-bin phản kích, thường phát sinh ở bánh công tác Đặc biệt đối với cánh tua-bin phản kích, nó là bộ phận trực tiếp chuyển biến năng lượng, tác dụng của cánh tua-bin là chuyển biến mô-men động lượng của nước thành mô-men động lực của bánh công tác, do đó mỗi cánh tua-bin đều chịu một áp lực nước

Mặt công tác cánh tua-bin nói chung là có áp lực dương, còn mặt sau của cánh tua-bin là có áp lực âm, hiệu số áp lực giữa hai mặt cánh tua-bin chính là yếu tố gây

ra hợp lực tác dụng trên toàn bộ cánh tua-bin và mô-men lực của bánh công tác đối với trục tua-bin là điều kiện cần để bánh công tác sinh công Đồng thời áp suất mặt sau của cánh tua-bin thường thấp lại là điều kiện làm phát sinh hiện tượng xâm thực

Tài liệu chuyên đê bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

Lúc áp suất mặt sau của cánh tua-bin giảm đến áp suất bốc hơi tất sẽ sản sinh xâm thực Thông thường xâm thực nghiêm trọng nhất là vùng gần ra cửa bề sau của cánh tua-bin

Bởi vì tiết diện của cánh tua-bin có dạng hình cánh và áp suất thấp ở mặt sau cánh có quan hệ mật thiết với hình cánh của tua-bin, cho nên gọi là xâm thực hình cánh, hay nói khác xâm thực sản sinh ở cánh tua-bin có quan hệ mật thiết với hình dạng của cánh tua-bin

1.2.2. Xắm thực chân không

Xâm thực chân không là hiện tượng đặc biệt của tua-bin phản kích, nghiêm trọng nhất là đối với tua-bin có cánh cố định thông thường phát sinh ở những chế độ công tác khác chế độ công tác thiết kế Bởi vì ở những chế độ công tác khác của tua- bin tức tình trạng vào cửa không va chạm và pháp tuyến ra của của tua-bin không còn nữa, thay thế bằng tình trạng chảy tách rời, va chạm, xoáy kết hợp với tình trạng quay của nước, sau bánh công tác hình thành cột chân không trong ống hút, khi áp suất giảm xuống tới áp suất bốc hơi tất sẽ sản sinh xâm thực Loại xâm thực này gọi là xâm thực ở vùng chân không hay xâm thực chân không

1.2.3 Xâm thực khe hở

Dòng chảy khi đi qua đường dẫn nhỏ hoặc khe hở cục bộ có hiện tượng tốc độ tăng vọt Áp suất giảm sút gây ra hiện tượng xâm thực gọi là xâm thực khe hở Xâm thực khe hở thường phát sinh ở các mạt tiếp xúc với nhau có nước rò qua như biên cánh hướng nước, các mặt hai đầu cánh hướng nước, vòng chắn rò nước Ngoài ra còn phát sinh ở các chỗ gổ ghề của các chi tiết máy, ở đó cục bộ sản sinh chân không và xâm thực Phạm vi phá hoại của xâm thực khe hở thường nhỏ Xâm thực khe hở thường nghiêm trọng đối với tua-bin có cột nước công tác cao

Trong ba loại xâm thực nói trên, xâm thực hình cánh và xâm thực chân không

có ảnh hưởng quyết định, hai loại xâm thực đó phát triển đến một mức độ nhất định dẫn đến lưu lượng công suất và hiệu suất đều giảm thấp Xâm thực làm cho các bộ phận dưới nước của tua-bin đặc biệt là mặt sau cánh tua-bin rỗ hoa, lâu ngày đưa đến hiện tượng phá hủy cánh tua-bin

Ngoài ra khi xâm thực xảy ra nghiêm trọng, đặc biệt là xâm thực chân không sẽ sản sinh tiếng ồn, làm chấn động tổ máy và tua-bin vận hành không an toàn

Chương IV Hư hại bể mặt kim loại trong tua-bin nước

Thực nghiệm cho biết, giai đoạn đầu phát sinh xâm thực, tuy vẫn có tác dụng gây rỗ bề mặt máy nhưng ít ảnh hưởng đến hiệu suất, tùy theo sự phát triển và tăng cường của xâm thực sự phá hủy càng mạnh, đồng thời sự suy giảm hiệu suất tương đối lớn kèm theo tiếng ồn, chấn động

Loại bỏ hoàn toàn ba hiện tượng xâm thực nêu trên đối với tua-bin là một điều khó khăn và không thể được Song cần tìm biện pháp giảm nhẹ xâm thực, đổng thời tránh vận hành trong tình hình xâm thực nghiêm trọng

1.3 Phương pháp phòng và chống hiện tượng xâm thực

Hiện tượng xâm thực ảnh hưởng rất lớn đối với tua-bin, cần tìm biện pháp chống hiện tượng xâm thực phát sinh và hạn chế tác hại do xâm thực gây ra Từ phân tích ở trên ta thấy rằng hiện tượng xâm thực phát sinh chủ yếu bởi hai yếu tố: cao trình đặt máy và chế công tác của tua-bin Để hạn chế tác hại do xâm thực vấn đề đặt

ra là tăng cường khả năng chống xâm thực của tua-bin Ví dụ vật liệu làm tua-bin, công nghệ chế tạo tua-bin có đủ sức để chống chịu lại tác dụng phá hoại của xâm thực không, phương pháp chống xâm thực có khả năng triệt tiêu xâm thực không

Hệ số xâm thực đặc trưng cho tính xâm thực của tua-bin Hệ số xâm thực càng nhỏ thì tính năng chống xâm thực của tua-bin càng tốt, ít sản sinh xâm thực

Muốn giảm hệ số xâm thực thì vần đề đầu tiên là thiết kế cánh tua-bin một cách chính xác hợp lý, tức thiết kế tua-bin với bề mặt có độ nhẵn cần thiết, quy luật phân

bố áp suất tốc độ trên bề mặt cánh tua-bin phải đều, số cánh tua-bin không nên quá ít Tuy nhiên, xuất phát từ quan điểm năng lượng thì phải nâng cao lưu lượng qua tua-bin, nhưng lưu lượng càng lớn thì hệ số xâm thực càng tăng Để đảm bảo đặc tính năng lượng của tua-bin, hệ số xâm thực không được quá nhỏ

Từ đó ta thấy rằng bằng các phương pháp thiết kế chế tạo không thể giải quyết triệt để vấn đề xâm thực Vì vậy, chỉ có thể xác định cao trình đặt máy hợp lý để đạt mục đích giảm nhỏ khả năng phát sinh xâm thực Trên quan điểm không sản sinh xâm thực ta thấy rằng, cao trình đặt máy càng thấp càng tốt Nhưng song như thế sẽ làm tăng vốn đầu tư xây dựng công trình, hiệu quả kinh tế không cao Do đó, chế độ xâm thực phát sinh ở một số chế độ công tác nào đó, khó tránh khỏi được Mặc dù xác định cao trình đặt máy theo đúng yêu cầu không phát sinh xâm thực thì cũng không thể giải quyết hết vấn đề xâm thực là vì:

Tài liệu chuyên đề bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

- Hệ số xâm thực tua-bin thường căn cứ vào độ suy giảm hiệu suất trong thí nghiệm mô hình để xác định Nhưng trong thực tế trước khi hiệu suất giảm sút trong tua-bin đã phát sinh hiện tượng xâm thực

- Chọn được cao trình đặt máy tốt chỉ có thể khắc phục xâm thực hình cánh mà không thể khắc phục xâm thực khe hở

Hiện nay, người ta áp dụng những chất liệu kim loại có khả năng chống xâm thực phá hoại như thép không gỉ, kim loại hàn trên bề mặt cánh tua-bin, thực nghiệm cho thấy tính ổn định rất tốt đổng thời kim loại có độ cứng càng cao thì tính ổn định càng tốt Thép không gỉ có hàn Ga-ne là kim loại có khả năng chống tác dụng của xâm thực tốt nhất Kim loại gang chống xâm thực không tốt nhưng khi qua xử lý nhiệt tăng độ cứng thì tính ổn định cũng được cải thiện Gang đúc, nhôm chống xâm thực kém

Hư hại mài mòn do phù sa đối với các bộ phận của tua-bin và các bộ phận khác trong nhà máy thủy điện là một vấn đề nghiêm trọng, lặp đi lặp lại Hiện tượng này

do sự thay đổi của tự nhiên và khác nhau đối với mỗi nhà máy nhưng thường tác động mạnh đến các nhà máy kiểu dòng chảy như là một đặc tính vốn có của các nhà máy thủy điện kiểu này Hiệu suất tổng của thiết bị đối với nước giảm tỷ lệ với lượng chất rắn có chứa trong nước Các khảo sát được tiến hành để tìm ra nguyên nhân và biện pháp khắc phục cho các thiết bị bị mài mòn ở các nhà máy hiện có Các biện pháp khắc phục này không chỉ là sửa chữa bằng hàn hay thay thế bộ phận bị mài mòn hay phủ trên bề mặt bằng một lớp chống mài mòn

ở nhiều nước trên thế giới như Ân Độ, Trung Quốc, hư hại mài mòn do phù sa

đã được phát hiện và được coi là một vấn đề khá nghiêm trọng đặc biệt là vào mùa mưa có thành phần phù sa trong nước cao

Chương IV Hư hại bể mặt kim loại trong tua-bin nước

Nguyên nhân chủ yếu của hư hại này là do các hạt cát cứng hơn vật liệu chế tạo,

có cạnh sắc chuyển động với vận tốc lớn tác động làm trầy xước bề mặt của các bộ phận đặt dưới nước

Các nghiên cứu gần đây liên quan tới hư hại này cho thấy quá trình mài mòn phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Sức bền và đặc tính bề mặt của vật liệu chế tạo

- Vận tốc của nước tác động vào bộ phận đặt dưới nước

- Bán kính và gia tốc ly tâm của các hạt sạn

- Sự tập trung cát gần bề mặt của bộ phận đặt dưới nước

Các hư hại mài mòn nặng thường thấy trong mùa mưa có thành phần chất rắn cao và có chứa các hạt chất rắn có đường kính 50 đến 300pm Tuy rằng trong thiết kê' thường thấy cho phép các hạt chất rắn có đường kính 0,2mm hoặc thấp hơn, nhưng tác dụng của bể lắng trong mùa mưa nhìn chung là không thỏa mãn Mức độ mài mòn phụ thuộc vào hình dạng kích cỡ và tỷ lệ thạch anh cứng trong cát

Các bộ phận chịu tác động nhiều nhất là:

- Bánh công tác tua-bin, cánh hướng, buồng tua-bin, đường dẫn

- Vòi phun (nozzle), miệng vòi

- Thiết bị chắn rò trục tua-bin, ống làm mát không khí máy phát, và các van nước vào

2.3.1 Hạn chế hư hại ở bước lập kế hoạch

Lập kế hoạch xây dựng các nhà máy thủy điện tuân theo một số yếu tố sau:

- Công suất lắp đặt và số tổ máy

- Giá đầu tư

- Tối thiểu hóa khả năng hỏng hóc của máy móc

Tài liệu chuyên đê bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

0 bước lập kế hoạch, giá thành có liên quan của việc thiết kế cần thiết cấu trúc thủy lực (bể lắng ) và các bộ phận chịu tác động của nước (vật liệu tốt hon hay lớp phủ) của máy móc chịu tác động hư hại mài mòn, được đánh giá trước khi đưa ra quyết định

có chú ý tới đầu tư ban đầu thấp không xét đến giá thành bảo dưỡng tương đương, hoặc dựa trên đánh giá ước lượng tổng thể cho khoảng thời gian vận hành đã cho

Trong bước khảo sát của dự án, việc phân tích nước thường được tiến hành trong các mùa khác nhau để đánh giá về lượng, loại hạt chất rắn Kinh nghiệm của các nhà máy thượng nguồn cần được xem xét và phân tích Bên cạnh đó, việc này còn giúp các nhà thiết kế lựa chọn đúng loại và kích cỡ của tua-bin

Mức độ mài mòn cao đối với các cột áp trên 250m, khi cột áp lớn hơn 400m hư hại mài mòn thường dẫn đến giá thành và thời gian sửa chữa lớn Tua-bin Pelton thường được lựa chọn cho các cột áp cao hơn 400m

2.3.2 Hạn chê hư hại trong bước thiết kế

- Xem xét trong thiết kế công trình thủy công

- Sự bố trí thủy lực cho nhà máy

- Lựa chọn vật liệu

2.3.3 Hạn chế hư hại trong sản xuất và quản lý chất lượng

Sự đảm bảo chất lượng đầy đủ cần được xác định ngay trong quá trình từ khi chọn vật liệu ban đầu đến giai đoạn sản phẩm được hoàn thành Việc che phủ, đóng kiện, vận chuyển cũng cần được đưa vào trong sự đảm bảo chất lượng này Các thử nghiệm hiện đại không được bỏ qua trong bất cứ hoàn cảnh nào

Các phần đúc của bánh công tác cần được chú ý đặc biệt Tuy nhiên rất khó có thể đạt được chất lượng tốt ở bánh công tác lớn

2.3.4 Hạn chế hư hại trong vận hành nhà máy

Việc vận hành nhà máy gặp những khó khăn bởi hư hại mài mòn trong toàn bộ nhà máy cũng như từng tổ máy riêng biệt Vai trò nhà máy đảm nhận có thể được xác định và cung cấp một cách chi tiết và rõ ràng

Chương IV Hư hại bể mặt kim loại trong tua-bin nước

Các nghiên cứu chi tiết cần được thực hiện trước khi đánh giá thời gian dừng máy tối thiểu khi phù sa vượt quá giới hạn đặt trước

Vận hành nhà máy cần được tối ưu hóa công suất phát có xét đến việc phân công suất giữa các tổ máy vận hành ở tải thấp, gây ra hư hại nhiều hơn so với chỉ một

số tổ máy làm việc đầy tải

Trong mùa lũ, các máy được xem là chịu tác động mạnh của phù sa có thể không làm việc ở chế độ phát, mà thay vào đó có thể được sử dụng để phát công suất phản kháng cho lưới

2.3.5 Bảo dưỡng trước

Trong nhà máy nơi mà nước có nhiều phù sa là một nguy cơ thì thời gian kiểm tra các bộ phận dưới nước cần được xác định nhanh Các khoảng thời gian này cần được quyết định với mục đích duy trì máy làm việc càng lâu càng tốt, nhưng tránh hư hỏng trong tương lai bằng các bảo dưỡng trước và đúng lúc

2.3.6. Sửa chữa và quản lý dự phòng

Các bộ phận dự phòng đối với nhà máy thủy điện là không sẵn có như nhiệt điện, do đó việc lập kế hoạch trước là cần thiết để đảm bảo mức độ làm việc và sẵn sàng cao Độ dự trữ về kinh phí cần được đảm bảo và các khó khăn về mặt hành chính và thủ tục cần được loại bỏ về chất lượng của các bộ phận dự phòng, việc kiểm tra có thể dựa trên kinh nghiệm của các dự án tương tự hiện có O những phần

bị mài mòn nhiều trong mùa mưa, thì cần lắp đặt một bánh công tác mới trước mùa mưa và có bánh công tác dự phòng tốt để lắp đặt ngay sau mùa mưa

3.1 Giới thiệu chung

Như đã giới thiệu ở các phần trên, tua-bin nước là máy thủy lực dùng để chuyển hóa năng lượng dòng nước thành năng lượng cơ khí Cơ năng thu được này sử dụng cho việc sản xuất điện năng Tua-bin nước quay dưới sự tác động của thủy năng, nó

Tài liệu chuyên đề bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

- Đại tu (kiểm tra chi tiết)

Đại tu và kiểm tra chi tiết được tiến hành chủ yếu sau khi tháo rời từng phần Các phần bị mòn được thay thế và sửa chữa khi đại tu

Bảng 4.2 Ví dụ về các hạng mục kiểm tra và đại tu tua-bin nước

và chu kỳ của chúng

Bảng 4.2 minh họa ví dụ về các hạng mục kiểm tra và đại tu tua-bin nước

Loại Chu kỳ Các hạng mục kiểm tra Chú ý

Kiểm tra

định kỳ

Một lẩn trong

2 -ỉ-3 năm

- Kiểm tra bên ngoài

- Kiểm tra bên trong

máy công suất nhỏ có thể kiểm tra từ

phía miệng ống vào.

Đại tu (một Khi cẩn thiết lần trong

8 -ỉ- 20 năm)

- Tháo và kiểm tra từng phần

- Kiểm tra từng phẩn về mài mòn, xâm thực,

ăn mòn (bao gồm cả ống hút)

- Thử nghiệm không phá hủy

- Thử nghiệm đo đếm + Thử nghiệm hiệu suất tua-bin

+ Thử nghiệm mất tải

+ Đo độ rung + Đo điện áp trục

+ Thử nghiệm công suất phát + Thử nghiệm khởi động/dừng tự động + Đo tổng lượng nước làm mát, thử

nghiệm chỉ thị cảnh báo + Thử nghiệm tải + Đo khe hở của các bánh công tác, cánh

hướng và các phần khác

Chú ý'.

- Thực hiện trước khi tháo rời và sau khi lắp

- Thực hiện sau khi lắp

- Thực hiện theo chu kỳ đại tu của

tua-bin nước được quyết định độc lập trong các nhà máy điện hoặc cơ quan bảo dưỡng liên quan, có xét đến sự

mài mòn trên bánh công tác, cánh hướng, lớp đệm và lớp bọc khi hiệu suất giảm.

- Khi tua-bin nước (gồm cả buồng

xoắn) được sửa chữa, thử nghiệm về hiệu suất được tiến hành ngay sau quá trình thay thế, thời điểm là giữa

lúc thay thế và lần đại tu đầu tiên,

ngay trước lần đại tu đầu kể từ khi

thay thế Thử nghiệm về hiệu suất có

thể được bỏ qua đối với tua-bin nước

có công suất nhỏ hơn 2MW.

Chương IV Hư hại bể mặt kim loại trong tua-bin nước 3.3.1 Giải thích các hạng mục trong kiểm tra định kỳ tua-bin nước

a)Ví dụ đối với tua-bin Francis

Trong phần này, mỗi hạng mục của việc kiểm tra định kỳ được minh họa trước khi giải thích chi tiết Dưới đây là ví dụ về các hạng mục trong kiểm tra định kỳ Trong ví dụ đưa ra các hạng mục phổ biến dựa trên kinh nghiệm lâu năm trong vận hành và bảo dưỡng nhiều nhà máy thủy điện Vấn đề quan trọng là hiểu được sự cần thiết và cơ sở kỹ thuật của các hạng mục này để thay đổi chúng cho phù hợp với từng nhà máy thủy điện và tổ máy tương ứng

(1) Xác nhận trước khi tiến hành kiểm tra định kỳ

Như đã nói trong các chương trước, nội dung công việc, thủ tục và các biện pháp an toàn phải được xác nhận trước giữa tất cả nhân viên bảo dưỡng liên quan Các hạng mục phổ biến được minh họa dưới đây:

- Xác nhận nội dung công việc theo kế hoạch

- Xác nhận tình trạng thiết bị kiểm tra theo các điều kiện vận hành

- Xác nhận tình trạng thiết bị so với "các ghi nhận thực hiện bảo dưỡng" trước đó

- Xác nhận thời gian dừng máy để bảo dưỡng

- Xác nhận biện pháp an toàn

- Xác nhận khu vực làm việc, phân công theo khu vực và các giải pháp an toàn

- Xác nhận các công việc khác tại cùng thời điểm hoặc cùng khu vực

- Xác nhận các trang phục, quần áo phù hợp phục vụ cho công việc bảo dưỡng

- Tiến hành "Cuộc họp trước (xem trước thiết bị liên quan để xác nhận nội dung

và quá trình làm việc)" và "Dự báo về tình trạng không an toàn (xem xét để đánh giá khả năng xuất hiện tình trạng không an toàn tiềm ẩn và các biện pháp khắc phục)" với tất cả nhân viên bảo dưỡng liên quan

(2) Ví dụ quá trình kiểm tra định kỳ tua-bin Francis

Ví dụ quá trình kiểm tra định kỳ được minh họa dưới đây dựa trên các hạng mục trong bảng 4.2 Quá trình bảo dưỡng này được thực hiện sau khi được chuẩn bị

Tài liệu chuyên để bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

và xây dựng bởi nhân viên phụ trách chính (sau khi tiếp nhận biển hiệu chính [Đang làm việc]) Các quá trình này không nằm ngoài các hạng mục dưới đây

* Kiểm tra tổng thể bên ngoài

- Kiểm tra tổng thể bên ngoài tua-bin nước (Buồng xoắn, vỏ tua-bin nước, ống hút)

+ Kiểm tra sự ăn mòn, tiếng ồn, v.v từ bên ngoài

+ Kiểm tra trạng thái lỏng của các ốc bằng búa

+ Kiểm tra tình trạng của lớp sơn

- Kiểm tra tổng thể các cơ cấu vận hành (Cơ cấu vận hành cánh hướng, V.V.).+ Kiểm tra trạng thái lỏng của các cơ cấu vận hành

+ Kiểm tra tình trạng gỉ của các cơ cấu vận hành

+ Kiểm tra hư hại và thiếu hụt ốc và đai ốc

* Kiểm tra tổng thể bên trong

- Vận hành góc mở cánh hướng nước (đến góc mở hoàn toàn)

Công việc này được thực hiện bởi nhân viên vận hành Khi công việc này được tiến hành, nhân viên vận hành và nhân viên bảo dưỡng phải liên lạc với nhau chặt chẽ

để tránh xảy ra tai nạn do cánh hướng chuyển động

- Vệ sinh từng phần bên trong buồng xoắn, cẩn thận vì trơn trượt do rêu bám dính Sử dụng dây đai an toàn để kiểm tra các phần có chiều rộng lớn

- Vệ sinh sạch sẽ các khoang giữa các cánh hướng nước

- Tiến hành kiểm tra bên trong buồng xoắn và ống hút

(Buồng xoắn, các cánh hướng, bánh công tác, ống hút, vành chắn rò, v.v.)

Chương IV Hư hại bê mặt kim loại trong tua-bin nước

+ Ghi lại bằng hình ảnh những vị trí đặc biệt

+ Thử nghiệm bằng phương pháp không cắt mẫu (chất lỏng mầu thẩm thấu) nhũng chỗ cần thiết

Kiểm tra bánh công tác theo cả hai hướng: từ phía buồng xoắn và từ phía ôhg hút

* Tổng kiểm tra các ổ trục

- Tổng kiểm tra các ổ trục tua-bin

+ Kiểm tra tình trạng rò rỉ dầu và nước

+ Kiểm tra lượng nước lẫn trong dầu bôi trơn

(Mẫu dầu lấy qua van xả )

+ Kiểm tra độ nới lỏng và thiếu hụt của các miếng đệm và đai ốc

+ Kiểm tra chế độ chỉnh định của các đồng hồ đo và rơ-le

- Kiểm tra tổng thể các ống dẫn nước làm mát ổ trục tua-bin

+ Xem xét tình hình rò rỉ nước và tình trạng ống dẫn

+ Đo và điều chỉnh lượng nước làm mát

- Kiểm tra tổng thể thiết bị làm kín trục

+ Xác định lượng nước rò ri

(Quan sát sự thay đổi lượng nước rò rỉ bằng cách quan sát dòng chảy ra)

+ Kiểm tra tình trạng thực tế của vỏ bao và các hộp bọc

+ Kiểm tra các ống dẫn và các van

* Đo khe hở tại bánh công tác và các cánh hướng

- Quá trình đóng các cánh hướng nước (đến vị trí đóng hoàn toàn)

Việc đóng các cánh hướng thực hiện bởi các nhân viên vận hành Trong thời gian thực hiện việc này, tất cả các nhân viên phải ra khỏi buồng xoắn đề phòng xảy ra

sự cố Sau khi kết thúc, phải khóa servomotor bằng khóa cơ khí để không xảy ra tình trạng tác động nhầm

Tài liệu chuyên đê bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

Thao tác mở các cánh hướng thực hiện bởi các nhân viên vận hành Trong quá trình thực hiện việc này, các nhân viên vận hành và các nhân viên làm công tác sửa chữa bảo dưỡng phải liên hệ chặt chẽ với nhau nhằm tránh xảy ra tai nạn do sự chuyển động của các cánh hướng Sau khi kết thúc việc mở cánh hướng, servomotor phải được khóa bằng khóa cơ khí chắc chắn

- Đo khe hở giữa bánh công tác và các vòng chắn rò

Hình 4.3: Các điểm A, B, c

Hình 4.2 Các điểm đo khe hở tại các cánh hướng nước

Chương IV Hư hại bề mặt kim loại trong tua-bin nước

A, B

Hình 4.3 Các điểm đo khe hở giữa bánh công tác và các vòng chắn rò

Sau khi kết thúc các công việc trên, nhân viên bảo dưỡng hoàn tất nhiệm vụ và các nhân viên vận hành thực hiện đưa tổ máy về chế độ vận hành ban đầu Trước khi khởi động lại bình thường, phải tiến hành hai thử nghiệm để xác định tổng hợp tình trạng của tổ máy

* Thử nghiệm công suất phát (thử nghiệm xác định công suất phát tương ứng với

độ mở cánh hướng)

Các thử nghiệm loại này được thực hiện nhằm xác định tổng hợp tình trạng mài mòn và ảnh hưởng của nó đối với cơ cấu thao tác cánh hướng nước (hoặc kim phun) Góc mở cánh hướng và độ mở kim phun (xác định theo hành trình của pít-tông servomotor) được tiến hành đo trong trạng thái mà máy phát vận hành trong hệ thống điện Việc đo các thông số đó thực hiện trong từng khoảng 10% công suất lớn nhất kể

từ 0% đến 100% (theo hướng tăng, đo hành trình pít-tông servomotor ở các thời điểm ứng với 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 90, 100% Công suất và từ 100% đến 0% (theo hướng giảm, đo hành trình: pít-tông servomotor tại các thời điểm ứng với 90, 80,70, 60, 50, 40, 30, 20, 10 công suất)

* Thử nghiêm khởi động/'dừng máy tự động

Loại thử nghiệm này thực hiện nhằm mục đích kiểm tra tình trạng của các thiết

bị điều khiển và công tác tổng thể Sử dụng đồng hổ bấm giờ xác định thời gian của

Tài liệu chuyên đê bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

quá trình khởi động từ trạng thái đứng yên đến khi phát hết công suất và tương tự xác định cho trường hợp dừng máy Ví dụ về các hạng mục cần xác định như sau:

Ví dụ về các hạng mục cần đo của thử nghiệm "Khởi động/Dừng tự động"

Khởi động

(Khởi động van nước vào)

- Từ thời điểm bắt đầu khởi động tổ máy

+ Đến thời điểm bắt đầu thao tác mở van bypass (giây)

+ Đến thời điểm kết thúc thao tác mở van bypass (giây)

Áp lực nước tại thời điểm đó (m)

+ Đêh thời điểm bắt đầu mở van nước vào (giây)

+ Đến thời điểm kết thúc thao tác mở van nước vào (giây)

Áp lực nước tại thời điểm đó (m)

(Khởi động tua-bin)

+ Đến thời điểm tua-bin bắt đầu quay (giây)

Hành trình của servomotor tại thời điểm đó (mm)

Áp lực nước tại thời điểm đó (m)

+ Đến thời điểm rơ-le #13 tác động (giây)

+ Đến thời điểm #41 tác động đóng (giây)

+ Đến thời điểm tua-bin đạt tốc độ định mức (giây)

(Hòa đồng bộ vào hệ thống)

Từ thời điểm bắt đầu thao tác khởi động tổ máy

Đến thời điểm tác động của bộ hòa đồng bộ tự động (giây)

- Đến thời điểm tổ máy làm việc song song trong hệ thống (giây)

Hành trình của servomotor tại thời điểm đó (mm)

Chương IV Hư hại bể mặt kim loại trong tua-bin nước

(Mang tải)

- Từ thời điểm hòa đồng bộ vào hệ thống

+ Đến mang đầy tải (giây)

Công suất tại thời điểm đó (kW)

Hành trình của servomotor (mm)

Thao tác dừng máy

(Dừng tua-bin)

+ Công suất trước khi tiến hành dừng máy (kW)

Tốc độ quay tại thời điểm đó (vòng/phút)

- Đến thời điểm tua-bin dừng quay (giây)

(Đóng van nước vào)

Từ thời điểm bắt đầu thao tác đóng

+ Đến thao tác đóng van nước vào (giây)

+ Đến kết thúc thao tác đóng van nước vào (giây)

+ Đến thời điểm thao tác mở van bypass (giây)

+ Đến kết thúc thao tác đóng van bypass (giây)

b) Thí dụ cho trường hợp tua-bin Gáo

Trong phần này chỉ đưa ra những khoản mục kiểm tra khác biệt, vì về cơ bản gần tương tự như đối với tua-bin Francis đã nêu ở trên

Ví dụ về quy trình kiểm tra định kỳ các tua-bin Gáo

* Kiểm tra tổng thể bên ngoài

- Kiểm tra tổng thể bên ngoài tua-bin

(Vỏ trên và dưới, ống dẫn chính)

- Kiểm tra tổng thể cơ cấu công tác

Tài liệu chuyên để bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

(Cơ cấu điều chỉnh kim phun và cửa chắn cắt dòng, servomotor, v.v.)

* Kiểm tra bên trong

- Kiểm tra bên trong vỏ

(Bánh công tác, vòi phun, kim phun, cửa chắn cắt dòng, v.v.)

- Kiểm tra tổng thể các ổ trục tua-bin

- Kiểm tra tổng thể các ống dẫn nước bộ làm mát ổ trục tua-bin

* Đo khe hở của kim và vòi phun

Đo khe hở giữa bề mặt tiếp xúc của vòi và kim phun (4 điểm cho một vòi)

* Thử nghiệm phát công suất

* Thử nghiệm Khởi động/Dừng tự động

3.3.2 Giải thích về các hạng mục của công tác đại tu tua-bin nước

Trong phần này, các ví dụ về các hạng mục công việc đại tu diễn giải một cách tổng quát Các phương pháp thực tế như tháo dỡ hoặc không tháo dỡ, sửa chữa từng

bộ phận, phương pháp tiến hành từng thử nghiệm, v.v sẽ không đề cập tới

a) Tháo rời và kiểm tra riêng từng bộ phận

b) Kiểm tra các bộ phận tình trạng mài mòn, xầm thực, han gỉ, xây xát

(Bao gồm cả ống hút)

Cơ chế của một số loại xâm hại bề mặt tiếp xúc với dòng chảy nêu trên tham khảo trong tài liệu về thử nghiệm không cắt mẫu

c) Thử nghiệm không cắt mẫu

Giới thiệu về thử nghiệm không cắt mẫu (NDI) nêu trong chương IV

Tài liệu chuyên đề bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

Thử nghiệm hiệu suất tua-bin nước là rất quan trọng để nắm được khả năng thực

tế của tua-bin nước Thử nghiệm hiệu suất tua-bin nước đôi khi được thực hiện để đánh giá khả năng thực tế của các tua-bin được xây dựng mới giữa công ty sở hữu và công ty tiếp nhận đơn đặt hàng so với các thông số thiết bị Nhưng thử nghiệm loại này thường được bỏ qua đối với tua-bin nước công suất nhỏ, bằng việc sử dụng các số liệu của các thử nghiệm mẫu của các tua-bin nước cùng loại hoặc các tua-bin nước tương tự

Hiệu suất của tua-bin nước thường không giảm nhiều, thậm chí sau thời gian dài vận hành do việc ứng dụng các vật liệu tốt trong chế tạo bánh công tác Thử nghiệm hiệu suất tua-bin nước thường được thực hiện để xác nhận sự khôi phục công suất phát của tua-bin

★ Thử nghiệm mất tải

Thử nghiệm mất tải được tiến hành để xác nhận tình huống dừng an toàn trong các điều kiện khắt khe, cụ thể là mất tải đột ngột Thậm chí trong các trường hợp này, tua-bin phải được điều khiển an toàn bằng máy điều tốc của chúng Điều này có nghĩa là thử nghiệm mất tải rất cần thiết sau khi đại tu, kiểm tra và điều chỉnh máy điều tốc khi đã tháo rời trong quá trình đại tu tua-bin Thử nghiệm mất tải rất quan trọng để xác nhận về sự dừng máy an toàn trong bất cứ trường hợp sự cố nào

Trong thử nghiệm mất tải, các số liệu khác nhau được ghi nhận để kiểm tra các điều kiện tin cậy cho mỗi phần của tổ máy kể cả các cấu trúc xây dựng Đặc biệt là khi áp lực nước trong đường ống áp lực lớn nhất, tốc độ quay lớn nhất, điện áp máy phát lớn nhất thường được xác nhận so với các giá trị cho phép trong thiết kế ban đầu

và của nhà sản xuất Áp lực nước của đường ống áp lực và buồng xoắn, hành trình servomotor, tốc độ quay, điện áp và dòng điện máy phát, v.v thường được ghi nhận bằng các máy dao động để đánh giá và phân tích độ chính xác kết quả thử nghiệm Hơn nữa, nhiều nhân viên thường được điều động để đọc các đồng hồ, các giá trị tức thời và để kiểm tra các điều kiện trong quá trình thử nghiệm

Các trạng thái mất tải có các điều kiện khắt khe khác nhau đối với đường ống

áp lực tua-bin nước và máy phát, vì vậy loại thử nghiệm này cần được tiến hành cẩn thận Công suất phát (= tải) của tổ máy đối với loại thử nghiệm này thường được tăng từng mức một để kiểm tra các điều kiện an toàn của tất cả các thiết bị và các

Trong thử nghiệm mất tải thứ nhất được thực hiện ở mức 1/4 công suất phát và xác

Chương IV Hư hại bê mặt kim loại trong tua-bin nước

nhận kết quả chi tiết để quyết định tiến tới mức tiếp theo (2/4 công suất phát) Khi không thể thực hiện thử nghiệm mất tải hoàn toàn vì một vài trị số vượt quá trị số cho phép, máy điều tốc, thiết bị tự động điều chỉnh điện áp (A VR) hoặc các thiết bị khác phải được điều chỉnh

Mức mất tải đối với tổ máy tương ứng trong thử nghiệm loại này thường được thực hiện bằng cách mở #52 (cắt máy cắt hòa đồng bộ bằng tay) để xác nhận hoạt động của máy điều tốc Nhưng trong một vài trường hợp, mức mất tải là 2/4, 3/4, 4/4 tải đầy được thực hiện bởi hoạt động của các rơ le bảo vệ trong trường hợp dừng khẩn cấp và dừng nhanh

Trong trường hợp có nhiều hơn một tổ máy cùng nối với một hệ thống nước (ví

dụ một ống áp lực - ba tua-bin nước), tải tua-bin đồng thời của tất cả các tổ máy liên quan phải được tiến hành để xác nhận rõ ràng các trị số cho phép trong các thử nghiệm hoạt động đầu tiên

đo trước và sau khi đại tu để kiểm tra các điều kiện vận hành

Công suất phát của các tổ máy để đo độ rung được thay đổi từ thấp đến cao để xác nhận các điều kiện chung (rung do nguyên nhân thủy lực của tua-bin nước trong trường hợp tải thấp thường lớn hơn so với trường hợp tải cao) Ví dụ: độ rung đo được

Điện áp giữa mặt trên và mặt dưới trục được đo khi bảo dưỡng để xác nhận các điều kiện ngăn chặn dòng điện dọc trục

Tài liệu chuyên đê bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

* Thử nghiệm phát công suất

(Tương tự như đối với kiểm tra định kỳ)

★ Thử nghiệm Khởi động/Dùmg tự động

(Tương tự như đối với kiểm tra định kỳ)

★ Thử nghiệm đo lượng nước, chỉ thị cảnh báo

Xác định lượng nước làm mát các ổ trục tua-bin

Dùng tác động bằng tay lên các rơ-le bảo vệ để kiểm tra các chỉ thị báo động ở

tủ điều khiển trung tâm, tủ điều khiển ở gian máy, v.v

★ Thử nghiệm mang tải

Trong thử nghiệm này, tiến hành kiểm tra từng bộ phận của các tổ máy vận hành dưới chế độ đầy tải trong khoảng thời gian dài Các thử nghiệm loại này thường duy trì dưới mức bão hòa của nhiệt độ các cuộn dây máy phát, các ổ trục và các cuộn dây máy biến áp

(Tương tự như trong kiểm tra định kỳ)

Chương V Kiểm tra không phá huỷ

CHƯƠNG V

KIỂM TRfi KHÔNG PHÁ Hỉlỷ

Kiểm tra không phá huỷ (viết tắt là NDI) được hợp nhất công nghệ của rất nhiều lĩnh vực, để đánh giá độ bền của thiết bị đối với khả năng yêu cầu từ thiết kế ban đầu của nó dựa trên sự so sánh giữa các khuyết tật được phát hiện và sự ảnh hưởng của các khuyết tật này tới độ bền của thiết bị Việc phát hiện các khuyết tật bằng NDI được ứng dụng cho sự thay đổi các tính chất vật lý của vật liệu có các khuyết tật tồn tại Do đó, cơ sở công nghệ của NDI là vật lý học, đo lường các đại lượng khác nhau, thiết kê' và các vết nứt cơ học NDI phải bao gồm toàn bộ các yếu tố công nghệ trên

và không thể được thực hiện dựa vào chỉ giới hạn của sự hiểu biết

NDI là phương pháp thử nghiệm các thiết bị mà không có sự phá huỷ (gẫy vỡ, chia cắt, ) Nhờ việc ứng dụng NDI thích hợp mà các tính chất, trạng thái, cấu trúc bèn trong, khuyết tật bên trong của chúng, được kiểm tra để giữ gìn hình dạng, tỉ

lệ và các chức năng của chúng

NDI được dùng trong chế tạo các sản phẩm để thực hiện cả hai mục đích là giá thành nhỏ nhất và thiết kế tối ưu Thông thường thì NDI được sử dụng trong 3 loại kiểm tra sản phẩm Đối với loại đầu tiên, NDI được sử dụng để điều chỉnh chất lượng sản phẩm được thực hiện bởi các nhà chế tạo, đối với loại thứ hai thì NDI được sử dụng để kiểm tra sản phẩm theo hợp đồng ký kết được thực hiện bởi người sử dụng khi thiết bị được phân phát hoặc lắp đặt Đối với loại thứ ba thì NDI được thực hiện bởi người sử dụng trong quá trình vận hành và quản lý thiết bị để phát hiện các khuyết tật nguy hiểm xảy ra trong quá trình vận hành Ở chương này thì trường hợp thứ 3 của 3 loại minh hoạ trên được giải thích cho NDI đối với tua-bin nước trong

Tài liệu chuyên để bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

thời gian kiểm tra định kỳ và đại tu chúng NDI bao gồm nhiều loại kiếm tra (thứ nghiệm), bởi vì sự xác định của chúng Nhưng hầu hết các kết quá thử nghiệm của NDI hiện nay phát hiện ra các khuyết tật (hư hỏng) bên trong vật liệu hoặc các khu vực mối hàn NDI được thực hiện chỉ sau khi chế tạo (hoặc hàn) sán phẩm đê’ đánh giá chất lượng của chúng và được thực hiện định kỳ sau một khoảng thời gian sứ dụng nhất định để đánh giá tuổi thọ còn lại của thiết bị

Khi trọng tải lớn hơn một mức nhất định được đật lên vật liệu thì vật liệu này sẽ

bị gãy (vỡ) do tải trọng này Nhưng hình dạng gãy vỡ bên ngoài của các trường hợp trên khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện của tải trọng Ví dụ hình dáng gãy vỡ bên ngoài khác nhau do các vật liệu hoặc nhiệt độ xung quanh ngay cả ở thời gian mang cùng tải trọng tĩnh Như đã miêu tả ở trên, kiểm tra không phá huỷ (NDI) các tua-bin nước bởi người sử dụng được thực hiện sau khi vận hành một khoảng thời gian nhất định Trong trường hợp này thì gãy vỡ bởi sự mỏi kim loại là hiện tượng đáng chú ý nhất ngoài kiểm tra hình dáng gãy vỡ bên ngoài Gãy vỡ bởi sự mỏi kim loại xuất hiện do tải trọng thay đổi lặp đi lặp lại Thông thường, độ bền sức căng của vật liệu thép gần bằng độ bền trong điều kiện tải trọng tĩnh (không thay đổi) khi tần số thay đổi tải trọng trong vòng khoảng 104 Hz (lần) Nhưng khi tần số thay đổi tải trọng lớn hơn 104 Hz thì độ bền chịu đựng phá huỷ càng yếu Khi tần số thay đổi tái trọng nêu trên đạt xấp xỉ 107 Hz thì độ bền sức căng được giữ không thay đổi ở mức nhỏ nhất

dù tần số thay đổi tải trọng lớn hơn Điều này có nghĩa là các bộ phận của thiết bị nên được xem xét tốt hơn để thiết kế có độ bền cao hơn mức cuối cùng khi tần số thay đổi tải trọng lớn hơn 107 Hz nếu gặp phải sự lặp lại ứng suất lớn hơn 104 Hz Điều đó là cần thiết để phát hiện ra các khuyết tật nguy hiểm làm phá huỷ thiết bị bằng việc áp dụng NDI thích hợp cho việc vận hành ổn định của chúng Phạm vi và độ chính xác cùa NDI rất quan trọng để ứng dụng cho các khu vực nhất định của thiết bị so với kích thước an toàn, hoặc chiều sâu của khuyết tật để quyết định việc vận hành chúng nhờ các kết quả của NDL

NDI chủ yếu được ứng dụng để phát hiện các khuyết tật mà chúng hầu như không nhìn thấy được bằng mắt thường Do đó, NDI được thực hiện một cách rõ ràng Các kết quả và đánh giá của NDI dựa vào khả năng, mục đích và kinh nghiệm của người kiểm tra phát hiện ra chúng Không chỉ kỹ năng và công nghệ mà còn cả nhân cách người kiểm tra là rất quan trọng đối với NDI để ngăn chận các sự cố nghiêm trọng về thiết bị tương ứng

Chương V Kiểm tra không phá huỷ

NƯỚC

Các bộ phận chính của tua-bin nước rất khó bị hư hỏng do nhiệt độ môi trường xung quanh, hoặc các điều kiện khí quyển nhờ các vật liệu của chúng Vì thế độ bền của chúng thường bị giảm xuống do các ảnh hưởng được nêu ra sau đây khi vận hành tua-bin trong nước tuỳ theo điều kiện thiết kế hoặc hiện trường của chúng

(a) Sự ăn mòn, mài mòn và hao mòn do đất và cát ở trong nước gây ra

(b) Các hư hỏng do xâm thực

(c) Sự mỏi kim loại (sự giảm sức chịu đựng của kim loại) do các ứng suất lặp đi lặp lại gây ra bởi việc khởi động và dừng thiết bị, sa thải phụ tải và sự rung động áp lực nước

(d) Sự sinh ra và phát triển các vết rạn nứt do sự ăn mòn kim loại bị mỏi từ các ảnh hưởng ở trên (a) và (c)

(e) Sự sinh ra và phát triển các vết rạn nứt từ các khuyết tật hiện có trên bề mặt hoặc chỉ ở phía dưới bề mặt một chút

Gần 50 năm trước đây, các bộ phận cố định của tua-bin nước như: buồng xoắn, vành stato tua-bin, cánh tĩnh chủ yếu được chế tạo bằng gang hoặc thép đúc Các sản phẩm đúc thường được chế tạo phức tạp và hình thù dày Các sản phẩm đúc này thường bao gồm rất nhiều loại khuyết tật do sự khác nhau về tốc độ làm mát giữa các bộ phận của chúng, đặc biệt là trong các bộ phận cũ do sự hạn chế về

triển nhiều trong thời gian gần đây kể cả việc mô phỏng về làm mát cho rất nhiều sản phẩm có hình dạng phức tạp như bánh xe công tác cột áp cao) Và các khuyết tật bên trong của chúng thỉnh thoảng còn sót lại cho đến tận bây giờ sau một khoảng thời gian dài vận hành, bởi vì việc tìm ra công nghệ không được thực hiện trong thời gian đó

Và NDI đối với các tua-bin nước cũng được sử dụng để phát hiện các khuyết tật chủ yếu ở khu vực mối hàn Trong quá trình hàn thì các khuyết tật thường xuyên được tạo ra ở các phần này vì rất nhiều lý do, biện pháp ngăn chặn chất gây cháy và

Tài liệu chuyên đề bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

khí ở bên trong các kim loại được hàn, mối hàn không đảm bảo do nhiệt độ thấp, sức căng do co lại ở chỗ kết khối của kim loại được hàn, Các khuyết tật do các yếu tố

về cầu trúc như các khuyết tật về hình dạng xung quanh kim loại nền và kim loại hàn phải được phát hiện bằng việc dùng NDI sau khi hàn Khái quát về các khuyết tật trên

do các yếu tố về cấu trúc mối hàn được minh họa dưới đây

Các khuyết tật từ các hình dạng gờ mép xấu: Hình dạng gờ mép sau khi hàn nên phù hợp, không quá cao, không ‘cắt ngắn’ hoặc không ‘chồng chéo lên nhau’

Trạng thái rỗ (chỗ rỗ): Trạng thái rỗ là các lỗ nhỏ ở bên trong các kim loại hàn

có đường kính 0,01 4- 3 mm Các lỗ nhỏ này thường được tạo nên do khí H2 từ các kim loại bị chảy ra kết đông lại

Việc ngăn chặn xỉ: Các khuyết tật này sinh ra khi xỉ trên lớp hàn cũ còn sót lại ở bên dưới hoặc bên trong các kim loại hàn

Thiếu sự nấu chảy: Thiếu sự nấu chảy sinh ra khi các kim loại hàn không thể chảy với kim loại nền hoặc lớp hàn cũ (giữa các gờ mép) vì nhiệt độ thấp (dòng điện nhỏ) trong khi hàn

Hàn không đủ: Hàn không đủ sinh ra khi gờ mép còn lại giữa hai kim loại nền không thể nhồi đầy kim loại hàn Sự tập trung ứng suất rất mạnh vào các khuyết tật này do đó các khuyết tật này phải được phát hiện và loại bỏ

Nứt vỡ: Các kim loại được hàn co lại lúc chúng kết thành khối nhưng các kim loại nền không co lại Trong các kim loại được hàn thì sức căng do co rút còn sót lại

và sức căng của chỗ thắt bị ép lên các kim loại nền Do trạng thái này mà các vết nứt

vỡ thỉnh thoảng được sinh ra ở xung quanh hoặc gần khu vực mối hàn Có rất nhiều các loại nứt vỡ nêu trên

Chương V Kiêm tra không phá huỷ

việc này có hiệu quả hơn bằng cách sử dụng kính phóng đại (kính lúp) và búa

để kiểm tra tổng thể Quá trình trên được tiến hành để kiểm tra độ lỏng và nứt bằng búa

Các vị trí kiểm tra:

phần nghi ngờ, dùng búa kiểm tra

- Kiểm tra kỹ càng khi phát hiện nước nhỏ giọt không bình thường tại vị trí cấp nước

- Kiểm tra độ lỏng của các bu-lông, đai ốc của bánh công tác và cánh gáo của guồng nước

3.2 Kiểm tra bằng hạt từ

Hạt từ tập trung ở phần không liên tục giống như vết nứt khi chúng được phun lên trên vật liệu từ hoá Khuyết tật trên bề mặt và vùng lân cận của bề mặt được phát hiện bằng phương pháp này Phương pháp trên có thể phát hiện các vết nứt Độ nhạy của phương pháp không thể đề cập mang tính định lượng, bởi vì từ thông lọt qua phụ thuộc vào kích cỡ của khuyết tật, độ gổ ghề của bề mặt và hình dạng của vật Thông thường độ nhạy của phương pháp trên đạt được đến độ sâu gần 5mm khi từ hoá bằng dòng điện một chiều và 1,5 mm khi từ hoá bằng dòng điện xoay chiều Phương pháp trên không áp dụng được cho kim loại không

từ tính

3.2.1 Quá trình kiểm tra

Hình 5.1 Mô tả quá trình kiểm tra bằng hạt tù

Tài liệu chuyên đề bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

* Xử lý trước khi kiểm tra

- Sau khi làm sạch sơn và rỉ sất, bề mặt của vật liệu được lau chùi bụi, dầu, mỡ

- Dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều

Loại dòng điện được chọn tuỳ theo mục đích kiểm tra, bởi vì cường độ và sự phân bố từ trường phụ thuộc vào loại dòng điện Khi có yêu cầu từ trường đi sâu vào trong vật liệu thì sử dụng dòng điện một chiều Phương pháp sử dụng dòng điện một chiều cho độ nhạy cao đối với các khuyết tật bên trong

Nói một cách khác, từ trường tập trung trên bề mặt bởi hiệu ứng bề mặt của dòng điện xoay chiều, phương pháp sử dụng dòng điện xoay chiều được dùng để phát hiện các khuyết tật trên bề mặt như các vết nứt do mỏi

- Trị số của dòng điện từ hoá

Trị số của dòng điện từ hoá được xác định theo kinh nghiệm về kích cỡ và vị trí của khuyết tật, loại vật liệu

Thông thường, từ tính dư được sinh ra khi cung cấp dòng điện từ 500 4- 5000A trong khoảng từ 3 4- 5s đối với dòng điện xoay chiều, hoặc là 0,2 4 0,5s đối với dòng điện một chiều Quá trình này đòi hỏi từ hoá một cách liên tục bởi vì từ tính dư ở trong thép mềm nhỏ

Dòng điện lớn quá gây ra các hiển thị sai do từ thông rò và không có hiển thị đúng bởi sự tập trung của các hạt từ Hơn nữa, có sự thay đổi về tính chất bởi nhiệt độ đối với các vật liệu nhỏ

Chương V Kiểm tra không phá huỷ

Bảng 5.1. Đặc điểm của phương pháp từ hoá

cuộn dây.

Phương pháp này

được sử dụng để phát hiện các

khuyết tật trẽn bề

mặt của trục chính

kiểm tra các bộ phận lớn hơn.

Hơn nữa cả hai phương pháp

Nói chung, phương

pháp này phù hợp với việc phát hiện các khuyết tật trên

đường thẳng giữa hai dùi

Không phát hiện được khuyết tật định vị theo phương vuông góc.

Phương pháp này

thường được sử

dụng.

* Quá trình phun hạt từ

Hạt từ được rải trên bề mặt của phần được từ hoá, các khuyết tật có thể nhìn

•hấy bằng mắt bởi các hạt từ bám vào phần khuyết tật

Hạt từ là các hạt sắt ôxit Để tăng độ tương phản của hiển thị người ta sử dụng tạt từ có mầu và hạt từ huỳnh quang

Khi dùng hạt từ huỳnh quang, dèn màu đen (tia cực tím) đặt trong vùng tối được

iử đụng để kiểm tra

Tài liệu chuyên đề bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

Có hai loại hạt từ: loại khô và loại ẩm; các đặc tính được chỉ ra trong bảng 5.2

và bảng 5.3

Bảng 5.2 Đặc tính của loại khô và loại ướt

Loại khô Loại này được sử dụng để kiểm tra phẩn vật liệu tôi, rèn, hàn , không thể sử dụng loại ẩm

Loại này tuơng đối phù hợp khi kiểm tra các khuyết tật nằm sâu dưới bề mặt.

Loại ướt Loại này rất phù hợp khi kiểm tra các khuyết tật nhỏ trên bề mặt bằng phẳng.

0,54-5,0 Màu xanh đậu dưới

các tia cực tím

Các phần hàn và các phần khác.

Chương V Kiểm tra không phá huỷ

3.2.2. Các vấn đê kiểm tra và ghi nhận

Quá lình kiểm tra bằng hạt từ mang nhiều tính định tính Không thể xác định độ sâu của khuyết tật một cách định tính

Nói chung mẫu hạt từ hiển thị dễ dàng các khuyết tật trên bề mặt và vùng lân cận Nhưng mẫu hiển thị mờ khi khuyết tật lớn hơn nằm ở vùng lân cận của bề mặt hoặc là các khuyết tật nằm sâu hơn Cần chú ý các hiển thị sai trong quá trình kiểm tra

Các ghi nhận bao gồm ảnh, bản tóm tắt và các ghi nhận trực tiếp Phương pháp ghi nhận trực tiếp lưu lại các mẫu hạt từ trong dải dính giấy bóng kính xenlôían tỷ lệ cao Phương pháp này được ghi lại các phần kiểm tra, số liệu, kích cỡ cùng với bản tóm tắt

3.3 Các thử nghiệm sử dụng chât lỏng thẩm thâu

Phương pháp thử nghiệm này ứng dụng sự chuyển động theo mạch của chất lỏng Trước tiên chất lỏng trơn như dầu được thấm vào các khuyết tật ở bề mặt Chúng sẽ rỉ ra từ các khuyết tật và từ đó có thể quan sát đựơc hình dạng của khuyết tật

Phương pháp này được ứng dụng cho nhiều loại vật liệu bao gồm các kim loại không từ tính và các vật liệu phi kim loại, trong khi đó phương pháp sử dụng hạt từ bị giới hạn cho các vật liệu từ tính Phương pháp này có thể thử nghiệm với

số lượng lớn

3.3.1 Thủ nghiệm bằng chất thẩm thấu có thể nhìn thấy được

Sử dụng thuốc nhuộm có tính trơn như dầu mầu đỏ đã hoà tan Quá trình này được giải thích trong mục 3.3.3 Khuyết tật hiển thị dưới dạng các vết mầu đỏ trên nền trắng dưới các tia có thể nhìn thấy được

Đặc điểm của mỗi loại chất thẩm thấu được mô tả trong bảng 5.4

3.3.2 Thử nghiệm bằng chất thẩm thấu huỳnh quang

Trước hết, chất lỏng chứa huỳnh quang thấm qua khuyết tật ở trên bề mặt của vật liệu được kiểm tra Sau đó bề mặt được lau sạch chất lỏng Cuối cùng chất lỏng còn lại được thấm ra ngoài từ bề mặt của khuyết tật và hiển thị phát quang dễ dàng quan sát được khi chiếu tia cực tím (ánh sáng đen)

Tài liệu chuyên để bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

Bảng 5.4. Các đặc điểm của các thử nghiệm sử dụng

- Không yêu cầu thiết bị.

- Quá trinh kiểm tra được tiến hành ở những

nơi có ánh sáng tự nhiên không cần thiết bị

cung cấp nước và các thiết bị điện.

- Hư hỏng do acid và kiểm nhỏ.

- Thích hợp cho việc kiểm tra nhanh vì quá trinh thực hiện ngắn.

- Thích hợp cho việc kiểm tra phần nhỏ trong

các chi tiết lớn như tua-bin thủy lực.

- Độ phân ly của các mẫu hiển thị nhỏ hơn phương pháp thẩm thấu huỳnh quang.

- Không thích hợp cho việc kiểm tra các chi

tiết với số lượng lớn.

- Không thể sử dụng để kiểm tra bề mặt gồ ghé.

và các phần được sản xuất dạng khối.

- Không phát hiện được các khuyết tật nông

và nhỏ.

- Khó thực hiện quá trình kiểm tra lại.

- Chuyển động của chất thẩm thấu thay đổi

phụ thuộc vào nhiệt độ và hơi ẩm.

- Phương pháp này cũng giống như phương

pháp PEP được thực hiện trong phòng tối

có các thiết bị điện và thiết bị cung cấp

nước.

Phương pháp sử

dụng chất thẩm

thấu huỳnh quang

trước khi chuyển

thảnh thể sữa

(PEP).

- Có độ nhạy cao nhất trong các phương pháp

đang nói tới.

- Thích hợp khi cần phát hiện các khuyết tật lớn và các khuyết tật nông.

- Thời gian thẩm thấu ngắn

- Quà trình thẩm thấu ít chịu ảnh hưởng bởi

- Khó có thể phát hiện khuyết tật ở các chi

tiết có dạng góc như chốt, đai ốc

- Đòi hỏi thiết bị kiểm tra hoạt động ổn định

trong quá trình thăm rò.

Chương V Kiểm tra không phá huỷ

3.3.3 Quá trình kiểm tra

Quá trình thử nghiệm bằng chất thẩm thấu có thể quan sát được là phương pháp )hổ biến nhất, như sau:

Hình 5.2 Các thử nghiệm sử dụng chất lỏng thẩm thấu

a) Xử lý trước khi thử nghiệm, rửa và làm khô

Bụi, dầu mỡ, sơn, gỉ, lớp vẩy gỉ dính trên bề mặt của vật liệu được xem xét và

àm sạch, vì vậy chất thẩm thấu có thể thấm sâu mà không bị ô nhiễm Sau đó bề mặt rật liệu được làm khô tự nhiên hoặc bằng gió nóng

b) Quá trình thấm của chất thẩm thấu

Chất thẩm thấu được quét lên bằng bàn chải hoặc là bình phun

Thời gian quét chất thẩm thấu được cho trong bảng 5.5

Bảng 5.5 Thời gian quét chất thẩm thấu

Vật liệu Thời gian (giây)

Tài liệu chuyên đê bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

c) Làm sạch chất thẩm thấu trên bề mặt

Chất thẩm thấu khác thường bám trên bề mặt được làm sạch bằng chất khử.Khi việc rửa thực hiện quá mức thì chất thẩm thấu đã thấm vào khuyết tật nhỏ chảy ra Ngược lại, sự hiển thị sai xuất hiện trên bề mặt khi mà chất thẩm thấu không được làm sạch tốt

d) Phun chất giữ màu

Chất giữ màu được phun sau khi làm sạch chất thẩm thấu

Các vết màu đỏ, rõ của khuyết tật hiện trên nền trắng khi chất giữ màu khô

Có hai phương pháp thử nghiệm bằng sóng siêu âm

Phương pháp thứ nhất là phương pháp phản xạ Nó tiếp nhận sóng phản xạ từ khuyết tật bên trong khi chiếu sóng siêu âm vào vật liệu

Phương pháp còn lại là phương pháp truyền dẫn Sóng siêu âm được tiếp nhận sau khi truyền dẫn qua vật liệu

Các phương pháp kiểm tra trên thường được áp dụng để kiểm tra bên trong vật liệu thông qua đánh giá sự sai khác của sóng nhận được

Các phương pháp trên có các đặc điểm sau:

có độ dày cỡ micro là không dễ dàng

trình nóng chảy không đủ trong khi hàn, dạng vết nứt

Chương V. Kiểm tra không phá huỷ

- Dễ dàng xác định vị trí khuyết tật mặc dù lính trực quan là thấp để quan sát hình dạng khuyết tật

3.5 Kiểm tra bằng các tia bức xạ

Các đặc điểm của vật liệu như là độ dày, mật độ có tác động đến cường độ bức xạ, khi chúng (như là tia X, tia Ỵ ) được chiếu vào vật liệu Phương pháp kiểm tra bằng tia bức xạ là một trong các ứng dụng của hiện tượng này Phương pháp này được sử dụng để kiểm tra khuyết tật bên trong thông qua việc đánh giá sự thay đổi của bức xạ Nó ít khi được sử dụng để kiểm tra ở mật ngoài mặc dù cách kiểm tra này

có độ tin cậy cao và được sử dụng rộng rãi

Phương pháp này có các đặc điểm sau:

- Không bị giới hạn bởi từ trường, độ dày, hình dạng, trạng thái bề mặt của vật liệu

dày cỡ micro mét, chi tiết mỏng,

- Bởi vì sự hư hại do bức xạ có thể xuất hiện nên chỉ những người có đủ hiểu biết mới được sử dụng thiết bị này

Lực bên trong (ứng suất) và sức căng được sinh ra khi lực bên ngoài tác động lên vật liệu Dựa vào đó để khảo sát lực bên trong (ứng suất) bằng các thiết bị đo sức căng

Có hai phương pháp chính sử dụng để đo sức căng Phương pháp đo bằng điện trở đường thẳng là phương pháp sử dụng máy đo sức căng được gắn lên trên vật liệu Phương pháp này còn lại là phương pháp đo bằng máy đo đĩa số

Đối với các thiết bị thuỷ lực sức căng tĩnh của phần chịu áp suất thuỷ lực được đo trong nước Bên cạnh đó cần tiến hành đo sức căng động khi tuabin không tải bới vì ứng lực lớn nhất xảy ra khi tua-bin ớ trạng thái đó với mức áp suất thuỷ lực lớn nhất

Tài liệu chuyên để báo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

Sức căng động được ghi lại bằng máy hiển thị đồ thị và được kiểm tra cùng với sức căng tĩnh Khi không thể đo bằng máy hiển thị đồ thị thì sức căng động được coi

là sức căng tĩnh lớn nhất tại thời điểm áp suất thuỷ lực tăng có xu hướng tăng lên

3.6.1 Quá trình đo (đo sức cáng bằng điện trở đường thẳng)

Hình 5.3 Đo ứng suất

- Lựa chọn vị trí đo

+ Vị trí đo sẽ được lựa chọn là các phần xét về mặt lý thuyết chịu ứng lực hoặc vùng lân cận của khuyết tật

+ Một vài vị trí có sức căng tĩnh lớn sẽ được chọn để sức căng động

Bề mặt của vị trí đo được làm phẳng bằng các máy gia công và làm sạch dầu cùng các chất bám khác bằng các dung môi acetone hoặc là cácbon tetaclorit

- Gắn máy đo sức căng

+ Chú ý lắp máy đo chính xác để ngăn chặn bọt đi vào phần nằm giữa máy đo

và thân được đo

dụng rộng rãi khi sức căng tác động theo một hướng, hai hướng, hoặc ba hướng là loại 60 [Q] hoặc là 120[Q] Hơn nữa, giấy, bakelit, polyester, lá nhựa thường được

Tài liệu chuyên đê bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

Hình 5.4 Nguyên lý lùm việc của đồng hồ đo sức căng kiểu cầu điện trở

Khi điện trở R2 biến thiên một lượng bằng AR2 thì dòng điện i5 cũng biến thiên theo một lượng Ai5, được thể hiện trong biểu thức sau:

Ai5 = const AR2Điều đó có nghĩa là dòng điện đi qua ampe kế biến thiên tỷ lệ với sự thay đổi của điện trở Vì vậy, máy đo sức căng gắn trên chi tiết có thể đo được sức căng, do đó

sự dịch chuyển ở mức độ nhỏ được chuyển đổi thành trị số biến thiên của dòng điện tương ứng, từ đó đo được sức căng với độ nhạy cao

3.6.3. Đo bằng máy đo có mặt đĩa số

Khi đo sự kéo dài ra của buồng xoắn, servomotor bằng máy đo sức căng mặt đĩa số lắp theo chiều kéo dài của chi tiết, giá trị gần đúng của ứng lực lớn nhất có thể tìm ra giống như phương pháp sử dụng đổng hồ đo sức căng kiểu cầu điện trở

3.7 Kiểm tra vật liệu

Dự báo sự phát triển của vết nứt và khảo sát nguyên nhân gây ra các khuyết tật được phát hiện bởi NDT là rất quan trọng

Vì vậy, kiểm tra vật liệu được tiến hành để phân tích cấu trúc của vật liệu

Chương V Kiểm tra không phá huỷ

3.7.1 Quá trình kiểm tra

(Phương pháp gián tiếp hoặc

phương pháp SUMP)

Hình 5.5. Quá trình kiểm tra vật liệu

3.7.2 Phương pháp kiểm tra

+ Bởi vì thời gian mài mòn là rất khác nhau phụ thuộc vào vật liệu nên cần điều chỉnh chính xác

- Phương pháp gián tiếp (phương pháp SUMP)

Phương pháp này được sử dụng rộng rãi để kiểm tra trong nhà máy điện Nó đặc biệt hiệu quả khi kiểm tra vết nứt Quá trình xử lý trước khi kiểm tra được thực hiện tương tự như phương pháp trực tiếp, sau đó cấu trúc của kim loại được tái tạo ra trên bảng xenlulô và được kiểm tra bằng máy vi tính

Tài liệu chuyên đê bảo dưỡng sửa chữa tua-bin nước

Các vị trí kiểm tra như sau:

+ Đầu của các khuyết tật như vết nứt

+ Các vị trí không thường nhìn thấy

+ Phần ranh giới của khối vật liệu như là phần giới hạn giữa kim loại gốc và phần vật liệu kim loại hàn

3.7.3 Kiểm tra mẫu khuyết tật

Nếu vết nứt sinh ra do mỏi hoặc do chế tạo thì hầu hết có thể phát hiện được bằng quan sát ảnh cấu trúc vết nứt, được phát hiện bằng phương pháp kiểm tra sử dụng hạt từ

Các mẫu khuyết tật trong ảnh SUMP được kiểm tra như sau:

a) Nứt do mỏi

Khi có vết nứt, chất thử sẽ thấm theo thớ của vật liệu làm cho mẫu có dạng đường thang, đỉnh vết nứt nhọn hoặc vết nứt có dạng sợi tóc Các biểu hiện trên cho biết nguyên nhân là mỏi Trong trường hợp này vết nứt thường lan rộng

b) Nứt do chế tạo

Khi vết nứt uốn cong theo đường giới hạn của thớ, vết sẽ được bao bọc bởi lớp thấm cácbon và đầu của vết nứt được mài tròn, đây là vết nứt do chế tạo Giả thiết rằng vết nứt không lan rộng

c) Mài mòn do ứng lực

Nứt gây ra bởi cả hai nguyên nhân là mài mòn và ứng lực Nó được phán đoán

là sẽ lan rộng nếu như quan sát được các hiện tượng sau:

- Chất thử thấm theo cấu trúc thớ

- Nứt phát triển dọc theo thớ của vật liệu

- Nứt có biểu hiện như cả (a) và (b)

3.8 Đo độ dày

Đối với các phần của tua-bin thuỷ lực, bề dày bị giảm đi bởi sự ăn mòn sinh ra

do sự mài mòn của cát, hiện tượng xâm thực cùng với các hư hỏng của vật liệu do

sự suy giảm về độ bền cơ Việc đo bề dày của các phần là rất quan trọng để xem xét tình trạng an toàn

Chương V Kiểm tra không phá huỷ

3.8.1 Kỹ thuật đo trực tiếp

Hình 5.6 Phương pháp đo trực tiếp

Đây là phương pháp đo với độ tin cậy cao sử dụng các công cụ: compa và thước

tỷ lệ

Hình 5.6 mô tả ví dụ về phương pháp đo trực tiếp sử dụng compa hai miệng.Nói chung, phương pháp sử dụng sóng siêu âm được áp dụng khi phương pháp

đo trực tiếp khó thực hiện

Phương pháp sử dụng sóng siêu âm có thể không đo được, phụ thuộc vào vật liệu (các sản phẩm đúc) và điều kiện sử dụng Trong trường hợp này cần phải tiến hành khoan lỗ để đo

Tuy nhiên, bởi vì sức bền của vật liệu sẽ bị yếu đi nên phương pháp này có thể không được ứng dụng cho những phần chịu lực tập trung

3.8.2 Phương pháp đo sử dụng sóng siêu ám

Tài liệu chuyên đề bảo dưỡng sửa chùa tua-bin nước

Phương pháp này được áp dụng cho vật liệu bị mài mòn mạnh ở bên trong, phù hợp với việc đo tại chỗ Độ chính xác của phương pháp này thấp hơn so với phương pháp đo cộng hưởng, việc đo bề dày cỡ Imm hoặc nhỏ hơn là khó khăn

b) Phương pháp đo cộng hưởng

Sóng siêu âm được phát ra ở một vài tần số có liên quan tới bề dày của tấm vật liệu được đo, khi cung cấp điện áp cao tần có tần số thay đổi liên tục đến khi hiện tượng cộng hưởng xuất hiện

Đây là phương pháp đo độ dày bằng chiều dài sóng, vận tốc âm thanh và tần số của sóng siêu âm tại thời điểm này

c) Chú ý khi áp dụng

sử dụng hơn, vì nó không chịu ảnh hưởng bởi sự ăn mòn bên trong

trường hợp này có thể làm phẳng bề mặt đo bằng máy mài hoặc giũa

- Cần tiến hành chọn thang đồng hồ đo độ dày sử dụng vật mẫu có chất liệu như tấm vật liệu được đo

Khi vết nứt được phát hiện bằng các phương pháp kiểm tra khác nhau thì độ sâu vết nứt là vấn đề cần phải quan tâm

Có các phương pháp sau đây để đo độ sâu

3.9.1 Phương pháp đo điện trở

Phương pháp này được ứng dụng khi vết nứt ở trên bề mặt của chất dẫn điện Dòng điện một chiều hoặc xoay chiều được cung cấp theo hướng vuông góc với vết nứt và độ sâu được xác định dựa vào sự thay đổi của điện áp trước và sau vết nứt

Khi bố trí các điện cực, chúng thường được sử dụng như trong hình 5.7.a Mối quan hệ giữa điện áp nhận được và độ sâu của vết nứt được thể hiện trên hình 5.7.b

Độ nhạy tăng lên khi trị số “a/1” giảm Cần đánh bóng bề mặt kiểm tra cẩn thận

để tiếp xúc giữa các điện cực và vật liệu là tốt