10.14489/hb.2024.06.pp.037-044

2024, 06 июнь (June)

DOI: 10.14489/hb.2024.06.pp.037-044

Кулагина Л. В., Башун В. И., Кубик Н. Р., Лазанская Е. И.
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА В ПРОТОЧНОМ ТРАКТЕ ГИДРОТУРБИНЫ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ КАВИТАЦИОННОГО ИЗНОСА
(с. 37-44)

Аннотация. Актуальность задачи обусловлена значительным масштабом кавитационного разрушения гидротурбин многих действующих гидроэлектростанций (ГЭС) и высокими экономическими издержками на капитальный ремонт гидроагрегатов. Рассмотрены методы восстановления поврежденных кавитацией поверхностей в проточном тракте гидротурбин ГЭС. На основе обзора и сравнения существующих технологий даны рекомендации, существенно увеличивающие периоды между капитальными ремонтами деталей гидротурбин. Показано, что повреждение материала в результате кавитации можно свести к минимуму путем использования устойчивых к кавитации материалов. Приведено технико-экономическое обоснование комбинированного способа ремонта гидроагрегата.

Ключевые слова: суперкавитация; гидротурбина; модернизация ГЭС.

Kulagina L. V., Bashun V. I., Kubik N. R., Lazanskaya E. I.
RATIONALE FOR THE TECHNOLOGY OF PROTECTING THE METAL SURFACE IN THE FLOW PATH OF A HYDRAULIC TURBINE TO REDUCE CAVITATION WEAR
(pp. 37-44)

Abstract. The relevance of the problem is due to the significant scale of cavitation destruction of hydraulic turbines of many operating hydroelectric power stations and the high economic costs of major repairs of hydraulic units. Methods for restoring surfaces damaged by cavitation in the flow path of hydraulic turbines at hydroelectric power stations are considered. Based on a review and comparison of existing technologies, recommendations are made that significantly increase the periods between major overhauls of hydraulic turbine parts. It has been shown that material damage due to cavitation can be minimized by using cavitation-resistant materials. A feasibility study for a combined method of repairing a hydraulic unit is presented.

Keywords: Supercavitation; Hydraulic turbine; Modernization of hydroelectric power stations.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Л. В. Кулагина, В. И. Башун, Н. Р. Кубик, Е. И. Лазанская (Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский федеральный университет», Красноярск Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

L. V. Kulagina, V. I. Bashun, N. R. Kubik, E. I. Lazanskaya (Polytechnic School of Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Кулагин В.А., Кулагина Л.В., Штым К.А. Перспективы развития кавитационных технологий: теория и практика // Безопасность и мониторинг природных и техногенных систем. 2023. Материалы VIII Всероссийской конференции с международным участием: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий". Новосибирск. 2023. С. 51-55.
2. Кулагина Л.В., Пьяных Т.А., Штым К.А. Моделирование суперкавитационных течений в опреснительных установках с учетом термодинамических эффектов тепломассопереноса // Вестник Сибирского федерального университета. Инженерия и технологии. 2023. 16(3). С. 372-386.
3. Тяньчэнь Ю. Обзор исследований влияния кавитации и абразивного износа на рабочие характеристики гидротурбин // Веб-конференции E3S 233, 03068. 2021. DOI:10.1051/e3sconf/202123303068.
4. Карелин В.Я. Износ лопастных гидромашин от кавитации и отложений. М.: Машиностроение. 1970.183с.
5. Синергетический эффект между кавитационной эрозией и коррозией различных медных сплавов в сульфидсодержащих 3,5% растворах NaCl / К. Н. Сонг и др. // Износ. 2020. Т. 450. С. 203-258. DOI:10.1007/s11666-021-01242-7.
6. Кавитационная эрозия и коррозионное поведение сварных соединений из сплава медь–марганец–алюминий / Х. Ю. Ли и др. // Материаловедение и техника: А. 2004. Т. 382. № 1-2. С. 82-89. DOI:10.1016/j.МСЭА.2004.04.032 .
7. Алван Х. Л. Повышение кавитационной стойкости поверхностей деталей путем нанесения защитных покрытий: Дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук: 2.5.8 . Екатеринбург. 2022. 139 с.
8. Кулагин В.А., Кулагина Т.А., Кулагина Л.В. Нанотехнологии кавитационных эффектов в теплоэнергетике и других отраслях производства // Вестник Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2008. С.76-85.

Eng

1. Kulagin V. A., Kulagina L. V., Shtym K. A. (2023). Prospects for the developement of cavitation technologies: theory and practise. Security and monitoring of natural and man-made systems. Materials of the VIII All-Russian conference with international participation: Federal State Budgetary Scientific Institution “Federal Research Center for Information and Computing Technologies”, 51 – 55. Novosibirsk.
2. Kulagina L. V., Pyanykh T. A., Shtym K. A. (2023). Simulation of Supercavitating Flows in Desalation Installations with Thermodynamic Effects Included Heat Mass Transfer. Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies, 16(3), 372 – 386. EDN: FKUSSI.
3. Yu Tianchen (2021). A Review of the Research on the Influence of Cavitation and Abrasion on Hydroturbine Performance. E3S Web of Conferences 233, 03068. DOI: 10.1051/e3sconf/202123303068
4. Karelin V. Ya. (1970). Wear of bladed hydraulic machines from cavitation and sediments. Moscow: Mechanical Engineering. [in Russian language]
5. Song Q. N. et al. (2020). Synergistic effect between cavitation erosion and corrosion for various copper alloys in sulphide-containing 3.5% NaCl solutions. Wear, 450, 203 – 258. DOI:10.1007/s11666-021-01242-7
6. Li X. Y. et al. (2004). Cavitation erosion and corrosion behavior of copper–manganese–aluminum alloy weldment. Materials Science and Engineering: A, 382(1-2), 82 – 89. DOI: 10.1016/j.msea.2004.04.032
7. Alvan H. L. (2022). Increasing the cavitation resistance of surfaces of parts by applying protective coatings: dissertation for the degree of candidate of technical sciences: 2.5.8. Ekaterinburg.
8. Kulagin V. A., Kulagina T. A., Kulagina L. V. (2008). Nanotechnology cavitational effects in the heat-and-power engineering and other branches of production. Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies, 76 – 85.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2024.06.pp.037-044

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2024.06.pp.037-044

and fill out the form