Сведения о ЦКП

1. «Развитие ЦКП "Центр исследований материалов тепловой энергетики" в направлении повышения эффективности и надежности тепломеханического оборудования ТЭС» НаучныйРуководитель ЦКП:Заместитель генерального директора ОАО «ВТИ» по научной работе, д.т.н. Е.А. ГриньТехнический директор:Заведующий лабораторией испытания материалов А.В. Пчелинцев

2. Сведения о ЦКП • 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 институт» (ОАО «ВТИ»). • Кадровый состав ЦКП насчитывает 60 сотрудников, в том числе: докторов наук – 4, кандидатов наук – 11, специалистов с высшим образованием без ученой степени – 28, молодых специалистов - 13. • В состав ЦКП входят следующие сектора: - Сектор испытаний кратковременных механических свойств и хрупкой прочности - Сектор химического и фазового анализа - Сектор исследования структурного состояния металла - Сектор испытания металла на длительную прочность и ползучесть - Сектор исследования материалов с использованием методов неразрушающего контроля Подробная информация о ЦКП, оборудовании и предоставляемым услугам размещена на сайте: www.zkp-vti.ru

3. Деятельность ЦКП Имеющееся оборудование и кадровый состав ЦКП позволяют проводить следующие виды работ: • Проведение испытаний металла на жаропрочность и жаростойкость. Анализ деформационных свойств материалов при ползучести. Определение уровня расчетных характеристик и температурных границ применимости сталей и сплавов. • Исследование структурного состояния новых марок сталей в состоянии поставки и после длительного термического старения. Разработка структурных критериев эксплуатационной надежности металла. • Проведение механических испытаний металла в широком диапазоне температур и разработка рекомендаций по обеспечению надежности металла энергооборудования. • Комплексное исследование и анализ состояния металла оборудования энергетических объектов с использованием методов неразрушающего контроля (визуально-измерительный, вихретоковый, ультразвуковой, акустико-эмиссионный и капиллярный). • Выполнение химического и фазового анализов, изучение природы, состава и количества исследуемых фаз. • Определение причин аварий и повреждений металла различного типа оборудования с разработкой рекомендаций по предотвращению аварийных ситуаций.

4. Перечень услуг ЦКП • Определение основных механических и физических характеристик металлов и сплавов в широком диапазоне температур • Исследование микро и макроструктуры металлов и сплавов • Определение длительной прочности и ползучести металлов и сплавов • Исследование химического и фазового состава материалов • Проведение неразрушающего контроля • Экспертиза соответствия применяемых материалов требованиям НТД

5. Отрезной станок Buehler AbrasiMatic 300 • Основные характеристики: • Скорость вращения отрезного диска: 2600 об/мин • Величина подачи от 0,1 до 10 мм/с • Диаметр отрезных дисков: до 305 мм • Глубина реза: 115 мм • Микропроцессорный контроль • Полуавтоматический режим работы • Выбор отрезных кругов для резки от деликатных до материалов повышенной твердости

6. Пресс для горячей запрессовки SimpliMet 1000 • Основные характеристики: • Давление запрессовки 80-300 бар • Диаметр пресс-форм 25-50 мм • Рабочие температуры 50-180ºС • Микропроцессорный контроль • Автоматический режим работы • Одновременная запрессовка двух образцов

7. Автоматический полировальный станок Buehler EcoMet 250 Grinder-PolisherAutoMet 250 Power Head • Основные характеристики: • Скорость вращения рабочей тарелки 10 - 500 об/мин • Диаметр рабочей тарелки: 250, 300 мм • До 6-ти одновременно подготавливаемых образцов диаметром 25, 40 мм • Скорость вращения головы 30 - 60 об/мин • Пневматическое нагружение • Полуавтоматический режим работы

8. Оптический инвертированный микроскоп Leica DMI 5000M • Основные характеристики • Разрешение цифровой камеры от 1,3 до 12 мегапикселей • Увеличение от 1,25х до 1 000х • Различные методы контрастирования • Моторизированный предметный столик • Моторизированная револьверная головка –держатель объективов • Аналитическая система Siams Photolab

9. 60 мкм 60 мкм Примеры использования аналитических модулей SIAMS Photolab • Автоматическая сшивка изображений • Определение фазового состава Объёмные доли фаз

10. Примеры использования аналитических модулей SIAMS Photolab • Реконструкция сфокусированного изображения • Измерение объектов

11. Стерео микроскоп CarlZeissSteREO Lumar.V20 (Discovery) • Основные характеристики • Моторизованная система смены увеличения с коэффициентом zoom 20:1 и выбором скорости изменения. • Диапазон увеличений 7.5х-150х • Видимое поле на предмете: 71,1 — 0,4 мм. • Возможность установки окулярных микрометров и сеток. • Двойная ирисовая диафрагма • HIP (HumanInterfacePanel) - элемент управления стереомикроскопом, • Осветители холодного света с различными световодами как падающего, так и проходящего света, • светодиодный кольцевой осветитель, модуль люминесцентного освещения

12. Электронный микроскоп TESCAN VEGA LMН • Основные характеристики: • Разрешение 3,0 нм при 30 кВ • Увеличение непрерывное от 4х до 1 000 000х • Скорость сканирования от 20 нс до 10 мс на пиксель • Динамический фокус, сканирование по линии и в точке, коррекция наклона образца, 3D сканирование • Размер изображения до 8192х8192 пикселей, 65536 градаций серого, 3 размера изображения в реальном времени, 10 для записи в файл • Полностью документированный, открытый удаленный контроль по протоколу TCP/IP

13. Оптико-эмиссионный спектрометр PMI-MASTER PLUS • Основные характеристики • Быстрая поточная сортировка • продукции в условиях цеха, улицы • Прецизионный анализ в условиях • лаборатории • Оптическая система спектрометра по схеме Паше-Рунге 350 мм, голографическая решетка 3000 штрихов на 1 мм, система до 16 линейных CCD детекторов по 2048 пикс. каждый, разрешение 6 пикометров, диапазон длин волн 170 - 420 нм • Миниатюрная оптическая система в датчике UV-PRO для анализа низких содержаний C, S, P.

14. Анализатор углерода и серы BRUKER G4 ICARUS HF • Основные характеристики • Современная высокочастотная индукционная печь • улучшенная конструкция камеры сгорания – низкое загрязнение кварцевой трубки • Прямой обзор камеры сгорания • полуавтоматическая очистка печи. • Оптимизированная система потока газа c электронным контролем давления и потока • Селективные твердотельные бездисперсионные инфракрасные детекторы • два диапазона, как для CO2, так и для SO2, с автоматическим выбором диапазона. • Комплексное программное обеспечение

15. Испытания на длительную прочность, ползучесть Диаграмма ползучести Краткая спецификация образца

16. Машина на длительную прочность ATS 2330 CC-230 • Основные характеристики: • Градиент температур ±0,1°С в рабочем диапазоне температур до 1200°С • Специальные печи для повышенных температур до 1600°С • Реторта для проведения испытаний в вакууме или в атмосфере инертного газа • Точность определения нагрузки 0,5% • Точность определения деформации 0,2 мкм, при деформациях 0-12 мм • Высокая соосность нагружения (изгиб составляет менее 4%) • Получение диаграмм ползучести в режиме реального времени

17. Микротвердомер Affri DMI • Основные характеристики • Диапазон нагрузок от 5 до 1000 грамм • Точность перемещений до 0,01 мкм • Оптическая система увеличением 100х и 400х • Автоматическая фокусировка • Маршрутизация расстановки отпечатков • Изменяемое время выдержки • Автоматическая обработка данных • Экспорт данных

18. Универсальный автоматический твердомер Integral 5 • Основные характеристики • Выполнение испытаний методами Бринелля, Роквелла и Виккерса • Диапазон нагрузок : • От 10 до 3000 кгс для Бринелля; От 10 до 150 кгс для Роквелла; • От 10 до 100 кгс для Виккерса; • Широкий выбор индентеров для всех методов испытаний • Объективы увеличением 1х, 2х, 5х и 10х

19. Статическая разрывная машина Instron модель 5982 • Основные характеристики: • Статическая нагрузка до 100 кН • Разрешение сервопривода по перемещению 0,08 мкм • Точность измерения перемещения ± 0,05% от измеряемой величины • Скорость испытания от 0,005 до 1016 мм/мин • Точность скорости привода ± 0,05% от установленной • Высокотемпературная печь, позволяющая производить испытания, в диапазоне от 300° до 1200° С

20. Маятниковый копер Instron 450MPX • Основные характеристики: • Максимальная энергия удара: 450 Дж • Дискретность измерения энергии: 0,01 Дж • Угол отклонения маятника: от 12° до 152° • Разрешение по измерению угла: 0,036° • Скорость удара: от 0,6 до 5,3 м/с • Моторизованный привод маятника • Автовозврат в исходное положение • Электромагнитный тормоз маятника • Суммарная энергия потерь не превышает 0,5% от максимальной потенциальной энергии копра • Время от спуска маятника до готовности к новому пуску составляет менее 10 секунд • Термо-крио камера обеспечивает проведение испытаний при температурах от - 80° до +200°С

21. Неразрушающий контроль Неразрушающий контроль (НК) — контроль надежности и основных рабочих свойств и параметров объекта или отдельных его элементов/узлов, не требующий выведение объекта из работы либо его демонтажа. НК особенно важен при создании и эксплуатации жизненно важных изделий, компонентов и конструкций. ЦКП ОАО «ВТИ» проводит исследования материалов при помощи методов визуального, капиллярного, вихретокового, ультразвукового контролей. Впервые сотрудники ВТИ испытали сканирующий комплекс РОТОР –К9 на Нижневартовской ГРЭС. В июле 2012 г. ЦКП провели неразрушающий контроль металла ротора высокого давления (ВД) турбины К-800-240 ст.№2 . Наработка ротора ВД на момент обследования составляла более 100 тыс. часов. Дефектоскоп должен обеспечивать обнаружение дефектов типа трещин со следующими параметрами: Минимальная длина ℓ выявляемой трещины при h>1мм, мм 3,0 Минимальна глубина h выявляемой трещины при ℓ>3мм, мм 0,5Диапазон измерения глубины трещины при ℓ>3мм, мм 5,0Относительная ошибка при оценке глубины трещины, % 20 Испытание вихретокового модуля комплекса РОТОР-К9 на тест-образце искусственными продольными и кольцевыми дефектами Вихретоковый и визуально-оптический сканирующий модуль Ультразвуковой модуль комплекса РОТОР-К9 в сборе.

22. Наиболее значимые результаты работы

23. Расширение и совершенствование сферы услуг Расширение номенклатуры предоставляемых услуг с учетом развития технической базы ЦКП Разработка интернет-сайта Модернизация положения о ЦКП Упрощение порядка доступа к оборудованию ЦКП Анализ рынка предлагаемых аналогичных услуг

24. Обеспечение достоверности измерений Все оборудование ЦКП внесено в государственный реестр средств измерений Все оборудование ЦКП проходит ежегодную поверку Строгое соблюдение стандартных методов испытаний и совершенствование оригинальных методик Разработана технологическая и регламентная документация для поверки и аттестации диагностического оборудования ЦКП Сотрудники ЦКП проходят своевременную переаттестацию по разрушающим и неразрушающим методам контроля материалов

25. Заключение • Выполнены мероприятия по улучшению функционирования ЦКП (разработан интернет-сайт, модернизировано положение о ЦКП, упрощен порядок доступа к оборудованию, актуализирован перечень услуг) • Проведены семинары и научно-практическая конференция, направленные на популяризацию деятельности ЦКП • Разрабатывается программа развития ЦКП ОАО «ВТИ», включающая план взаимодействия с другими ЦКП в области материаловедения • Улучшена материально техническая база ЦКП • Увеличивается объем выполненных работ: 2010г – 38, 2011г – 45, октябрь 2012г –48 • Наблюдается тенденция к расширению тематики и увеличению объема работ, выполняемых для различных сторонних организаций-пользователей. • Для проведения больших НИР целесообразно привлекать «бизнес». • Для содержания оборудования и обучения специалистов необходимы отдельные статьи расходов.

26. Спасибо за внимание!