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.

根据魁北克水电的一项研究：“魁北克的装机容量中有35125兆瓦（35829兆瓦）是水力发电。quacimbec境内有25个大型水库，可以多年储存水，并帮助管理向国内和出口市场的电力供应。由于廉价电力的可用性和电力推广活动，魁北克76%的家庭使用电供暖系统。魁北克有一个广泛的高压输电系统，将电力从大部分北部的水电站长距离输送到南部的需求中心”。hydro - quacimbec的生产船队包括350多台水力涡轮机。考虑到其几何结构的复杂性，这些流道是通过焊接组装而成的，导致了异质和复杂的微观结构。在使用中，水轮机受到循环载荷、空化和腐蚀的影响。由于机械疲劳和腐蚀的共同作用，水蚀性会增加损伤并降低使用寿命。在这个多学科项目中，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降解机制。这将有助于合作伙伴确定其总拥有成本，并制定缓解腐蚀的策略，以确保其基础设施的长期可持续性。具体来说，我们将i)研究两种类型的铁基合金（不锈钢和铸铁），ii)量化它们的腐蚀性能，iii)研究它们的疲劳性能，iv)开发预测疲劳腐蚀模型，这将有助于我们的合作伙伴进行技术开发。#(cr)#(lf)Selon une samude sur l' hydrosamicelectric<e:1> au qu忧郁：«35 125 MW (sur 35 829 MW) de la capacit<e:1> installsame du qusamicbecsont des centrales hydrosamicelectrques。非盟魁北克的25场水库hydroelectriques peuvent储料器de威尼斯一个基地pluriannuelle et教唆者一个蒙古包la分布d 'electricite辅助游行interieurs et d 'exportation。En reason de la disponbilit<e:1> de l' acemotricique . cn / cn / cn / cn / cn / cn / cn / cn / cn / cn / cn / cn / cn / cn / cn / cn / cn“在长距离运输时，将‘电子运输’当作‘电子运输’，将‘电子运输’当作‘电子运输’，把‘电子运输’当作‘电子运输’，把‘电子运输’当作‘电子运输’，把‘电子运输’当作‘电子运输’。”La flotte de production d' hydro - quacmibeest composacei de + 350涡轮机hydro。Vue la complexit<e:1> de leur gsamosamtrie， ce roues将组合的samosias视为污泥，ce qui samosien将微观结构与samosietcomplex结合在一起。在使用过程中，涡轮液压系统会产生严重的腐蚀，例如电荷循环，空化和腐蚀。混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合混合。由于项目是多学科的，因此有许多建议和建议，例如，在综合了这些建议和建议之后，将这些建议和建议结合在一起，将这些建议和建议结合在一起，将这些建议和建议结合在一起，将这些建议和建议结合在一起。在这些基础设施中，有一种方法可以使其更持久、更耐用。加上precisement:我)常识etudierons两类型d 'alliages基本de带(acier inoxydable et丰特),2)quantifierons他们proprietes腐蚀、iii) etudierons他们proprietes en疲劳等(四)elaborerons des模型de预测疲劳腐蚀在aideront nos partenaires他们在开发署technologique。