«Развитие ЦКП "Центр исследований материалов тепловой энергетики" в направлении повышения эффективности и надежности тепломеханического оборудования ТЭС» Научный Руководитель ЦКП: Заместитель генерального директора ОАО «ВТИ» по научной работе, д.т.н. Е.А. Гринь Технический директор: Заведующий лабораторией испытания материалов А.В. Пчелинцев
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
«Развитие ЦКП "Центр исследований материалов тепловой энергетики" в направлении повышения эффективности и надежности тепломеханического оборудования ТЭС»
Научный Руководитель ЦКП:Заместитель генерального директора ОАО «ВТИ» по научной работе, д.т.н. Е.А. ГриньТехнический директор:Заведующий лабораторией испытания материалов А.В. Пчелинцев
Сведения о ЦКП Центр Коллективного Пользования «Центр исследования конструкционных материалов
тепловой энергетики нового поколения» был создан в 2009 году на базе отделения металлов Открытого Акционерного Общества «Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени Теплотехнический институт» (ОАО «ВТИ»).
Кадровый состав ЦКП насчитывает 60 сотрудников, в том числе: докторов наук – 4, кандидатов наук – 11, специалистов с высшим образованием без ученой степени – 28, молодых специалистов - 13.
В состав ЦКП входят следующие сектора: - Сектор испытаний кратковременных механических свойств и хрупкой прочности - Сектор химического и фазового анализа - Сектор исследования структурного состояния металла - Сектор испытания металла на длительную прочность и ползучесть - Сектор исследования материалов с использованием методов неразрушающего контроля
Подробная информация о ЦКП, оборудовании и предоставляемым услугам размещена на сайте: www.zkp-vti.ru
Деятельность ЦКПИмеющееся оборудование и кадровый состав ЦКП позволяют проводить следующие виды работ:1. Проведение испытаний металла на жаропрочность и жаростойкость. Анализ
деформационных свойств материалов при ползучести. Определение уровня расчетных характеристик и температурных границ применимости сталей и сплавов.
2. Исследование структурного состояния новых марок сталей в состоянии поставки и после длительного термического старения. Разработка структурных критериев эксплуатационной надежности металла.
3. Проведение механических испытаний металла в широком диапазоне температур и разработка рекомендаций по обеспечению надежности металла энергооборудования.
4. Комплексное исследование и анализ состояния металла оборудования энергетических объектов с использованием методов неразрушающего контроля (визуально-измерительный, вихретоковый, ультразвуковой, акустико-эмиссионный и капиллярный).
5. Выполнение химического и фазового анализов, изучение природы, состава и количества исследуемых фаз.
6. Определение причин аварий и повреждений металла различного типа оборудования с разработкой рекомендаций по предотвращению аварийных ситуаций.
Перечень услуг ЦКП• Определение основных механических и физических
характеристик металлов и сплавов в широком диапазоне температур
• Исследование микро и макроструктуры металлов и сплавов
• Определение длительной прочности и ползучести металлов и сплавов
• Исследование химического и фазового состава материалов
• Проведение неразрушающего контроля
• Экспертиза соответствия применяемых материалов требованиям НТД
Отрезной станок Buehler AbrasiMatic 300
Основные характеристики:• Скорость вращения
отрезного диска: 2600 об/мин• Величина подачи от 0,1 до 10
мм/с• Диаметр отрезных дисков: до
305 мм• Глубина реза: 115 мм• Микропроцессорный
контроль• Полуавтоматический режим
работы• Выбор отрезных кругов для
резки от деликатных до материалов повышенной твердости
Основные характеристики:•Разрешение 3,0 нм при 30 кВ•Увеличение непрерывное от 4х до 1 000 000х•Скорость сканирования от 20 нс до 10 мс на пиксель•Динамический фокус, сканирование по линии и в точке, коррекция наклона образца, 3D сканирование
•Размер изображения до 8192х8192 пикселей, 65536 градаций серого, 3 размера изображения в реальном времени, 10 для записи в файл
• Полностью документированный, открытый удаленный контроль по протоколу TCP/IP
Оптико-эмиссионный спектрометр PMI-MASTER PLUS
Основные характеристики
• Быстрая поточная сортировка продукции в условиях цеха, улицы• Прецизионный анализ в условиях лаборатории• Оптическая система спектрометра
по схеме Паше-Рунге 350 мм, голографическая решетка 3000 штрихов на 1 мм, система до 16 линейных CCD детекторов по 2048 пикс. каждый, разрешение 6 пикометров, диапазон длин волн 170 - 420 нм
• Миниатюрная оптическая система в датчике UV-PRO для анализа низких содержаний C, S, P.
Анализатор углерода и серы BRUKER G4 ICARUS HF
Основные характеристики• Современная высокочастотная
индукционная печь • улучшенная конструкция камеры
сгорания – низкое загрязнение кварцевой трубки
• Прямой обзор камеры сгорания • полуавтоматическая очистка печи.• Оптимизированная система
потока газа c электронным контролем давления и потока
производить испытания, в диапазоне от 300° до 1200° С
0
100
200
300
400
500
600
700
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Напр
яжен
ие [
MPa]
Деформация [%]
Образцы с 1 по 1
Образец №1
Маятниковый копер Instron 450MPX• Основные характеристики:• Максимальная энергия удара: 450 Дж• Дискретность измерения энергии: 0,01 Дж• Угол отклонения маятника: от 12° до 152°• Разрешение по измерению угла: 0,036°• Скорость удара: от 0,6 до 5,3 м/с• Моторизованный привод маятника• Автовозврат в исходное положение• Электромагнитный тормоз маятника• Суммарная энергия потерь не превышает
0,5% от максимальной потенциальной энергии копра
• Время от спуска маятника до готовности к новому пуску составляет менее 10 секунд
• Термо-крио камера обеспечивает проведение испытаний при температурах от - 80° до +200°С
Неразрушающий контроль Неразрушающий контроль (НК) — контроль надежности и основных рабочих свойств и параметров объекта или отдельных его элементов/узлов, не требующий выведение объекта из работы либо его демонтажа. НК особенно важен при создании и эксплуатации жизненно важных изделий, компонентов и конструкций. ЦКП ОАО «ВТИ» проводит исследования материалов при помощи методов визуального, капиллярного, вихретокового, ультразвукового контролей.
Вихретоковый и визуально-оптический сканирующий модульУльтразвуковой модуль комплекса
РОТОР-К9 в сборе.
Дефектоскоп должен обеспечивать обнаружение дефектов типа трещин со следующими параметрами:Минимальная длина ℓ выявляемой трещины при h>1мм, мм 3,0Минимальна глубина h выявляемой трещины при ℓ>3мм, мм 0,5Диапазон измерения глубины трещины при ℓ>3мм, мм 5,0Относительная ошибка при оценке глубины трещины, % 20
Впервые сотрудники ВТИ испытали сканирующий комплекс РОТОР –К9 на Нижневартовской ГРЭС. В июле 2012 г. ЦКП провели неразрушающий контроль металла ротора высокого давления (ВД) турбины К-800-240 ст.№2 . Наработка ротора ВД на момент обследования составляла более 100 тыс. часов.
Испытание вихретокового модуля комплекса РОТОР-К9 на тест-образце искусственными продольными и кольцевыми дефектами
Наиболее значимые результаты работыОбеспечение надежной и безопасной эксплуатации действующего энергооборудования
Разработки, направленные на сооружение современных высокоэффективных угольных блоков
1. Комплекс исследований металла основного энергетического оборудования, отработавшего свой парковый ресурс2. Разработка нормативного документа (регламента) по обследованию, испытаниям и оценке технического состояния длительно эксплуатирующегося оборудования3. Разработка методик ультразвукового и вихретокового контролей роторов ВД, СД и НД с помощью нового оборудования
1. Комплекс исследований перспективных высокохромистых сталей для изготовления основных высокотемпературных элементов энергоблоков
2. Разработка технической и регламентной документации, обосновывающей применение новых перспективных марок сталей3. Разработка критериев эксплуатационной надежности высокохромистых сталей
Расширение и совершенствование сферы услуг
1) Расширение номенклатуры предоставляемых услуг с учетом развития технической базы ЦКП
2) Разработка интернет-сайта 3) Модернизация положения о ЦКП4) Упрощение порядка доступа к оборудованию ЦКП5) Анализ рынка предлагаемых аналогичных услуг
Обеспечение достоверности измерений
1) Все оборудование ЦКП внесено в государственный реестр средств измерений
2) Все оборудование ЦКП проходит ежегодную поверку3) Строгое соблюдение стандартных методов испытаний и
совершенствование оригинальных методик4) Разработана технологическая и регламентная документация для
поверки и аттестации диагностического оборудования ЦКП5) Сотрудники ЦКП проходят своевременную переаттестацию по
разрушающим и неразрушающим методам контроля материалов
Заключение
1. Выполнены мероприятия по улучшению функционирования ЦКП (разработан интернет-сайт, модернизировано положение о ЦКП, упрощен порядок доступа к оборудованию, актуализирован перечень услуг)
2. Проведены семинары и научно-практическая конференция, направленные на популяризацию деятельности ЦКП
3. Разрабатывается программа развития ЦКП ОАО «ВТИ», включающая план взаимодействия с другими ЦКП в области материаловедения
4. Улучшена материально техническая база ЦКП5. Увеличивается объем выполненных работ: 2010г – 38, 2011г – 45, октябрь
2012г –48 6. Наблюдается тенденция к расширению тематики и увеличению объема работ,
выполняемых для различных сторонних организаций-пользователей.7. Для проведения больших НИР целесообразно привлекать «бизнес».8. Для содержания оборудования и обучения специалистов необходимы