پروژه بازسازی و نوسازی قطعات داغ توربین: برنر کیسینگ (Burner Casing)
در صنایع نیروگاهی و تولید انرژی، قطعات مسیر داغ توربین گازی (Hot Gas Path) به دلیل قرارگیری در معرض دماهای بسیار بالا و محیطهای خورنده، همواره با چالشهای تخریب و استهلاک روبرو هستند. شرکت فناوری پایا مواد با تکیه بر دانش فنی و تجهیزات پیشرفته خود، اخیراً پروژهای موفق در زمینه بازسازی و احیای مجموعهای از محفظههای احتراق یا “برنر کیسینگ” را برای یکی از نیروگاههای بزرگ کشور به انجام رسانده است. این گزارش فنی، مراحل اجرایی این پروژه را از لحظه دریافت تا تحویل نهایی تشریح میکند.
وضعیت قطعات در زمان دریافت
محفظههای احتراق پس از یک دوره طولانی بهرهبرداری (سیکلهای حرارتی متعدد) جهت بازسازی به کارگاه شرکت پایا مواد منتقل شدند. در بررسیهای اولیه و بازرسی چشمی (Visual Inspection) که توسط تیم کنترل کیفیت انجام شد، شواهد متعددی از تخریب مشاهده گردید. سطوح قطعات دچار اکسیداسیون شدید شده و تغییر رنگهای ناشی از حرارت بالا بر روی بدنه کاملاً مشهود بود. همچنین وجود رسوبات سوختگی و آلودگیهای سطحی، نیازمند یک پروسه تمیزکاری دقیق پیش از هرگونه عملیات اصلاحی بود. در این مرحله، تمامی مشخصات ظاهری مستندسازی شد تا مبنایی برای ارزیابی کیفیت نهایی کار باشد.
آنالیز دقیق متریال و مهندسی معکوس
یکی از حساسترین مراحل در بازسازی قطعات نیروگاهی، شناسایی دقیق جنس آلیاژ پایه است تا فرآیندهای جوشکاری و عملیات حرارتی متناسب با آن طراحی شود. بدین منظور، نمونهبرداری از قطعه انجام شده و جهت تعیین ترکیب شیمیایی به آزمایشگاه متالورژی ارسال گردید.
نتایج آزمونهای کوانتومتری و اسپکترومتری نشری نشان داد که آلیاژ به کار رفته در این قطعات، فولاد زنگزن آستنیتی با گرید نزدیک به ASTM A312 TP321 است. عناصر کلیدی شناسایی شده در این آلیاژ عبارت بودند از:
- کروم (Cr): حدود ۱۷.۷ درصد که مقاومت به خوردگی در دمای بالا را تضمین میکند.
- نیکل (Ni): حدود ۹ درصد که ساختار آستنیتی را پایدار میسازد.
- تیتانیوم (Ti): حدود ۰.۲۸ درصد که نقشی حیاتی در جلوگیری از تشکیل کاربیدهای مضر و خوردگی بیندانهای در محیطهای داغ ایفا میکند.
این شناخت دقیق به مهندسان شرکت اجازه داد تا الکترودها و فیلرهای جوشکاری کاملاً سازگار با فلز پایه را انتخاب کنند تا از ایجاد تنشهای پسماند و ترکهای مجدد جلوگیری شود.
بازرسی غیرمخرب (NDT) و آشکارسازی عیوب پنهان
پس از عملیات تمیزکاری اولیه و سندبلاست جهت زدودن لایههای اکسیدی، نوبت به بازرسیهای غیرمخرب رسید. با توجه به ماهیت تنشهای حرارتی در برنر کیسینگها، احتمال ایجاد ترکهای ریز (Micro-cracks) در نواحی جوش و تغییر مقطع بسیار زیاد است.
تیم بازرسی فنی با استفاده از تست مایع نافذ (Liquid Penetrant Test) تمامی سطوح حساس، به ویژه نواحی اتصال فلنجها و بدنه را مورد ارزیابی قرار دادند. در این آزمون، استفاده از مواد نفوذکننده استاندارد باعث شد تا ترکها و تخلخلهایی که با چشم غیرمسلح قابل رویت نبودند، به صورت ایندیکیشنهای قرمز رنگ و خطی آشکار شوند. محل دقیق این عیوب نشانگذاری شد تا در مرحله تعمیرات مکانیکی به طور کامل برداشته و اصلاح شوند.
فرآیند بازسازی و تعمیرات متالورژیکی
با مشخص شدن نقشه عیوب، عملیات اجرایی آغاز گردید. این مرحله شامل فرآیندهای پیچیده و دقیقی بود:
- سنگزنی و برداشت عیوب: نواحی دارای ترک تا رسیدن به فلز سالم و بدون عیب برداشته شدند.
- جوشکاری تخصصی: با استفاده از دستورالعمل جوشکاری (WPS) تدوین شده مخصوص آلیاژ ۳۲۱، نواحی تخلیه شده مجدداً پر شدند. کنترل حرارت ورودی در این مرحله بسیار حیاتی بود تا از دفرمه شدن یا اعوجاج محفظه جلوگیری شود.
- ماشینکاری و پرداخت سطح: پس از اتمام جوشکاری، سطوح فلنجها و محلهای نشیمنگاه برای اطمینان از آببندی دقیق در زمان نصب، ماشینکاری و پرداخت شدند.
نتیجه نهایی و کنترل کیفیت پایانی
پس از اتمام مراحل فنی، قطعات وارد مرحله “بازرسی نهایی” شدند. در این مرحله، علاوه بر تکرار تستهای غیرمخرب برای اطمینان از سلامت جوشهای جدید، ابعاد هندسی قطعات نیز کنترل گردید.
تصاویر ثبت شده در انتهای پروژه، تفاوت چشمگیری را با وضعیت اولیه نشان میدهد. قطعاتی که در بدو ورود پوشیده از زنگار و اکسید بودند، اکنون با سطوحی کاملاً صیقلی، تمیز و عاری از هرگونه ترک، آماده بازگشت به سرویس شدند. در نهایت، تمامی برنر کیسینگها پس از تایید واحد کنترل کیفیت، با بستهبندی محافظ (شیرینگ) جهت جلوگیری از آسیبهای محیطی و فیزیکی در حین حمل و نقل، آماده تحویل به کارفرما گردیدند.
