О безопасности и живучести восстановленной сшгэс

  По заключению «Ростехнадзора» причиной аварии на Саяно-Шушенской ГЭС, при которой погибло 75 человек её обслуживающего персонала, явилась усталость металла шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата станционный №2 (ГА-2). «Уставали» шпильки в течение длительного времени - около 30-и лет. И «уставала» их горизонтальная (радиальная) вибрация встроенного в крышку турбинного подшипника с двойной амплитудой выше 160 микрон.
А разрушились шпильки мгновенно, все разом. И разрушились не от действия той горизонтальной вибрации, а от действия огромной вертикальной осевой силы вследствие большого давления в камере рабочего колеса турбины. Эта форс-мажорная сила не только сорвала шпильки, но и выбросила  весь ротор агрегата вместе с верхней крестовиной общей массой в две тысячи тонн на высоту 10-и метров.

  Поистине фантастическое заключение. Только оно ни по одному пункту не соответствует действительности. Фактически, и это очевидно, всё происходило не так [1].

  В части, касающейся давления.
Непосредственно перед аварией во всех элементах гидравлической схемы агрегата, где были установлены пьезометры, сохранялось штатное давление. В спиральной камере  Р=21,6 кгс/см2; В рабочей камере над рабочим колесом (непосредственно под крышкой турбины) Р=3,4 кгс/см2; В рабочей камере под рабочим колесом (в отсасывающей трубе) Р=1,1 кгс/см2. И оно не поднималось, а резко падало, что свидетельствовало о начале разгерметизации схемы, о начале разрыва шпилек крепления крышки [1].

  В части, касающейся усталости металла шпилек от вибрации.
На Рис.2 представлен заводской чертёж узла крепления фланца крышки турбины к её статору. По чертежу отверстия во фланце под шпильки рассверливаются на диаметр больший диаметра шпилек, с зазором на сторону 8 мм. (сечение Е-Е). Это делается для того, чтобы имелась возможность добиться концентричности осей статора и ротора турбины при установке крышки на статор турбины. Поэтому тело фланца не имеет непосредственного контакта (касания) с телом шпильки. И горизонтальные усилия при вибрации самого тела фланца непосредственно на шпильки не передаются.  Здесь горизонтальные усилия при вибрации тела фланца воспринимают на себя припасованные штифты (поз.50 в сечении Ж-Ж), равномерно расставленные между шпильками. Они фиксируют взаимное положение опорного кольца и фланца с точностью до 0,8 мкм (Ra 0,8 по ГОСТ 2789-73). Однако каких либо сведений об их состоянии при аварии в выводах комиссии «Ростехнадзора»  не приведено.
Также в «Акте …» комиссии отмечено, что на шести шпильках не было гаек. Якобы они самостоятельно открутились во время этой горизонтальной вибрации. Вместе с тем, в заключении по исследованию состояния металла и характера повреждения шпилек эти 6 шпилек выделены в отдельную группу: - «6 шпилек не разрушены и имеют сглаженный профиль резьбы по вершинам витков в верхней части шпильки на длине – 70 мм.» [2]. Следовательно, фактически гайки на этих шпильках были. При аварии их сорвало по резьбе.

  Фактически шпильки разрушались по схеме, изображённой на рисунке Рис.1,  Сценарий этого процесса приведён в [1].

  При восстановлении станции учли шпилечно-гаечную версию «Ростехнадзора» о причинах трагедии. Повысили прочностные характеристики шпилек. Для повышения прочности на разрыв увеличили диаметр, с 80 мм. до 90 мм. Для повышения устойчивости к вибрации увеличили длину  на 300 мм. Естественно, вследствие увеличения размеров шпилек изменили конструкцию фланца крышки камеры: - Рис.3[3].
 
  Чем отличается новая конструкция от старой, заводской.

• Во-первых, в старой конструкции фланец  цельнотельный. Из толстого листа. Укреплен частыми рёбрами жесткости (косынками). Момент сопротивления изгибу достаточно высок. А в новой: - торт «наполеон», вернее коробка от него.

• Гайка на шпильке закручивается до создания в шпильке напряжения в 150 МПа, что создаёт усилие в 67 тс. Общее усилие затяжки 80-и шпилек - Nзатяжки=5400 тс. Цельнотелый фланец такую затяжку выдерживал, а новый коробчатый – сомнительно.

• Во фланце отверстия под шпильки рассверливаются на диаметр больший диаметра шпилек (с зазором на сторону 8 мм). В новой конструкции с увеличением диаметра отверстий прочность фланца значительно ослабится.

• Но главное в том, что ГА-2 зонтичного типа и крышка турбины в нём - это не просто крышка, это  несущая конструкция, представляющая собой башню высотой 6 метров. На крыше этой башни «нахлобучен» вращающийся ротор агрегата массой 1700 тонн. Фланец крышки – это основание башни. Ответный фланец на статоре тубины – это фундамент. И шпильки крепления крышки к статору турбины являются своего рода фундаментными болтами, крепящими основание башни к фундаменту – статору турбины.
Фактически  при аварии шпильки разрушались как фундаментные болты при падении башни в сторону левый берег - верхний бьеф. Схема усилий при падении башни приведена на Рис.1.
Новая коробчатая конструкция фланца существенно ослабляет основание башни и крепление его к фундаменту.

Таким образом, мало гарантий, что модернизированный после аварии гидроагрегат не повторит подвиг своего предшественника.

Очень несправедливо непомерные амбиции лжеучёных и некомпетентность государственных деятелей оплачивать жизнями обслуживающего персонала.

Ссылки:

1. «Саяно-Шушенская катастрофа: причины и сценарий» Геннадий Рассохин/Проза.ру, 08.08.2025
2. Скоробогатых В.Н. «Исследование состояния металла и характера повреждения шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата №2 Саяно-Шушенской ГЭС»
3. Колесников Б.И. "Частное расследование аварии на Саяно-Шушенской ГЭС"