Научно-практическая статья

УДК 621.224; 621.313.322-82

DOI: 10.55326/22278400_2023_1_2

Аннотация. На примере нижней грузонесущей крестовины (НГК) авторы обращают внимание специалистов на эффективные способы идентификации трещин в сварных швах несущих конструкциях ГА при длительной эксплуатации, а также предлагают возможные пути снижения интенсивности трещинообразования для поддержания высокоэффективной работы модернизированного оборудования и обеспечения дальнейшей надежной и безопасной эксплуатации гидроагрегатов на длительный период. Объектом исследования является крупный вертикальный гидроагрегат поворотно-лопастного (ПЛ) типа, введенный в эксплуатацию в конце 50-х годов прошлого века. Общая наработка ГА составляет около 350 тыс. ч, общее количество пусков — более 2500. Основными задачами расчетного исследования были определение наиболее нагруженных при эксплуатации зон НГК и оценка остаточного ресурса конструкции с целью оптимизации объемов и сроков неразрушающего контроля в межремонтный период. Расчет НГК на прочность и долговечность проводился с учетом результатов инструментального обследования и фактических данных о нагрузках. По результатам расчетов было установлено, в том числе, что остаточный ресурс НКГ при условии сохранения неизменными режимов работы ГА составляет ~4,5 года, что меньше регламентированного нормативными документами 7-летнего периода между капитальными ремонтами. Отмечена необходимость актуализации методики индексной оценки технического состояния гидроагрегатов, в настоящее время не учитывающей влияние трещин несущих конструкций.

Ключевые слова: трещина, нижняя грузонесущая крестовина, неразрушающий контроль, остаточный ресурс, индекс технического состояния

Для цитирования: Георгиевская Е. В., Башмаков А. О., Васильченко К. И. Усталостные трещины: случайность или закономерность // Гидротехника. 2023. № 1. С. 2-9.

Список источников:
1. Программа комплексной модернизации (ПКМ) ПАО «РусГидро». URL: http://www.rushydro.ru/activity/cmp/ (дата обращения 01.02.2023).
2. Васильев Ю. С., Петреня Ю. К., Георгиевская Е. В. Ресурс гидротурбин: подходы, мнения, тенденции. обзор российской литературы // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2017. № 6. С. 59–73.
3. Байков А. И., Руденко А. Л. Состояние гидросилового оборудования на гидроэлектростанциях России // Гидротехническое строительство. 2012. № 5. С. 54–57.
4. Фотин С. В. Определение причин и характера разрушения луча крестовины рабочего колеса гидроагрегата № 3 Зейской ГЭС // IX НТК «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии»: материалы. Санкт-Петербург, 2015.
5. Анискович Е. В., Москвичев В. В. Эксплуатационная дефектность рабочих колес гидротурбин Красноярской ГЭС при длительных сроках эксплуатации // VII Всероссийская НПК «Гидроэлектростанции в XXI веке»: материалы. п. Черемушки, Красноярск, СФУ, 2021.
6. Стрельникова Е. А., Сирота И. Г., Линник А. В., Калембет Л. А., Зархина В. Н., Зайденварг О. Л. Вероятностная оценка долговечности вала гидротурбины при наличии трещин // Проблемы машиностроения. 2017. Т. 20. № 1. С. 28–35.
7. Dorji U., Ghomashchi R. Hydro turbine failure mechanisms: An overview // Engineering Failure Analysis. 2014. № 44. Рр. 136–147.
8. Luna-Ramírez A., Campos-Amezcua A., Dorantes-Gómez O., Mazur-Czerwiec Z., Muñoz-Quezada R. Failure analysis of runner blades in a Francis hydraulic turbine — Case study // Engineering Failure Analysis. 2016. № 59. Рр. 314–325.
9. Momčilović D., Odanović Z., Mitrović R., Atanasovska I., Vuherer T. Failure analysis of hydraulic turbine shaft // Engineering failure analysis. 2012. № 20. Рр. 54–66.
10. Salary A., Verlinski S., Levonyan H., Tyagunov A., Tarasov D. Failure analysis and crack estimation in a hydro runner blades // International Journal of Pure and Applied Mathematics. 2018. Vol. 119. № 12. Рр. 12841–12848.
11. Gagnon M., Tahan A., Bocher P., Thibault D. On the fatigue reliability of hydroelectric Francis runners // Procedia Engineering. 2013. Vol. 66. Рр. 565–574.
12. Makhutov N., Petrenia Y., Lepikhin A., Moskvichev V., Gadenin M., Tchernyaev A. Laboratory, Bench, and Full-Scale Researches of Strength, Reliability, and Safety of High-Power Hydro Turbines // Probability, Combinatorics and Control. BoD–Books on Demand, 2020. Рр. 35–52.
13. Смелков Л. Л., Иванченко И. П. Исследование причин образования трещин на лопастях гидротурбин типа РО75 //Труды ЦКТИ. 1992. № 272. С. 58–63.
14. Триандафиллидис А., Иванченко И. П., Прокопенко А. Н., Воеводин С. И. Исследование причин низкой надежности гидротурбин Кастраки ГЭС // Труды ЦКТИ. 2002. № 290. С. 175–186.
15. Иванченко И. П., Прокопенко А. Н. Опыт борьбы с трещинообразованием лопастей радиально-осевых гидротурбин // Гидротехника. 2022. № 3. С. 34–45.
16. Методика оценки технического состояния основного технологического оборудования и линий электропередачи электрических станций и электрических сетей. Утв. Пр. Минэнерго России от 26.07.2017 № 676 (ред. от 17.03.2020).
17. Васильченко К. И., Георгиевская Е. В., Башмаков А. О. Проблема трещинообразования несущих конструкций гидрогенератора и пути ее решения // XIV НТК «Гидроэнергетика. Гидротехника. Новые разработки и технологии». Санкт-Петербург. 2022.
18. Гончар А. В., Руденко А. Л., Мишакин В. В., Клюшников В. А., Байков А. И. Оценка ресурса лопаток направляющего аппарата ГЭС с учетом дефектности и коррозионной поврежденности // Гидротехническое строительство. 2016. № 6. С. 11–15.