МЕТОД ИНТЕГРИРОВАННОЙ ОЦЕНКИ УСТАЛОСТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В СТРУКТУРЕ ВОССТАНОВЛЕННЫХ ЛОПАТОК ТЭЦ И ГЭС

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки методики точного определения ресурсной долговечности и надежности высоконагруженного оборудования, используемого для производства и преобразования энергии на основе георесурсов (ГЭС, ТЭЦ), основанной на выявлении зон концентрации внутренних напряжений как показателя фазовых изменений в структуре материала деталей. Цель: повышение ресурсной долговечности нагруженных лопаток турбины ГЭС и ТЭЦ за счет внедрения разработанной интегрированной методики точного прогнозирования структурно-фазовых изменений на стадии зарождения усталостных дефектов. Объект: лопатки турбин ТЭЦ и ГЭС, восстановленные источником лазерно-плазменной энергии. Применялся комплексный метод исследования концентрации внутренних напряжений в структуре нагруженных деталей, подверженных динамическим нагрузкам. Использовалась методология системного анализа, а также метод распределения поля остаточной намагниченности в деградированной микроструктуре материала. При разработке алгоритма интегрированного метода диагностики и точного прогнозирования применялись методы математической статистики. Восстановленные детали исследовались методами неразрушающего контроля с последующим анализом и обработкой полученных результатов. Результаты. Разработан алгоритм проведения диагностики восстановленных деталей высокотехнологичных комплексов производства и преобразования энергии георесурсов на примере лопаток турбины ГЭС. Сформирована база данных концентраций напряжений лопатки в зависимости от фазовой структуры металла, позволяющая установить причинно-следственные связи между дефектом, технологическими режимами восстановления и режимами эксплуатации агрегата. Решена научная проблема по созданию единой физической модели, и определены границы применимости данного метода. Установлен безопасный режим эксплуатации энергетического оборудования (Нх=62–76 А/м), повышающий ресурс турбины в 1,7 раза.