[00121954]電力設備重要金屬部件安全壽命評估關鍵技術及應用

1. 課題來源與背景 針對輸電鐵塔和農配網電桿倒塌、金具斷裂等導致的跳閘事故時有發生,換流站大型承載鋼構架建設過程中既已存在的異常變形等直接威脅電網設備安全穩定穩定運行的嚴重問題,以及超超臨界鍋爐高溫合金內部腐蝕、異種鋼焊縫早期失效引起管道爆漏導致機組停運,濕法煙氣脫硫裝置基體材料耐磨性差且難以修復等問題,進行科學系統地研究具有十分的必要性。綜上所述,本項目所進行的研究屬首創工作。該項目得到了國網公司科技項目和國家高技術研究發展計劃（863計劃）課題項目的聯合資助,歷時9年科技攻關完成。 2 技術原理及性能指標（1）對特（超）高壓輸電線路建設工程耐張線夾壓接質量和高溫合金內壁在超超臨界鍋爐基建安裝、服役初期污濁環境下的點腐蝕缺陷檢測難題開展研究。（2）對換流站鋼構架變形幅度超標缺陷和高溫合金異種鋼焊縫的安全狀態評估方法開展研究。（3）對農配網入戶鋼筋水泥電桿的改造工藝、濕法煙氣脫硫裝置基體耐磨材料的表面改性以及重要鑄件缺陷修復難題開展研究。 3. 技術創造性與先進性（1）針對高鐵、高速等交通干線上方輸電線因耐張線夾壓接質量不良掉線導致的交通停運問題和超超臨界鍋爐高溫合金內壁腐蝕引起的管道爆漏問題,建立了高溫合金污濁環境下的動力腐蝕理論模型和電力設備隱蔽金屬部件動態超聲檢測方法,實現了在運輸電線路耐張線夾壓接質量缺陷檢出率100%,高溫合金材料內壁點腐蝕缺陷檢出率100%。（2）鑒于換流站主承載鋼構架投運初期即出現超大變形和鍋爐高溫合金異種鋼焊口早期失效問題,發明了一系列金屬部件安全狀態評估方法。創造性地將鋼構架螺栓滑移問題轉化為材料非線性問題并明確了變形原因,首創了奧氏體耐熱鋼晶界和晶內強度差檢測方法,有效地解決了在役異種鋼焊縫安全性能評價難題。發明的兩種換流站鋼構架加固方法,分別將承載能力提高了2.27倍和2.32倍。（3）針對農配網入戶鋼筋水泥電桿覆冰期倒桿跳閘的加強改造需求和火電廠脫硫裝置腐蝕、磨損失效頻發、重要鑄件缺陷修復難題,結合動力學仿真計算模型揭示了核心工藝難點。發明的一種低廉型的農配網加強型電桿,已在我國中部地區應用達9.2萬余基,避免了農配網線路倒桿事故的發生,將用戶年均停電時間降低到5.2小時。形成的高鎳合金層界面可控擴散模型、服役性能數據庫、電沉積與熱擴散結合技術,攻克了濕法煙氣脫硫裝置磨損修復難題。研發的經濟型高鎳合金鍍層性能較商用高鎳蒙乃爾合金提升了37.5%,并結合殘余應力模擬測試方法開創了重要鑄件回裝焊接新工藝,突破了重要鑄件缺陷修復難題。相關成果彌補了電力設備金屬部件提質延壽技術空白。 4. 技術的成熟程度,適用范圍和安全性 項目研究成果獲授權國家發明專利16項,授權實用新型專利9項;頒布實施電力行業標準6項;出版專著5部;發表SCI論文12篇,EI論文10篇,核心論文12篇,其他論文10篇;培養電力設備重要金屬部件技術開發及工程應用人才上100名。 5. 應用情況及存在的問題 本項目研究成果已應用于湖南、湖北、山東、廣東等地的輸電線路基建驗收和湖南、湖北、廣西、廣東、寧夏等地的火電機組建設中。 6. 歷年獲獎情況 電力建設科學技術進步獎一等獎,電力建設科學技術進步獎二等獎,國網湖南省電力公司群眾性科技創新成果獎二等獎。