Turbine และ Centrifugal Compressor overhaul ไม่ใช่แค่ "ถอด-ใส่ bearing" เท่านั้น — มี impeller fit on shaft, seal housing, thrust collar, balance piston, coupling hub ทุกจุดต้อง heated assembly แบบ controlled · บทความนี้ตอบ 2 คำถาม critical ที่ Series #1-3 ยังไม่ครอบคลุม: (1) ทำไม thermal gradient ใน thick-wall casing ถึงทำให้ rotor unbalance หลัง assembly และ (2) Rotor Balancing Prep workflow 6 ขั้นตอนที่ใช้ induction · Equipment specs ดู Series #1
1️⃣ Why Rotating Equipment ต้องการ Induction มากกว่างาน Bearing ทั่วไป
งาน Steam Turbine HP/IP/LP, Gas Turbine compressor section, และ Centrifugal Compressor multi-stage มี heat-related operation มากกว่า bearing-only PM:
- Impeller / Disc shrink fit on shaft — ทุก stage ต้อง unstack ตอน overhaul → heat hub bore เพื่อขยาย, slide off, inspect, re-stack
- Seal housing assembly (mechanical seal, dry gas seal carrier) — interference fit ระหว่าง housing กับ casing bore
- Thrust collar / Thrust runner — heat shrink บน shaft, alignment critical ต่อ axial position
- Coupling hub (turbine ↔ driven, compressor ↔ driver) — heat-fitted hub-to-shaft, ต้อง dial indicator alignment หลังประกอบ
- Balance piston (centrifugal compressor) — interference fit, mass critical ต่อ axial thrust balance
- Casing split-line bolts — controlled bolt heating สำหรับ tensioning โดยไม่ over-stretch
2️⃣ Killer Concept #1 — Thermal Gradient ใน Thick-wall Casing
Casing ของ HP steam turbine, gas turbine compressor section, และ multi-stage centrifugal compressor มักหนา 50-200 mm · ขณะ overhaul บางครั้งต้อง heat casing เพื่อ assembly ของ liner, diaphragm หรือ stator vane carrier ที่ interference fit · จุดนี้คือที่ thermal gradient ทำลายงาน:
ผลของ gradient ที่สูง:
- Casing oval distortion — outer expand เร็วกว่า inner → cross-section becomes elliptical → split-line gap ปิดไม่สนิท
- Axial bow — ในกรณี long horizontal casing → centerline บิด → coupling alignment shift
- Stator-rotor clearance change — radial clearance ระหว่าง diaphragm กับ rotor blade tip เปลี่ยน 0.1-0.5 mm → catastrophic on hot start
- Liner drop-out — interference fit ของ liner หลวมเมื่อ outer expand เกินกว่า inner → loose fit คงที่หลัง cool
3️⃣ Killer Concept #2 — Rotor Balancing Prep Workflow (6 ขั้น)
หัวใจของ overhaul rotating equipment คือ rotor ออกจาก balance machine ผ่าน acceptance test ตั้งแต่ครั้งแรก · Re-balance ครั้งที่ 2-3 = schedule slip + cost overrun · workflow ด้านล่างใช้ induction heating ในขั้นตอน critical:
ทำไม pre-balance soak (Step 1) สำคัญ
Rotor ที่ผ่าน service อาจมี residual stress จาก thermal cycling, foreign object impact, mild rubs · ถ้า balance ทันทีหลังถอด → balance machine บอก "OK" — แต่หลัง re-stack + hot run ที่ operating temp → stress redistribute → unbalance reappear · Pre-balance soak ที่ 80-120°C uniform ปล่อย stress ส่วนใหญ่ก่อน → balance ที่ทำมีความหมายจริง
ทำไม post-stack soak (Step 5) สำคัญ
Press fit สร้าง circumferential hoop stress ใน hub + compressive stress ใน shaft journal · หลัง re-stack ทันที rotor ยังไม่ stabilize → balance วันแรกอาจ shift หลังพักไว้ 24-48 ชม. · Soak post-stack 80-100°C เป็น stress relief ระดับเบา (ต่ำกว่า PWHT) → fixed dimension + balance ที่ทำมั่นคง
4️⃣ Frequency Selection — Steam vs Gas vs Centrifugal
เลือก frequency band ผิด → heat-up time นานเกินไป (low f บน thin part) หรือ surface overheat ก่อน core ถึงอุณหภูมิ (high f บน thick part) · เลือกตาม rotor mass + diameter + material:
Steam Turbine HP/IP
Carbon/alloy steel rotor mass 5-30 ton · diameter 600-1500 mm · ต้องการ deep penetration (skin depth 5-15 mm) → MF เหมาะ · Deep section heat-up reliable
Gas Turbine Compressor
Inconel/titanium total mass 2-15 ton · Inconel ρ สูงกว่า → skin depth ลึกกว่าที่ f เดียวกัน · Titanium μᵣ ≈ 1 ต้อง close coupling · MF mid-band หลายงาน
Centrifugal Compressor
Alloy/SS impeller mass 0.1-2 ton ต่อ stage · Wheel thickness 20-80 mm → shallow penetration เหมาะ · HF heat-up เร็ว · Recipe เปลี่ยน per stage
| Application | Typical Frequency | Skin Depth (carbon steel) | Why |
|---|---|---|---|
| Steam Turbine HP rotor | 5-15 kHz | ~7-12 mm | Deep section uniform heat |
| Gas Turbine compressor disc | 10-50 kHz | ~3-8 mm | Mid-section + Inconel resistivity |
| Centrifugal impeller | 50-200 kHz | ~1-3 mm | Thin wheel rim shallow heat |
| Coupling hub | 10-50 kHz | ~3-8 mm | Hub bore wall typically 25-60 mm |
| Thrust collar | 30-100 kHz | ~2-5 mm | Collar bore wall 15-40 mm |
5️⃣ Field Constraint Matrix — เลือก Setup ตาม Site
Overhaul ทำที่ไหนเปลี่ยน setup ของ induction system อย่างมาก:
🏭 Refinery Turnaround
- Schedule critical-path
- Indoor workshop หรือ on-site under cover
- Generator standalone OK
- Multiple stages parallel
- Recipe library reused job-to-job
- Permit-to-Work + SIMOPS
🌊 Offshore Platform
- HDFC enclosure จำเป็น
- Compressor module Zone 2 hazardous
- Generator outside zone + Glow Cable
- Helicopter/crane transport rated
- Confined deck space — compact tools
- Salt spray exposure mitigation
⚡ Power Plant
- Steam turbine HP rotor heavy 20+ ton
- MF deep penetration required
- Generator OEM procedure compliance
- API 612 reference + manufacturer manual
- Outage window pressure
- eQC certificate for asset record
Equipment Reference
📚 Generator Specs ดูที่ Series #1
เพื่อไม่ซ้ำเนื้อหา — สำหรับ eldec ECO-LINE EEI² (M/L/XL) + Glow Cable system + HDFC enclosure specs ดูที่ Series #1: Bearing Removal · สำหรับ ISO 286 fit grade + recipe memory architecture ดูที่ Series #2: Shrink Fit Coupling
สำหรับ turbine/compressor overhaul: ECO-LINE EEI² M-L MF (50-100 kW) สำหรับ steam turbine HP rotor + PICO หรือ ECO-LINE EEI² XS-S HF สำหรับ centrifugal impeller per stage · eQC eDH R&D + multi-pyrometer (3-5 ch) + HDFC สำหรับ offshore