Основные результаты экспертизы и выводы:
1. Химический состав металла шпилек соответствует стали 35 по ГОСТ 1050-88 и требованиям ТУ 0300.056 «Сталь конструкционная сортовая термически обработанная». Микроструктура металла шпилек характерна для углеродистой стали с содержанием углерода 0,3 - 0,4% и браковочных признаков не имеет.
2. Механические свойства металла шпилек соответствуют требованиям технических условий 0300.056 «Сталь конструкционная сортовая термически обработанная».
3. По результатам неразрушающего контроля обнаружены многочисленные дефекты в виде усталостных трещин на поверхности резьбовых канавок шпилек. Обнаруженные трещиноподобные дефекты характеризуются как недопустимые, поскольку являются очагами развития разрушения шпилек, ограничивают прочность и несущую способность этих деталей, а также конструкции разъемного соединения в целом.
4. По результатам комплексных исследований основной причиной разрушения шпилек является развитие усталостных трещин, зарождение которых происходило с внутренней поверхности резьбовой канавки. Размер области развития усталостных трещин до момента статического долома для исследованных шпилек изменяется в широком диапазоне вплоть до 95% от общей площади поверхности разрушения, т.е. практически до полной потери несущей способности шпилек. Одним из факторов, способствующих развитию дефекта в шпильках крепления крышки турбины на ГА-2, является значительное количество переходных режимов работы гидроагрегата в не рекомендуемых для эксплуатации зонах с повышенными динамическими характеристиками (вибрациями), в зависимости от мощности при участии гидроэлектростанции (и гидроагрегатов) в системном регулировании активной мощности и частоты. Установленный заводом-изготовителем срок службы крепежа (шпилек) совпадает со сроком службы самого оборудования (30 лет).

Флаттер?

Из акта.
Авария на гидроагрегате № 2 (разрушение конкретного технического устройства) произошла в момент срыва крышки турбины вследствие излома шпилек крепления крышки. В результате визуального осмотра 49 шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата № 2 в изломах шпилек выделены две зоны: зона усталостного излома и зона долома (письмо 23.09.2009 г. № 04/23/- 2561 ВС ОАО НПО «ЦНИИТМАШ»):
41 шпилька разрушилась по резьбе при площадях усталостного излома:
-от 5 до 10% от общей площади сечения шпильки на 5 шпильках;
-от 20 до 30% от общей площади сечения шпильки на 3 шпильках;
-от 35 до 40% от общей площади сечения шпильки на 8 шпильках;
-от 50 до 55% от общей площади сечения шпильки на 6 шпильках;
-от 60 до 65% от общей площади сечения шпильки на 4 шпильках;
- 70 % от общей площади сечения шпильки на 3 шпильках;
-от 80 до 85% от общей площади сечения шпильки на 3 шпильках;
-от 90 до 95% от общей площади сечения шпильки на 6 шпильках;
-от 97 до 98% от общей площади сечения шпильки на 2 шпильках.
Две шпильки разрушились без признаков усталостного разрушения по механизму статического отрыва. Остальные 6 шпилек имеют полную длину, резьба не сорвана, что может свидетельствовать об отсутствии на них гаек в момент срыва турбины. Длина не разрушенной шпильки составляет 245 мм и соответствует заданной по чертежу.