[00121954]电力设备重要金属部件安全寿命评估关键技术及应用

1. 课题来源与背景 针对输电铁塔和农配网电杆倒塌、金具断裂等导致的跳闸事故时有发生,换流站大型承载钢构架建设过程中既已存在的异常变形等直接威胁电网设备安全稳定稳定运行的严重问题,以及超超临界锅炉高温合金内部腐蚀、异种钢焊缝早期失效引起管道爆漏导致机组停运,湿法烟气脱硫装置基体材料耐磨性差且难以修复等问题,进行科学系统地研究具有十分的必要性。综上所述,本项目所进行的研究属首创工作。该项目得到了国网公司科技项目和国家高技术研究发展计划（863计划）课题项目的联合资助,历时9年科技攻关完成。 2 技术原理及性能指标（1）对特（超）高压输电线路建设工程耐张线夹压接质量和高温合金内壁在超超临界锅炉基建安装、服役初期污浊环境下的点腐蚀缺陷检测难题开展研究。（2）对换流站钢构架变形幅度超标缺陷和高温合金异种钢焊缝的安全状态评估方法开展研究。（3）对农配网入户钢筋水泥电杆的改造工艺、湿法烟气脱硫装置基体耐磨材料的表面改性以及重要铸件缺陷修复难题开展研究。 3. 技术创造性与先进性（1）针对高铁、高速等交通干线上方输电线因耐张线夹压接质量不良掉线导致的交通停运问题和超超临界锅炉高温合金内壁腐蚀引起的管道爆漏问题,建立了高温合金污浊环境下的动力腐蚀理论模型和电力设备隐蔽金属部件动态超声检测方法,实现了在运输电线路耐张线夹压接质量缺陷检出率100%,高温合金材料内壁点腐蚀缺陷检出率100%。（2）鉴于换流站主承载钢构架投运初期即出现超大变形和锅炉高温合金异种钢焊口早期失效问题,发明了一系列金属部件安全状态评估方法。创造性地将钢构架螺栓滑移问题转化为材料非线性问题并明确了变形原因,首创了奥氏体耐热钢晶界和晶内强度差检测方法,有效地解决了在役异种钢焊缝安全性能评价难题。发明的两种换流站钢构架加固方法,分别将承载能力提高了2.27倍和2.32倍。（3）针对农配网入户钢筋水泥电杆覆冰期倒杆跳闸的加强改造需求和火电厂脱硫装置腐蚀、磨损失效频发、重要铸件缺陷修复难题,结合动力学仿真计算模型揭示了核心工艺难点。发明的一种低廉型的农配网加强型电杆,已在我国中部地区应用达9.2万余基,避免了农配网线路倒杆事故的发生,将用户年均停电时间降低到5.2小时。形成的高镍合金层界面可控扩散模型、服役性能数据库、电沉积与热扩散结合技术,攻克了湿法烟气脱硫装置磨损修复难题。研发的经济型高镍合金镀层性能较商用高镍蒙乃尔合金提升了37.5%,并结合残余应力模拟测试方法开创了重要铸件回装焊接新工艺,突破了重要铸件缺陷修复难题。相关成果弥补了电力设备金属部件提质延寿技术空白。 4. 技术的成熟程度,适用范围和安全性 项目研究成果获授权国家发明专利16项,授权实用新型专利9项;颁布实施电力行业标准6项;出版专著5部;发表SCI论文12篇,EI论文10篇,核心论文12篇,其他论文10篇;培养电力设备重要金属部件技术开发及工程应用人才上100名。 5. 应用情况及存在的问题 本项目研究成果已应用于湖南、湖北、山东、广东等地的输电线路基建验收和湖南、湖北、广西、广东、宁夏等地的火电机组建设中。 6. 历年获奖情况 电力建设科学技术进步奖一等奖,电力建设科学技术进步奖二等奖,国网湖南省电力公司群众性科技创新成果奖二等奖。