Estimativa de vida residual de rotores de turbinas a vapor expostos aos mecanismos de dano por fluência e fadiga

Submitted by Aglair Aguiar (aglair@ct.ufrj.br) on 2019-04-15T18:40:09Z No. of bitstreams: 1 872181.pdf: 3417708 bytes, checksum: 186ecd0bd5bf06426261cc833d7c6639 (MD5) Made available in DSpace on 2019-04-15T18:40:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 872181.pdf: 3417708 bytes, checksum: 186ecd0bd5bf06426261cc833d7c6639 (MD5) Previous issue date: 2017-04 As plantas termelétricas correspondem a aproximadamente 25% da matriz energética brasileira, e são utilizadas, na maioria das vezes, de forma cíclica, com o intuito de atender picos de demanda sazonais. Este tipo de operação pode inferir em uma série de danos e prejuízos, não previstos, pois a maioria das plantas termelétricas nacionais foi projetada para operar em regime de base, ou seja, com o mínimo possível de ciclos de partida e parada. O desenvolvimento de uma metodologia de estimativa de acúmulo de dano e de vida remanescente, que leve em consideração as propriedades dos materiais de maneira apropriada, e que utilize a leitura direta de dados provenientes da operação é importante para enriquecer avaliações de integridade. Dessa forma, pode-se fornecer uma resposta mais rápida e menos conservadora aos engenheiros de manutenção e operação. O objetivo do presente estudo foi o desenvolvimento de uma metodologia para realização do cálculo do dano acumulado e da vida consumida de componentes que operam sob condições de fadiga e fluência. O rotor de alta pressão de uma turbina a vapor foi avaliado pela metodologia, devido às condições de operação a elevadas temperaturas e pressões. A metodologia desenvolvida, uma vez combinada com um sistema computacional, mostrou-se uma poderosa ferramenta para o acompanhamento da condição operacional de rotores, e pode ser utilizada pelas equipes de operação e manutenção da usina para auxiliar a tomada de decisão quanto à parada ou não das unidades. Thermal power plants represent approximately 25% of Brazil’s energy matrix and operate, most of the times, in cyclic regime, in order to supply seasonal demand peaks. This operational behavior may lead in a series of non predicted damages and losses, because most of the plants are designed to operate in base load, with the least number of start/stop cycles as possible. The development of a methodology that may estimate remaining life and accumulated damage, taking in consideration materials properties appropriately, that could be less conservative and that could use operational records seems to be interesting to enrich integrity evaluations and to provide a faster answer to operation and maintenance engineers. The objective of the present study is the development of a methodology to calculate the accumulated damage and the consumed life of components that are subjected to creep and fatigue damage mechanisms. The high pressure rotor of a steam turbine was evaluated, due to the severe conditions related to high temperatures and pressures. The proposed methodology once combined with a computational system presented itself as a powerful tool for the evaluation of the operational condition of rotors and may be used by the operation and maintenance teams in the decision making process of stopping or running the units.