Drift- och underhållsutmaningar i PowerGen

Utdrag från “Selective Brightening: The Use of Brush Plates in the PowerGen Industry”, ladda ner vitboken här.

Den mesta industriella och kommunala elproduktionen i USA produceras av generatorer som drivs av ång- eller gasturbiner. gas, med en avsevärt lägre procentuell effekt som produceras av vindkraftverk. I sin kärna består en turbin i huvudsak av en serie roterande blad, varvid den normala mekaniken hos roterande utrustning är en av de bidragande faktorerna till en rad underhållsutmaningar.

Vissa problem är vanligare i gasturbiner där korrosion av höghållfasta och kostsamma smidda stålkomponenter kan uppstå över tid. Korrosion kan angripa turbinaxeln eller andra komponenter i kritiska områden och så småningom försvaga axeln. Inuti en turbin resulterar korrosion och efterföljande erosion av metallen i vad som kallas “kubberg”. Detta beror på att bladen inuti turbinen inte är perfekt balanserade förrän turbinen går på fullt varvtal. Därför, när en turbin startar eller stängs av, gungar bladen fram och tillbaka tills de når full fart eller stannar helt. Denna gungning orsakar nötning och nötning på skaftet, vilket sliter på metallen och skapar ett område som kallas ett tråg, ett spel utanför toleransen mellan axeln och bladområdena. Topplastgeneratorer, distribuerade genereringssystem placerade nära slutanvändaren, är särskilt utsatta för ytterligare påfrestningar på grund av frekvensen av on-line till off-line arbetscykler. Under off-line-perioder av svängväxel med låg hastighet, uppstår problemet med skopans slitage på grund av stötar och erosion av precisionstoleranserna för skopa-till-hjul-passningen.

Andra faktorer som påverkar både turbiner och generatorer är höga värme och pågående korrosion. Slitage eller skårskador kan uppstå på lagertappar eller axeltätningsområden på grund av dålig smörjning, förorening eller överhettning. Olika atmosfäriska föroreningar och den galvaniska potentialen hos olika metaller kan orsaka korrosionsproblem som ofta kan accelereras av värme eller en mängd olika fransiga ytor.

Enligt en rapport från konsultföretaget GlobalData förväntas de globala underhållsutgifterna öka från 9,25 miljarder USD 2014 till 17 miljarder USD 2020, tillväxt driven av ett ökande antal installationer och åldrande turbiner.

Selektiv plätering är ett sätt att leverera korrosionsskyddande egenskaper och skydda mot slitage och friktion. Det kan hjälpa till att skydda, förbättra och optimera prestandan för kritiska komponenter och utrustning och kan hjälpa till att förbättra driftsprestanda, förväntad livslängd, tillförlitlighet och totala ägandekostnader.

För OEM innebär generatorer en rad unika utmaningar i design, produktion och underhåll eftersom samlingsskenors anslutningar bär enorma strömbelastningar och ledningsförmågan och långtidsintegriteten hos dessa anslutningar är avgörande för uteffektens effektivitet. Koppar- och aluminiumledare och andra kritiska jordningsplatser är vanligtvis galvaniserade med silver eller tenn och, i vissa tillämpningar, nickel.

Dynamiska fogar, som utsätts för nötning, kan också vara kandidater för speciella galvaniseringsprocesser, särskilt när olika metaller och galvanisk potential beaktas i designen. Kylflänsar presenterar en annan uppsättning utmaningar och, beroende på geometri, kan specifika områden av kylflänsen bäst galvaniseras med silver, tenn eller nickel medan balansen av ytarean förblir naken eller har färgbeläggningar applicerade.

Andra områden där elektroplätering ger en effektiv lösning är kollektorringar och magnetiseringskomponenter som kan ha designkrav där elektropläterade komponenter eller specifika ytor på komponenten kräver förbättrad konduktivitet och förlänger livslängden. Generatorns hållarring invändiga diametrar och krymppassningsområdet på rotorn/fältsmidet kräver ofta förbättrade ytbehandlingar för att säkerställa den elektriska fogens långvariga integritet, strömkapacitet och korrekta passningsdimensioner.

Det finns en mängd olika metoder som vanligtvis används för ombyggnader av mekanisk tolerans och förbättring och skydd av strömförande ytor, av vilka några inkluderar svetsöverdrag, metall/termisk spray, och mjukgjorda metallpulver och plätering av dopptankar utanför anläggningen. Även om alla har sina nischer, erbjuder ingen de distinkta fördelarna med selektiv plätering.

Betydligt snabbare än tankplätering, selektiv plätering minimerar maskering, demontering och stilleståndstid, avsätter lösningar som motstår slitage, elektrisk kontakt och korrosion. Den är snabb och kostnadseffektiv och anpassningsbar för allt från OEM-produkttillämpning till engångsreparationer och kan utföras på plats, var som helst.