Усталость металла – возможная причина техногенной катастрофы
17 августа 2009 года произошла авария на Саяно-Шушенской ГЭС из-за аварийной работы второго гидроагрегата, который начал входить в режим критической амплитуды вибраций. В результате значительных вибрационных нагрузок стальные шпильки, закрепляющие крышку турбины разрушились, произошла разгерметизация, и в машинный зал хлынула вода. Жертвами аварии стали 75 человек, оборудованию и помещениям станции нанесен значительный ущерб. Работа станции по производству электроэнергии была приостановлена. Последствия аварии отразились на экологической обстановке акватории, прилегающей к ГЭС, на социальной и экономической сферах региона. Авария на данный момент является крупнейшей в истории катастрофой на гидроэнергетическом объекте России и одной из самых значительных в истории мировой гидроэнергетики.
Как выяснилось позже, усталостное разрушение крепежных резьбовых элементов стало основной причиной катастрофического разрушения гидроагрегатов. Под усталостью металла понимают процесс постепенного накопления повреждений в структуре материала под действием повторно-переменных напряжений, приводящих к образованию усталостных трещин. Трещины, распространяясь внутри материала, рано или поздно приводят к внезапному разрушению детали (усталостному излому) и выходу из строя машины или оборудования в целом.
Многие внешние факторы способствуют снижению выносливости металлов, а именно: частота циклического нагружения, температура, окружающая среда и др. Окружающая среда чрезвычайно сильно влияет на сопротивление усталостному разрушению большинства материалов. Даже обычная атмосфера воздуха является важным фактором снижения усталостной прочности. Для обеспечения безаварийной работы опасного производственного объекта все указанные факторы требуется принимать во внимание.
