Развитие ЦКП &quot

«Развитие ЦКП "Центр исследований материалов тепловой
энергетики" в направлении повышения эффективности и надежности тепломеханического оборудования ТЭС»
Гринь Е.А., научный руководитель ЦКП ОАО «ВТИ», заместитель
генерального директора по научной работе ОАО «ВТИ», д.т.н.
Пчелинцев А.В., директор ЦКП ОАО «ВТИ», заведующий лабораторией испытания материалов ОАО «ВТИ»
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 научно-исследовательский институт» (ОАО «ВТИ»).
Традиционно отделение металлов ОАО «ВТИ» занималось проблемами надежности металла основных ответственных элементов тепломеханического оборудования. Функционирование тепловой энергетики на современном этапе характеризуется двумя особенностями, которые в свою
очередь определяют основные задачи в области безопасности, надежности
и долговечности тепломеханического оборудования. Первая – это необходимость продолжения эксплуатации выработавшего ресурс оборудования,
в связи с чем, остро стоит вопрос обеспечения его надежности и безопасности посредством определения фактического состояния металла. Вторая –
это создание ряда новых конструкционных материалов для пароперегревательных поверхностей нагрева, трубных систем и коллекторов котлов, для
паропроводов и деталей турбин, необходимых для сооружения современных высокоэкономичных и экологически чистых энергоблоков.
В процессе развития Центра Коллективного Пользования (ЦКП) удалось модернизировать приборную и испытательную базу и расширить методы исследований материалов. Общий размер инвестиций в ЦКП на 2012
год составляет 86.5 млн. руб.
Основной задачей ЦКП является обеспечение возможности проведения испытаний и научных исследований металла как для решения отраслевых проблем теплоэнергетики в рамках государственных и коммерческих
контрактов института (ОАО «ВТИ»), так и для других заинтересованных
организаций с использованием современного научного оборудования и
собственной методической базы.
Кадровый состав ЦКП состоит из 60 сотрудников, в том числе: докторов наук – 4, кандидатов наук – 11, специалистов с высшим образованием без ученой степени – 28.
В настоящее время ЦКП располагает всем необходимым современным научным оборудованием для проведения комплексного исследования
металла, включающего химический, фазовый и микроструктурный анализ,
определение комплекса служебных свойств и расчетных характеристик
(механические свойства, сопротивление хрупким разрушениям, длительная
прочность и ползучесть), а также разработку критериев эксплуатационной
надежности. В частности, ЦКП оснащен:
- парком машин для проведения испытаний металла на длительную
прочность и ползучесть. Общее количество машин составляет – 68 шт., из
которых 20 машин позволяют проводить испытания до температур 1200оС
(остальные до 700оС) с возможностью автоматической регистрации всех
параметров испытания;
- статическими разрывными машинами с усилием 50 и 100кН, обеспечивающими проведения испытаний при температуре до 1200оС, определение в автоматическом режиме основных физических и механических характеристик, а также построения диаграмм разрушения;
- маятниковым копром, оснащенным программным обеспечением
для обработки результатов исследований и термокриокамерой позволяющей проводить испытания в диапазоне температур от минус 80оС до плюс
200оС;
- муфельными печами для проведения термообработки в лабораторных условиях;
- современными автоматическими микротвердомерами и твердомерами, для измерения твердости по методам Бринелля, Виккерса и Роквелла;
- комплексом пробоподготовки, включающим весь спектр операций
(резка металла различной твердости и образцов сложной геометрической
формы, запрессовка металла, шлифовка и полировка, очистка и травление
шлифов);
- комплексом для проведения химического и фазового анализов, состоящим из оборудования для подготовки проб, экспресс-химанализатора,
газоанализатора и спектрофотометров;
- оптическими и стерео- микроскопами, оборудованными программным обеспечением для обработки данных и анализа изображений;
- электронным сканирующим микроскопом с приставкой для проведения микроанализа;
- автоматизированным комплексом для проведения неразрушающего
контроля вихретоковым и ультразвуковым методами.
Имеющееся оборудование и кадровый состав ЦКП позволяют проводить следующие виды работ:
1. Проведение испытаний металла на жаропрочность и жаростойкость.
Анализ кривых ползучести. Определение уровня расчетных характеристик
и температурных границ применимости сталей и сплавов.
2. Исследование структурного состояния новых перспективных марок сталей в состоянии поставки и после длительного термического старения. Исследование кинетики основных структурных превращений в зависимости
от длительности и температуры старения сталей различного класса. Разработка структурных критериев эксплуатационной надежности металла. Разработка методик исследований структурного состояния.
3. Проведение механических испытаний металла в различных состояниях в
широком диапазоне температур. Разработка методических рекомендаций
для оценки эксплуатационной надежности металла энергооборудования по
уровню механических свойств.
4. Комплексное обследование и анализ состояния металла оборудования
энергетических объектов с использованием современных методов неразрушающего контроля (визуально-измерительный, вихретоковый, ультразвуковой 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.
Благодаря своей многофункциональной современной приборной базе, высокому научному потенциалу и накопленному банку данных сотрудники ЦКП кроме решения основных задач по исследованию металла тепломеханического оборудования развивают взаимодействие со смежными
отраслями в области материаловедения.
Более подробная информация о ЦКП, оборудовании и предоставляемым услугам представлена на интернет сайте: www.zkp-vti.ru.
Рис.1 Участок пробоподготовки
Рис.2 Сканирующий электронный микроскоп
Рис.3 Испытательные машины на длительную прочность и ползучесть
Рис.4 Металлографический инвертированный микроскоп