Элементы энергетического оборудования, будучи составными частями сложных и ответственных технических объектов, находятся в условиях повышенной нагруженности. При переходе в предельное состояние они являются источниками повышенной опасности для людей и окружающей среды. Кроме того, существует большое количество энергетических объектов, время эксплуатации которых приближается к проектному ресурсу или превышает его. В связи с этим важной проблемой является оценка показателей надежности и прогнозирование остаточного ресурса.
Существующие нормативные документы для расчета элементов энергетического оборудования ориентированы на детерминированный подход либо косвенно учитывают случайный характер параметров нагружения и сопротивления введением соответствующих коэффициентов запаса или расчетных кривых. В связи с этим нормативные расчетные схемы зачастую оказываются весьма далекими от условий работы реальной конструкции, подверженной воздействию случайных факторов.
Автором разработаны методы анализа надежности и ресурса энергетического оборудования с использованием метода статистического моделирования и иллюстрацией на примере узла приварки «горячего» коллектора парогенератора ПГВ-1000М. Для этого проведен анализ напряженно-деформированного состояния узла приварки «горячего» коллектора парогенератора ПГВ-1000М, разработаны алгоритмы моделирования случайных величин с заданными статистическими характеристиками.
Был просчитан ряд последовательностей режимов нагружения узла, проведен анализ полученных реализаций местных условно-упругих напряжений и значений повреждаемости в точках сечения узла, соответствующих разным последовательностям режимов. В результате расчетов были выявлены наиболее опасная точка в сечении и расчетный случай нагружения, описывающий картину зарождения и роста обнаруженных дефектов.
Напряжения рассматривались как выборка, соответствующая некоторой случайной величине σ. На рис. 1 представлена гистограмма выборки напряжений расчетной истории нагружения, усеченной снизу значением, равным 50 МПа. Усечение призвано исключить из рассмотрения невысокие значения напряжений, не представляющие большого расчетного интереса, и более адекватно описать и смоделировать высокие напряжения, вносящие основной вклад в повреждаемость.