Молоді науковці ЗФ – для безпеки теплоелектростанцій

За роботу "Збільшення ресурсу експлуатації зварних з'єднань енергетичного обладнання сучасних енергоблоків ТЕС" Андрію Перепічаю, к.т.н., старшому викладачеві ЗФ, у складі творчого колективу було присуджено Премію Президента України для молодих учених 2019 р. Про свою роботу Андрій Олександрович розповідає охоче і детально.

Не секрет, що наявність у країні достатньої кількості ефективних енергогенеруючих потужностей – запорука її безпеки і розвитку. Україна потроху освоює "зелену енергетику", але десятки енергоблоків ТЕС продовжують працювати і необхідно піклуватися про їх безпеку і працездатність.

"Продовження терміну експлуатації енергоблоків, пошук шляхів підвищення їх ефективності та збільшення потужностей – актуальна проблема для енергетики України, – розмірковує науковець. – Зварні з'єднання паропроводів (складова частина енергоблоків) пошкоджуються більш інтенсивно, ніж основний метал. Пошкодження зумовлені структурною, хімічною і механічною неоднорідністю металу та фізико-хімічними процесами при його пластичному деформуванні". Дослідження зварних з'єднань є вельми актуальним, адже знаючи особливості металу, можна зменшити швидкість структурних перетворень, які в ньому відбуваються. Одна з типових проблем зварних з'єднань – холодні тріщини та тріщини повторного нагріву, які призводять до руйнування, аварій та значних матеріальних витрат.  

Робота, що удостоєна премії, присвячена фундаментальним дослідженням особливостей структурних перетворень зварних з'єднань зі сталей 12Х1МФ та 15Х1М1Ф; розробці технології зварювання та термообробки елементів діафрагм парових турбін і елементів паропроводів, що експлуатуються при різних температурах; розробці технології зварювання для виготовлення корпусів високого та низького тисків; розробці способу розрахункової оцінки статичної міцності кільцевих стиків технологічних паропроводів, а також виробленню на основі проведеного дослідження рекомендацій для підвищення статичної міцності кільцевих стиків паропроводів технологічним шляхом. Результати роботи знайшли своє практичне втілення на підприємствах АТ "Турбоатом", ПАТ "Харківський котельно-механічний завод", ПАТ "Укртатнафта", ПрАТ ЕК "Чернівціобленерго".

А робота дійсно виконана значна. Навіть перерахування її напрямів займає цілий абзац тексту. "Запропонована нами вихідна структура металу зварних з'єднань з покращеними якісними характеристиками дозволяє збільшити ресурс експлуатації паропроводів ТЕС на 25–30%, – ділиться Андрій Олександрович. –  Використання вдосконаленої технології зварювання дозволяє отримувати зварні з'єднання з короткочасними механічними властивостями на 10–15% вищими, ніж в аналогічних, виконаних за штатними технологіями. Запропоноване захисне термостійке покриття забезпечує збільшення терміну служби сопел і струмопідвідних мундштуків у 1,7–3,9 раза і підвищення продуктивності процесу зварювання на 9–11%. Обґрунтовано технологічні підходи до технології зварювання і термічної обробки для попередження утворення тріщин повторного нагріву. Визначено температурний діапазон підігріву теплостійких сталей 15Х1М1Ф, 15Х12ВНМФ, П3, 25Х2НМФА і РД1 для попередження розвитку сповільненого руйнування. Оптимізовано режими післязварювальної термообробки комбінованих зварних з'єднань, що зустрічаються в турбінному устаткуванні та паропроводах. Розроблено технологію ручного дугового зварювання покритими електродами та режим термічної обробки зварних з'єднань сталі марки П3".

Дуже цінним і корисним для ЗВО є те, що результати виконаних досліджень доповнили навчальні курси в Харківській та Київській політехніках, Міжгалузевому навчально-атестаційному центрі ІЕЗ ім. Є.О. Патона. У проведенні досліджень брали участь і студенти названих вишів.