Дополнение к Тех.расследование аварии на СШГЭС
|
|
Дополнение к Тех.расследование аварии на СШГЭС
Звуковые частоты я не знаю, а хронометраж приведший к аварии приведу.Сообщение от gewöhnlicher Ingenieur
Секрет рисунка BMW
Первую фазу мы рассмотрели в тех.ветке (посты 32, 33, 41).
Самая долгая начальная фаза длилась 8 часов (23:15-07:15). Это время ушло на излом первых 7 шпилек статической силой на сдвиг от верхней цапфы заклинившей снизу лопатки порядка 150-180 т. Еще раз приведем эту хронологию:
[23:15] запуск ГА2, отрыв и клин лопатки
[00:25] излом первой шпильки (35 минут)
[02:25] излом 2-й шпильки (2 ч 35 мин)
[03:00] излом 3-й шпильки (3 ч 10 мин)
[04:15] излом 4-й шпильки (3 ч 45 мин)
[05:40] излом 5-й шпильки (3 ч 15 мин)
[06:15] излом 6-й шпильки (3 ч 40 мин)
[07:15] излом 7-й шпильки (4 часа)
На оставшиеся шпильки дополнительное сдвиговое усилие распределяется более равномерно, поэтому их излом затянулся бы на многие часы и дни. Но появилась новая, большая сила воздействия.
До аварии осталось менее часа. Рассмотрим, что могло происходить в это время, что привело к рисунку BMW.
[07:30-07:45] Затяжка одной шпильки по регламенту составляет 75 т, то есть уже потеряна сплошная полоса затяжки 7 * 75 = 525 т. Длина сектора этой полосы в районе цапф более 2 метров, то есть на соседние шпильки действует метровый рычаг разрыва.
Оставшиеся шпильки 8-10 в секторах ЛБ1 и ЛБ2 и шпильки в секторах ЛБ3 и ЛБ4 доламываются этим рычагом.
В следующих секторах происходит растягивание шпилек:
НБ3 и ВБ4 – до 3-4 мм
НБ1 и ВБ2 – до 2-3 мм
НБ2 и ВБ1 – до 1-2 мм
НБ4 и ВБ3 – до 1 мм
ПБ3 и ПБ4 – теряется прижим
Прижатыми остаются только сектора ПБ1 и ПБ2.
На этом разрыв временно приостанавливается, потому что крышка перекосилась и НА в секторах ЛБ1 и ЛБ2 уперся в стенку стакана СК. Этот упор помогает оставшимся шпилькам сдерживать подъемные силы до 3000 т и не дает просачиваться воде в образовавшуюся щель.
Растягивание затянулось бы на часы, но в действие вновь вступают силы сдвига.
[07:45-08:10] Штатные силы сдвига, пытающиеся раскрутить крышку с НА, при открытых на 60-70% лопатках порядка 1200 т. Основное противодействие им теперь оказывают только сектора ПБ1 и ПБ2, где сохранился прижим. В других секторах крышка прижимается к шпилькам выше, поэтому им легче изогнуться и отклониться, предотвращая излом.
Когда излом уничтожает шпильки в секторах ПБ1 и ПБ2, крышка начинает выравниваться. Возможно в этот момент происходит всплеск сейсмопоказаний в районе 1 и 14 Гц.
[08:10-08:13] Оставшиеся шпильки в секторах НБ, ВБ, ПБ3 и ПБ4 растягиваются. Прижима нет, излом не наступает, так как сдвиговые усилия приложены высоко, что позволяет шпилькам больше изогнуться и переложить часть сдвиговой нагрузки на цапфы лопаток.
Крышка выравнивается, начинается равномерный разрыв оставшихся шпилек. В щель поступает вода, но не с полным напором, так как путь узкий и длинный – аналог лабиринтного уплотнения.
Растягивание и разрыв идут волнами. Нижний обод РК несколькими движениями поднимается, перекрывая путь воде. С каждой волной давление возрастает, что видно на графиках.
[08:13:22-08:13:24] Начавшееся закрытие лопаток приводит к разрыву последних шпилек.
P.S. Обращаю внимание, что эта версия предполагает нормальные затянутые шпильки с допустимой коррозией. Если и есть усталость, то единичная. Иначе ровного рисунка BMW не получится.
Авария на гидроагрегате №*2 (разрушение конкретного технического устройства) произошла в момент срыва крышки турбины вследствие излома шпилек крепления крышки. В результате визуального осмотра 49 шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата №*2 в изломах шпилек выделены две зоны: зона усталостного излома и зона долома (письмо 23.09.2009 г.
№ 04/23/- 2561 ВС ОАО НПО «ЦНИИТМАШ»):
41 шпилька разрушилась по резьбе при площадях усталостного излома:
-от 5 до 10% от общей площади сечения шпильки на 5 шпильках;
-от 20 до 30% от общей площади сечения шпильки на 3 шпильках;
-от 35 до 40% от общей площади сечения шпильки на 8 шпильках;
-от 50 до 55% от общей площади сечения шпильки на 6 шпильках;
-от 60 до 65% от общей площади сечения шпильки на 4 шпильках;
- 70 % от общей площади сечения шпильки на 3 шпильках;
-от 80 до 85% от общей площади сечения шпильки на 3 шпильках;
-от 90 до 95% от общей площади сечения шпильки на 6 шпильках;
-от 97 до 98% от общей площади сечения шпильки на 2 шпильках.
Две шпильки разрушились без признаков усталостного разрушения
по механизму статического отрыва.
Остальные 6 шпилек имеют полную длину, резьба не сорвана, что может свидетельствовать об отсутствии на них гаек в момент срыва турбины. Длина не разрушенной шпильки составляет 245 мм и соответствует заданной
по чертежу.
По результатам лабораторных исследований (заключение от 10.09.2009 № 60 ОАО НПО «ЦНИИТМАШ»), сделаны следующие выводы:
- по результатам капиллярной дефектоскопии обнаружены протяженные несплошности в виде трещин на витках резьбы. Обнаруженные дефекты являются недопустимыми.
- по результатам ультразвуковой дефектоскопии обнаружены недопустимые дефекты на витках резьбы шпилек (дефектов в металле шпилек вне резьбовой зоны не выявлено);
- результаты исследования химического состава образцов показали соответствие металла исследуемых шпилек стали 35 по ГОСТ 1050-88
и соответствуют требованиям ТУ 0300.056 "Сталь конструкционная сортовая термически обработанная";
- по результатам механических испытаний металл шпилек соответствует требованиям технических условий 0300.056 "Сталь конструкционная сортовая термически обработанная";
- микроструктура металла шпилек - феррит и пластинчатый перлит. Структурная полосчатость выражена слабо; основными видами неметаллических включений в металле являются деформированные сульфиды марганца, имеется незначительное содержание силикатов марганца, оксидов сложного состава и нитридов титана; микроструктура металла шпилек признаков браковки не имеет;
- макрорельеф поверхности излома шпилек является характерным
для области развития усталостной трещины. Зарождение усталостной трещины (многоочаговое) происходило от внешнего концентратора - кольцевой резьбовой канавки. На поверхности усталостного разрушения выделяется ряд макрообластей, границы которых идентифицируются как следы продвижения фронта усталостной трещины.
Основные результаты экспертизы и выводы:
1. Химический состав металла шпилек соответствует стали 35
по ГОСТ 1050-88 и требованиям ТУ 0300.056 "Сталь конструкционная сортовая термически обработанная". Микроструктура металла шпилек характерна для углеродистой стали с содержанием углерода 0,3 - 0,4% и браковочных признаков не имеет.
2. Механические свойства металла шпилек соответствуют требованиям технических условий 0300.056 "Сталь конструкционная сортовая термически обработанная".
3. По результатам неразрушающего контроля обнаружены многочисленные дефекты в виде усталостных трещин на поверхности резьбовых канавок шпилек. Обнаруженные трещиноподобные дефекты характеризуются как недопустимые, поскольку являются очагами развития разрушения шпилек, ограничивают прочность и несущую способность этих деталей, а также конструкции разъемного соединения в целом.
4. По результатам комплексных исследований основной причиной разрушения шпилек является развитие усталостных трещин, зарождение которых происходило с внутренней поверхности резьбовой канавки. Размер области развития усталостных трещин до момента статического долома для исследованных шпилек изменяется в широком диапазоне вплоть до 95% от общей площади поверхности разрушения, т.е. практически до полной потери несущей способности шпилек.
Одним из факторов, способствующих развитию дефекта в шпильках крепления крышки турбины на ГА-2, является значительное количество переходных режимов работы гидроагрегата в не рекомендуемых
для эксплуатации зонах с повышенными динамическими характеристиками (вибрациями), в зависимости от мощности при участии гидроэлектростанции (и гидроагрегатов) в системном регулировании активной мощности
и частоты. Установленный заводом-изготовителем срок службы крепежа (шпилек) совпадает со сроком службы самого оборудования (30 лет).
Выписки из АКТа...
Дополнение к Тех.расследование аварии на СШГЭС
Надо разложить по номерам шпилек информацию из акта:
В результате визуального осмотра 49 шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата №*2 в изломах шпилек выделены две зоны: зона усталостного излома и зона долома (письмо 23.09.2009 г.
№ 04/23/- 2561 ВС ОАО НПО «ЦНИИТМАШ»):
41 шпилька разрушилась по резьбе при площадях усталостного излома:
-от 5 до 10% от общей площади сечения шпильки на 5 шпильках;
-от 20 до 30% от общей площади сечения шпильки на 3 шпильках;
-от 35 до 40% от общей площади сечения шпильки на 8 шпильках;
-от 50 до 55% от общей площади сечения шпильки на 6 шпильках;
-от 60 до 65% от общей площади сечения шпильки на 4 шпильках;
- 70 % от общей площади сечения шпильки на 3 шпильках;
-от 80 до 85% от общей площади сечения шпильки на 3 шпильках;
-от 90 до 95% от общей площади сечения шпильки на 6 шпильках;
-от 97 до 98% от общей площади сечения шпильки на 2 шпильках.
Две шпильки разрушились без признаков усталостного разрушения
по механизму статического отрыва.
Остальные 6 шпилек имеют полную длину, резьба не сорвана, что может свидетельствовать об отсутствии на них гаек в момент срыва турбины. Длина не разрушенной шпильки составляет 245 мм и соответствует заданной по чертежу.
Дискуссия на ветке давно ушла от физико-технического уклона в сторону политико-философскую. Одним, наверно, неинтересны технические детали, другие не понимают их, третьи не хотят понимать, четвёртые проповедуют принцип «такого не может быть». Посты с технической информацией или выводами давно уже пролетают и теряются в сотнях страниц. Официальный отчёт скуп, но всё же дал новую информацию. Попробуем поразмышлять над ней. Ловите очередную порцию «технического бреда».
Почему «бреда»? Кому лень читать «бред» о лопатке, переходите в конец, к «Бабочке»…
Вопрос, который поднимался еще с 17 августа: почему именно ГА2? И ответ быстро нашёлся: вибрации. Вибрации привели к износу и усталости металлических конструкций. Есть документальное подтверждение, что они постепенно увеличивались сверх нормы.
Только остался не раскрыт ответ на вопрос: что привело к их увеличению. Сами по себе вибрации – обыденная вещь на станции. Даже превышение норм – обыденное явление. Разрешено до 160, а реально на половине агрегатов больше. ГА2 особо не выделялся, даже чемпионом не был. Правда сравнение не совсем корректно, так как напор апреля и августа различается на 40 метров.В период с 21.04.2009 по 17.08.2009 наблюдался рост показаний вибрации турбинного подшипника гидроагрегата № 2, примерно в 4 раза.
Амплитуда вибрации подшипника крышки турбины ГА-2 с 08 час. 00 мин. до 08 час. 13 мин. увеличилась на 240 мкм (с 600 до 840 мкм) при максимальном значении до 160мкм.
По другим показателям ГА2 тоже был середнячком: время работы, количество переходов через зону II.Размах горизонтальной вибрации корпуса турбинного подшипника
16.03.2009
Напор 190,98 м
Режим работы, 601 МВт
Значения вибрации НБ/ЛБ 149 мкм
Данные по состоянию оборудования ГА на 8 час. 00 мин. 17.08.2009
ГА-1 ГА-2 ГА-3 ГА-4 ГА-5 ГА-6 ГА-7 ГА-8 ГА-9 ГА-10
200 600 150 110 275 --- 50 175 200 50
Данные по состоянию гидроагрегатов на 8 час. 13 мин. 17.08.2009
ГА-1 ГА-2 ГА-3 ГА-4 ГА-5 ГА-6 ГА-7 ГА-8 ГА-9 ГА-10
200 840 175 160 160 --- 50 200 170 50
А как же незакрученные гайки на целых шпильках, обнаруженных комиссией? Резьба на них не имеет признаков наличия гайки, даже нельзя предположить, что она лопнула и снялась со шпильки (как у шпильки с фотографии, на которой заметны повреждения резьбы и следы гайки). Тут надо согласиться, но с оговорками.Данные по количеству переходов не рекомендуемой зоны (II зоны) в 2009 г.
ГА1 ГА2 ГА3 ГА4 ГА5 ГА6 ГА7 ГА8 ГА9 ГА10
298 232 369 490 218 20 328 209 396 78
Время нахождения агрегатов в не рекомендуемой зоне (II зоны)
ГА1 3576 1 час
ГА2 2784 0 час 46 мин
ГА3 4428 1 час 14 мин
ГА4 5880 1 час 38 мин
ГА5 2616 0 час 44 мин
ГА6 240 0 час 04 мин
ГА7 3936 1 час 06 мин
ГА8 2508 0 час 42 мин
ГА9 4752 1 час 19 мин
ГА10 936 0 час 15 мин
Время работы гидроагрегатов СШГЭС в сети
ГА 2006(час) 2007(час) 2008(час) 2009(час) Сумма(час)
1 5253,99 6065,43 6415,93 4253,75 21989,10
2 6157,78 4657,24 6498,58 3449,97 20763,57
3 5976,56 2322,24 2910,98 4003,09 15212,87
4 5794,30 6490,69 3278,15 4032,93 19596,07
5 5066,17 4476,21 6773,20 4271,46 20587,04
6 6657,31 4823,49 4222,59 96,76 15800,15
7 2727,54 6648,91 4317,50 4552,02 18245,97
8 7149,77 5141,05 4485,65 2730,33 19506,80
9 6276,99 5649,44 4258,03 4901,42 21085,88
10 1153,38 348,14 426,87 1826,60 3754,99
Наличие незакрученных гаек подтверждается знающими ситуацию людьми.
Запас, заложенный в крепёж, не сильно страдает от отсутствия гаек на нескольких шпильках, если они расположены не рядом друг с другом. Уменьшение натяга при отсутствии 8 гаек будет 10%.
Сталь 35 вместо 45 кардинально картину не меняет. По характеристикам они близки.
)
Все эти недочёты должны быть не только у ГА2, но и у других, не взлетевших агрегатов. Кардинально повлиять на ситуацию они не могли. Только отложили бы аварию на несколько часов, и взлёт ГА2 увидело бы начальство, собиравшееся приехать на станцию.Механические свойства для сталей по ГОСТ 1050-88
Марка стали | Предел текучести Н/мм2 (кгс/мм2) | Временное сопротивление Н/мм2 (кгс/мм2) | Относительное удлинение % | Относительное сужение % | Ударная вязкость KGU Дж/см2 (кгс м/см2)
35 315(32) 530(54) 20 45 69(7)
45 355(36) 600(61) 16 40 49(5)
Посчитаем ещё раз силы с учётом полученных замечаний.
Вес 1800 т. Оставим, хотя есть вариант 1600 т.
Выталкивающие силы оценивались в 2600 т. Но не было учтено, что давление сверху вниз на РК воздействует и на крышку снизу вверх. Возьмём выталкивающие силы: 3300 т.
Сдвиговые силы от цапф лопаток грубо оценивались от 600 до 1200 т. Учтём замечания об обтекаемости лопаток. Возьмём сдвиговые силы: 450 т.
Учтём отсутствие гаек на 6 шпильках. Имеющийся натяг теперь: 75 * 74 = 5550 т.
Общая растягивающая нагрузка на болты: 5550 + 3300 – 1800 = 7050 т.
Общий прижим крышки к фланцу: 5550 + 1800 – 3300 = 4050 т.
Растягивающая нагрузка на одну шпильку с гайкой: 7050 / 74 = 95 т.
Прижим на одну «штатную» шпильку: 4050 / 80 = 51 т.
Сдвиговое усилие на одну шпильку с гайкой: 450 / 74 = 6 т.
Соотношение сил прижима к силам сдвига: 8,5:1.
Имеем 2-3 кратный запас, наблюдаемые вибрации не должны влиять на шпильки. 30 лет работы 10 агрегатов это подтверждают.
В период с 14.01.2009г. по 16.03.2009г. проведен средний ремонт ГА2 СШГЭС.
После ремонта, с апреля идет линейный рост вибраций, а после 22 июня начинается ускоренный нелинейный рост.В ходе среднего ремонта ГА-2 фирмой ОАО «Промавтоматика» были выполнены работы по демонтажу колонки ЭГР-10-7-2И и механизма обратной связи и монтажу колонки ЭГР-РО-6-1 (ПР ГА 040505.01).
Пункт 9 Приложения 1 к техническим требованиям на поставку и замену гидромеханической части электрогидравлического регулятора частоты вращения турбины описывает особенности работы в аварийных ситуациях.
Однако режим закрытия направляющего аппарата в алгоритме работы электрогидравлического регулятора частоты вращения турбины при потере электропитания предусмотрен не был.
Сами по себе вибрации не могли стать причиной своего же увеличения через воздействие на шпильки. Классическая ситуация: что раньше – яйцо или курица.
Чем же отличался наш середнячок ГА2? Начиная с весны он стал дёргать лопатками в несколько раз чаще своих собратьев. В благих намерениях – поиск оптимума, чтобы уменьшить вибрации.
Но этот поиск долбил… нет, не шпильки. Он долбил пазы верхних цапф. Узел и до этого испытывал нагрузки.
Основной источник вибраций внизу – РК и лопатки.По направляющему аппарату (далее-НА): Осмотр НА, обнаружено: износ манжетных уплотнений средних подшипников ЛНА-9.12; демонтаж, монтаж эксцентриковых пальцев, шпонок, рычагов, корпуса верхних подшипников лопаток НА-9.12;
Замена манжетных уплотнений, шнурового резинового уплотнения Д=8 мм средних подшипников лопаток НА-9.12;
Переклиновка рычагов лопаток НА № 5,7,8,10,14,18,20;
Проверка вертикальных и торцевых зазоров по лопаткам НА (формуляр № 4);
Вывеска лопаток 9.12 и установка торцевых зазоров;
Дёргаем чаще лопатку – больше износ пазов цапфы и шпонок – больше люфт лопатки – больше вибрации – снова дёргаем лопатку, чтобы уменьшить их, и начинается «бег по кругу».
Возможно, что после 22 июня из замятых пазов цапфы вылезла одна из шпонок. Или не одна, или не у одной цапфы.
До середины августа наблюдаем ускоренный рост вибраций, но всё работает, никаких претензий к оборудованию. Формально вибрации не являются причиной для остановки, нет таких инструкций. Но в резерв ГА2 вывести можно.
Система непрерывного виброконтроля, установленного на гидроагрегате №*2 в 2009*г. не была введена в эксплуатацию и не учитывалась оперативным персоналом и руководством станции при принятии решений.
16 августа пожар на Братской. ГА2, выведенный из резерва, запускают в ГРАРМ.
Но у ГА2 устали… нет, снова не шпильки. Верхняя цапфа, которая самая раздолбанная.
Шпонки вылетают, лопатка освобождается. Почему этого могли не заметить?
Срезной палец. Он не на лопатке. Сервомотор по-прежнему дёргает рычаг, обратная связь не нарушена. Если лопатка освобождается, она либо закрывается, упираясь в соседку, либо разворачивается вдоль потока. Во втором случае её обтекает большой поток воды, который воздействует на РК. Это сильно сказывается на работе и показаниях агрегата, по которым можно определить причину.
Но лопатка не развернулась по потоку. У неё самые изношенные подшипники, которые перекосили ось. Лопатка заклинила нижним краем, развернувшись поперёк потока. Это положение не даёт такого сильного воздействия на РК, как ситуация с разворотом по потоку. Режим работы и показания изменились, но не очень заметно, определить по ним возникшую ситуацию сложно. Настораживают только повышенные вибрации.
Однако внизу кардинально изменился расклад сил. Теперь ускоренно начали уставать шпильки. Появилось новое статическое усилие на сдвиг: + 150-180 т.
Общее сдвиговое усилие стало: 450 + 180 = 630 т. Но оно не симметрично. У ближайших к цапфе шпильках нагрузка больше, меняется соотношение сил прижима к силам сдвига:
В тех.ветке приведен примерный расклад сил и последовательность излома.Прирост от заклинивания | Сила сдвига | Соотношение прижима к сдвигу |
нет 6 т 8,5:1
30% 60 т 8,5:10 (0,85:1)
20% 42 т 8,5:7 (1,2:1)
15% 33 т 8,5:5,5 (1,5:1)
10% 24 т 8,5:4 (2,1:1)
5% 15 т 8,5:2,5 (3,4:1)
Отметим дополнительно только некоторые моменты.
Срабатывание защит скорее всего произошло после фазы выравнивания в период 08:10-08:13 из-за поступающей в щель воды.
Авария на СШГЭС. Электротехника
Облом лопатки с кручением.
На лопатку, стоящую поперёк потока, действует усилие до 260 т. Широкая сторона лопатки длиннее узкой части, лопатка испытывает вверху большое крутящее усилие (примерно 15%, 40 т). Сочетание крутящего момента с постепенным наклоном от поворачивающейся крышки может привести к наблюдаемому облому.
Рисунок BMW.
Карта излома шпилек составлялась до выводов комиссии. При попытке скорректировать порядок излома шпилек, зная результаты экспертизы, нарисовались доказательства другой версии, которая выдвигалась с самого начала, но носила предположительный характер и требовала документального подтверждения и расчетов.
«Бабочка» усталости шпилек.
Разная степень усталости объясняется «кустами» сопротивления разрыву.
От догадки заклинивания лопатки и поиска других источников сил можно отказаться, если точно подсчитать возможность излома шпилек соседних с номерами 53 и 54. Эти шпильки были без гаек и идут подряд. Кроме того, рядом есть шпильки 43 и 47 – тоже без гаек.
В 54-х градусном секторе (это 15%) оказалось 4 шпильки без гаек. В секторе из 12 шпилек отсутствуют гайки, то есть нет натяга, у 4 шпилек. Это 1/3 (33%)!
Подсчитаем силы в этом секторе.
Часть общего веса агрегата в секторе: 1800 * 0,15 = 270 т.
Общие выталкивающие силы в секторе: 3300 * 0,15 = 495 т.
Общие сдвиговые силы в секторе: 450 * 0,15 = 68 т.
Общий натяг в секторе должен быть: 5550 * 0,15 = 833 т.
Реальный общий натяг в секторе: 75 * 8 = 600 т.
Общая растягивающая нагрузка в секторе должна быть: 7050 * 0,15 = 1058 т.
Реальная общая растягивающая нагрузка на болты в секторе: 600 + 495 – 270 = 825 т.
Общий прижим в секторе должен был быть: 4050 * 0,15 = 608 т.
Реальный общий прижим крышки к фланцу в секторе: 600 + 270 – 495 = 375 т.
Растягивающая нагрузка на одну шпильку с гайкой в секторе: 375 / 8 = 47 т.
Прижим на одну «штатную» шпильку в секторе: 375 / 12 = 31 т.
Сдвиговое усилие на одну шпильку с гайкой в секторе: 68 / 8 = 8,5 т.
Соотношение сил прижима к силам сдвига в секторе: 3,7:1.
Если сделать расчет для 4 шпилек (для одной цапфы), среди которых две подряд без гаек, то соотношение будет еще меньше.
Реальный общий натяг у цапфы: 75 * 2 = 150 т.
Реальная общая растягивающая нагрузка на болты у цапфы: 150 + 165 – 90 = 225 т.
Реальный общий прижим крышки к фланцу у цапфы: 150 + 90 – 165 = 75 т.
Растягивающая нагрузка на одну шпильку с гайкой у цапфы: 75 / 2 = 37,5 т.
Прижим на одну «штатную» шпильку в секторе: 75 / 4 = 19 т.
Сдвиговое усилие на одну шпильку с гайкой у цапфы: 22,5 / 2 = 11 т.
Соотношение сил прижима к силам сдвига у цапфы: 1,7:1.
Соотношение в секторе «просело» более чем в два раза, а у цапфы в пять раз! При таких соотношениях сил возможны подвижки крышки в секторе. Получается, что с 21 апреля крышка «поехала». Мы видим линейный рост вибраций. 22 июня она прижалась к шпильке, и начался нелинейный участок роста. В ночь с 16 на 17 августа дело дошло до излома шпилек, и мы видим резкий скачок вибраций перед аварией.
Халатность, разгильдяйство, пофигизм или диверсия?
P.S. DOC-файл с картинками (2.22МБ = 2 329 600) -
P.P.S. С октября доходы упадут в два раза, кризис, работодатели экономят, придётся снова искать подработку...
С уважением, инженер dma2.
Версия: Резкое закрытие НА – Гидроудары
Причиной аварии является создание в отрасли административно-финансовой системы, цели которой – увеличение показателей прибыльности, капитализации, ликвидности и прочей «рыночной привлекательности» у бывших элементов ЕЭС.
Данная версия – это предложение обсудить возможный вариант развития событий согласно тому куцему материалу, что имеем. А имеем мы фотографии ПОСЛЕ и несколько графиков ДО и ВО ВРЕМЯ. На этих трендах разная временная шкала. Нативные данные отсутствуют, усреднение с разной постоянной времени, но ДОПУСТИМ ДАННЫЕ ИСТИННЫ. «Связать» их на одной шкале не смог, поэтому рассматриваю последовательность событий без привязки к абсолютному времени.
Итак.
Непосредственно перед аварией на графиках положения лопаток заметен дрейф на закрытие. Как на индивидуальных трендах,
так и на общем (красный график).
Скорость можно оценить в 0,5-1% в минуту, связь её с вибрацией установить не удаётся. Нет данных. Отсутствуют также данные о давлении масла в системе гидропривода поворота лопаток НА, чем и воспользуемся.
ПРЕДПОЛОЖИМ, что дрейф на закрытие НА – следствие протечек гидравлической системы. Рискнем также предположить, что непосредственный вклад в развитие вибрационных процессов вносит возрастающая еще с марта июня разбалансированность положения лопаток НА. Непосредственно перед аварией максимальный разброс в положениях штоков сервомоторов составлял 5%. Что касается взаимного расположения самих лопаток – остаётся только гадать. Но даже в случае идеально выставленного «нуля», люфт в рычаге и пальце ИМХО легко мог составлять пару градусов или 3%.
В какой-то момент времени (в 08:13:21:00 на данном рисунке) НА ГА2 пошёл на закрытие. Вероятно под воздействием какого-то НЕглавного золотника…
На четвёртой ступеньке AI_Y1 данного графика в момент времени близкий к 4:13:24.717 по московскому времени случается событие «Ш», в результате которого скачкообразно возрастают радиальные вибрации ТП со сторон левого берега и нижнего бьефа, вертикальные вибрации опорного подшипника и проч;
Сути события «Ш» не понимаю. Неоспорим резкий, взрывной его характер. Подозреваю, что именно в этот момент раздался «хлопок». Возможно, произошло:
- Обрыв одной или нескольких шпилек;
- Перекос и заклинивание одной или нескольких лопаток;
- Срыв и закрытие лопатки из-за разрушения крепления к рычагу;
- …
Через пару секунд главный золотник идёт на закрытие НА. Очень похоже на срабатывание защиты. Если вибрации не могли учитываться автоматикой, то возможными триггерами могли являться:
- падение частоты тахогенератора XG1;
.......
.... либо
- скачок частоты тахогенератора XG1 ;-)
- либо ещё какие-то параметры, пока нам неведомые.
Прошу обратить внимание на вышеприведённый рисунок. Непосредственно перед срабатыванием золотника НА приоткрывается на пару процентов (до 57%), а в момент срабатывания рушится до -10%.
С другой стороны, в графиках с другим усреднением, картина иная:
Возможно падение давления в гидравлической системе таково, что лопатки уже гуляют сами по себе. Вибрации в этот момент уже запредельные.
Срабатывание главного золотника на закрытие приводит к резкому (фаза гидроудара около 300-350 мс при длине водовода 241м) прикрытию лопаток НА, что приводит к гидроудару со стороны верхнего бьефа. Удар с ВБ по зоне крышки турбины между статорным кольцом и лопатками НА ломает шпильки. Рассогласование положений штоков сервоприводов от -1 до +50%. Давление в спиральной камере перед ударом не ниже 20 атм.
Давление под крышкой турбины падает с +3,9455 до -1 атм («вакуум»):
Как уже утверждалось, обратный гидравлический удар со стороны нижнего бьефа выносит ГА2 из шахты:
Оказывается я пропустил очень важную фотографию с номерными бумажками шпилек.
Теперь она учтена, карта излома построена по данным из акта комиссии.
С учётом расчётов в сообщении оформим окончательные картинки.
Бабочка:
BMW:
сегодня читал Вестник МЭИ №1 2010г, статья д.т.н. Зеленохата Н.И. "Технологические причины аварии на СШГЭС" пишет, что авария произошла в результате рассогласования лопаток НА... и следствием являлось:
Возможно в час X произошли частичные повреждения или разрушение лабиринтного уплотнения и заклинивание в этой части вращающего вала с крышкой турбины, так как через 0.5с после резкого возрастания вертикальных вибраций и наступил час X - маталлические части РК состыковались в верхнем лабиринтном уплотнении с крышкой турбины. Накопленной кинетической энергии вращающегося вала с ротором и РК было более чем достаточно, чтобы в одно мгновение срезать шпильки крышки турбины и верхние втулки цапф лопаток НА. Так как давление воды на крышку турбины и РК в несколько раз превышало их вес, то они вместе с валом и ротором потоком воды были вынесены из шахты(колодца) в вертикальном направлении.
-у тебя руки золотые!
-нет, только контакты платиновые.. (с)
__
HondaCRV'97(RD1 B20B AT)
Не зря люди свои версии аварии здесь выкладывали - журнал "Гидростроительство" за январь 2012
-у тебя руки золотые!
-нет, только контакты платиновые.. (с)
__
HondaCRV'97(RD1 B20B AT)
-у тебя руки золотые!
-нет, только контакты платиновые.. (с)
__
HondaCRV'97(RD1 B20B AT)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
