Analisi del danneggiamento e calcolo del danno di un settore di stadio statorico di TG di grande potenza per la produzione di energia elettrica

Le turbine a gas installate in impianti IGCC utilizzano fluidi di lavoro ad alte temperature il che richiede l’impiego di materiali speciali e di adeguati sistemi di raffreddamento. I componenti &quotcaldi" dovranno perciò essere controllati al fine di evitare danni all’impianto. Questo lavoro mette a punto una procedura basata su di un’analisi integrata fluido-termostrutturale su componenti caricati alle alte temperature. Tale metodo è stato applicato alle palette, non raffreddate, statoriche del quarto stadio di una turbina a gas industriale da 165 MW. A seguito di ispezioni, furono riscontrate numerose cricche che portarono ad eseguire analisi meccaniche e metallografiche su campioni prelevati. Tali analisi furono eseguite al fine di individuare le aree critiche, dalle quali dipende la vita residua del componente. Lo scopo della procedura è quello di determinare sia il meccanismo che le cause che hanno portato alla nucleazione delle cricche riscontrate, in relazione alla storia di carico del TG. Tale analisi ha scopo diagnostico, non predittivo, ma può essere considerato come primo step nella valutazione di vita residua e, conseguentemente, nell’ottimizzazione del ciclo di carico: modificando il futuro ciclo di carico, potrebbe essere possibile individuare le migliori condizioni operative che determinerebbero un aumento di vita del componente. I risultati numerici ottenuti sono stati comparati con i danni riscontrati durante le ispezioni ed è stata ottenuta una buona corrispondenza in termini di punti critici e posizione delle cricche. La metodologia si propone come un potente strumento per studiare gli effetti delle condizioni di esercizio su componentistica molto sollecitata come le palettature dei turbogas