Fatigue and corrosion-fatigue behavior of 13Cr-4Ni steels and additively manufactured alloys, for application to large size components such as hydraulic turbines and machineries

13Cr-4Ni 钢和增材制造合金的疲劳和腐蚀疲劳行为，适用于水轮机和机械等大型部件

• 批准号: 530064-2018
• 负责人: Brochu, Myriam
• 金额: $ 10.56万
• 依托单位: École Polytechnique de Montréal
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Collaborative Research and Development Grants
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=719643
• 关键词: Fatigue; corrosion; fatigue; behavior; 13Cr

According to a study on hydroelectricity in Quebec: "35,125 MW (out of 35,829 MW) of Quebec's installed capacity is hydroelectric. There are 25 large hydro reservoirs within Québec, which can store water on a multi-annual basis and help manage electricity deliveries to internal and export markets. Due to the availability of inexpensive electricity and electric promotion activities, 76% of households in Quebec use an electric heating system. Quebec has an extensive high-voltage transmission system, transporting electricity over long distances from mostly northern hydro dams towards southern demand centers".Hydro-Québec's production fleet, comprises more than 350 hydraulic turbines. Viewing the complexity of their geometry, these runners are assembled by welding resulting in heterogeneous and complex microstructures. In service, hydraulic turbines are subjected to cyclic loads, cavitation and corrosion. Water corrosiveness can increase damages and reduce operating life as a result of the combined effects of mechanical fatigue and corrosion.In this multidisciplinary project we propose to evaluate the synergistic effects of fatigue and corrosion to further understand the degradation mechanism of the alloys used by our two partners. This will help the partners defining their total cost of ownership & develop mitigating corrosion strategies to ensure long term sustainability of their infrastructure. Specifically, we will i) study two types of iron based alloys (stainless steel and cast iron), ii) quantify their corrosion properties, iii) study their fatigue properties and iv) develop predictive fatigue-corrosion models that will aid our partners in their technology development.#(cr)#(lf)Selon une étude sur l'hydroélectricité au Québec: «35 125 MW (sur 35 829 MW) de la capacité installée du Québec sont des centrales hydroélectriques. Au Québec, 25 grands réservoirs hydroélectriques peuvent stocker de l'eau sur une base pluriannuelle et aider à gérer la distribution d'électricité aux marchés intérieurs et d'exportation. En raison de la disponibilité de l'électricité peu coûteuse et des activités de promotion de l'électricité, 76% des ménages québécois utilisent un système de chauffage électrique. Le Québec dispose d'un vaste réseau de transport haute tension transportant de l'électricité sur de longues distances, depuis des barrages hydroélectriques situés principalement au Nord vers les centres de demande du Sud.».La flotte de production d'Hydro-Québec est composée de plus de 350 turbines hydrauliques. Vue la complexité de leur géométrie, ces roues sont assemblées par soudage, ce qui résulte en une microstructure hétérogène et complexe. En service, les turbines hydrauliques sont soumises à des charges cycliques, à la cavitation et à la corrosion. La présence d'eau peut augmenter la cinétique d'endommagement et réduire la durée de vie en raison des effets combinés de la fatigue et de la corrosion.Dans ce projet multidisciplinaire, nous proposons d'évaluer les effets synergiques de la fatigue et de la corrosion des matériaux pertinents pour nos partenaires afin de comprendre les mécanismes de dégradation des aciers. Cela permettra de développer des stratégies d'atténuation de la dégradation et ainsi de prolonger la durabilité des infrastructures. Plus précisément: i) nous étudierons deux types d'alliages à base de fer (acier inoxydable et fonte), ii) quantifierons leurs propriétés de corrosion, iii) étudierons leurs propriétés en fatigue et iv) élaborerons des modèles de prédiction de fatigue-corrosion qui aideront nos partenaires dans leur développement technologique.

根据一项关于魁北克水力发电的研究：“魁北克水电装机容量的35,125兆瓦(占35,829兆瓦)是水力发电。魁北克有25个大型水库，可以多年蓄水，帮助管理向国内外市场的电力输送。由于提供廉价电力和电力推广活动，魁北克76%的家庭使用电加热系统。魁北克拥有广泛的高压输电系统，将电力从主要是北部的水电站长距离输送到南部需求中心”。魁北克水电的生产车队由350多台水轮机组成。考虑到其几何形状的复杂性，这些流道通过焊接组装而成，导致了异质和复杂的微观组织。在运行中，水轮机会受到循环载荷、汽蚀和腐蚀的影响。由于机械疲劳和腐蚀的综合作用，水腐蚀性会增加损伤并缩短使用寿命。在这个多学科的项目中，我们建议评估疲劳和腐蚀的协同效应，以进一步了解我们两个合作伙伴使用的合金的退化机理。这将帮助合作伙伴确定他们的总拥有成本，并制定减轻腐蚀的战略，以确保其基础设施的长期可持续性。具体地说，我们将一)研究两种铁基合金(不锈钢和铸铁)，二)量化它们的腐蚀性能，三)研究它们的疲劳特性，四)开发预测疲劳-腐蚀模型，以帮助我们的合作伙伴进行技术开发。魁北克，25家大型水力发电公司的供应商L先生在魁北克的基础上提供了大量的服务，并协助销售公司销售S国际贸易和出口。L担任L职务的原因和S晋升的积极性，76%的股份用于驾驶系统。魁北克配置高级张力运输机L的电力运输距离，代表S主要负责北方的水电中心的需求。浮子生产的水力-魁北克最复杂的是350个水轮机液压缸。Vue la Complitéde leur géométrie，ces roues sont组装blées par Soudage，ce qui résulte en une微结构Hétérogène et Comple。在使用过程中，水轮机的水压、汽蚀和腐蚀都是由充气循环引起的。多学科、多学科、多领域、多领域、多学科、多领域、多学科、多学科、多领域、多领域的疲劳和腐蚀相关研究。CELA Permettra de De De Developper des Stratégie d‘Atténation de la dégrading et ainsi de prolong la耐用基础设施。加上前提条件：一)nousétudierons deux type de base de fer(更难处理的字体)，ii)Quantifierons leur proprétéS de Solaris，iii)étudierons leur propriétéS en疲劳et IV)ébraerons des modèles de preédiction de疲劳-腐蚀Qui aideront nos s partenaire dans leur leur发展技术。