Abstrakt
Cel: Opracowanie metody oceny aktualnego bezpieczeństwa eksploatowanych przez kilkadziesiąt lat kratownicowych słupów linii elektroenergetycznych i szacowanie dalszego czasokresu bezpiecznej pracy tych konstrukcji.
Metodologia: Analizowano stopień korozyjnego zużycia elementów konstrukcyjnych słupów na podstawie próbek pobranych do badań laboratoryjnych z prętów wytypowanych konstrukcji. Metodą trawienia usuwano produkty korozji i wyznaczano rzeczywiste wymiary przekrojów prętów. Wykonano badania metalograficzne, składu chemicznego i wytrzymałościowe materiału próbek. Badaniom metalograficznym i ocenie wytrzymałości poddano także materiał śrub. Słupy z prętami osłabionymi korozją poddano analizie wytrzymałościowej za pomocą specjalistycznego, autorskiego programu komputerowego bazującego na metodzie elementów skończonych. We wszystkich normowo wymaganych wariantach obciążeń analizowano warunki nośności prętów słupów poddanych działaniu obciążeń własnych, wiatru, szadzi i naciągu przewodów (w przypadku słupów odporowych).
Wyniki: Wżery korozyjne na powierzchniach półek kątowników słupów sięgają na głębokość średnio 0,29 mm. Nie stwierdzono procesów korozyjnych wewnątrz lub na granicach ziaren stali. Analiza składu chemicznego wskazuje, że jako materiał konstrukcyjny słupów zastosowano stal spawalną o podwyższonej odporności korozyjnej i podwyższonej wytrzymałości w gatunku 10H. Badania wytrzymałościowe wykazały, że materiał spełnia wymagania określone dla stali 10H. Badania śrub nie wykazały obecności wad wewnętrznych typu mikropęknięcie lub korozji wewnętrznej, a ich klasa wytrzymałości jest w zakresie 5.6–5.8. W niektórych wariantach obciążeń pręty osłabione korozją nie spełniają warunków bezpieczeństwa wytrzymałościowego. Wynik prognozy wskazuje na możliwość bezpiecznej pracy słupów w okresie kolejnych 20 lat pod warunkiem wzmocnienia nielicznych prętów zidentyfikowanych jako niebezpieczne.
Wnioski: Przedstawiona metoda określania korozyjnego zużycia elementów słupów i analizy wytrzymałościowej osłabionych konstrukcji za pomocą specjalistycznego programu autorskiego umożliwia ocenę bezpieczeństwa wytrzymałościowego eksploatowanych linii elektroenergetycznych. Możliwe jest również prognozowanie dalszego czasu bezpiecznej pracy konstrukcji wsporczych. Okresowej ocenie żywotności powinny być poddawane zwłaszcza słupy odporowo-narożne, bowiem ich awarie na ogół skutkują zniszczeniem całej sekcji linii.
Słowa kluczowe: bezpieczeństwo wytrzymałościowe, linia elektroenergetyczna, słup, korozja, żywotność, metoda elementów skończonych
Typ artykułu: studium przypadku