Фейковая усталость Саяно-Шушенских шпилек

 Усталость материала (англ. fatigue of materials) — деградация механических свойств материала в результате постепенного накопления повреждений под действием переменных (часто циклических) напряжений с образованием и развитием трещин, что обуславливает его разрушение за определённое время.
 Такой вид разрушения называют усталостным разрушением.
 
 Это понятие кинетики разрушения металлических конструкций в инженерную практику ввёл французский математик, механик и инженер Жан-Виктор Понселе в 1837 году. 
 
 В это же время на окраине Санкт-Петербурга у «Чёрной речки» состоялась недружественная встреча нашего Александра Сергеевича Пушкина с соотечественником Понселе бароном Жоржем де Геккереном (Дантесом).
 
 Спустя два дня после этой встречи Пушкин умер.

 Так вот, фактически истинная история «усталости» шпилек  на крышке турбины ГА-2 СШГЭС [1], [2] больше напоминает историю гибели нашего Пушкина, чем историю длительных (в течение тридцати лет) их «предсмертных мук» от вибрации, изображённых в «Акте …» [3] «Ростехнадзора». И от веяния враждебных вихрей «КАРТАНА», обозначенных в заключениях пяти академиков РАН [4].

 На Рис.1 – Рис.5 приведена деталировка узла крепления крышки турбины к её статору (кр. стрелка на Рис.1 ).
 
 На Рис.6 – Рис.9 - фрагменты заключения ОАО НПО «ЦНИИТМАШ по исследованию состояния металла и характера повреждений шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата №2 Саяно-Шушенской ГЭС [5].
 (Стрелки и «красные линии» нанесены мною, Г.Р.).

 «Ростехнадзор» установил, что шпильки «уставали» от горизонтальной вибрации с двойной амплитудой выше 160-и микрон корпуса направляющего турбинного подшипника (зел. стрелка на Рис.1).
 Конкретно, такая вибрация фиксировалась на одном из датчиков «ТПРНБ» (Турбинный Подшипник, Радиальное направление вибрации, Нижний Бьеф).

 Такое своё заключение комиссия «Ростехнадзора» ни чем не обосновала.
 
 Фактически:
 
* Смотрим на Рис.3, Рис.7.

 Тело фланца крышки не имеет непосредственного контакта с телом шпильки. Во фланце отверстия под шпильки рассверливаются на диаметр больший диаметра шпилек. С зазором на сторону » 8 мм. (кр. стрелки на Рис.3).
 Это делается для того, чтобы имелась возможность добиться концентричности осей статора и ротора турбины при установке крышки на статор турбины.
 Следовательно, усилия от вибрации корпуса турбинного подшипника непосредственно на тело шпильки не передаются. 
 
 Концентричность осей фиксируется припасованными штифтами (поз. 50 на Рис.5). Отверстия под штифты во фланце крышки и в опорном кольце статора (поз. 35 на Рис.7) рассверливаются и обрабатываются одновременно. Точность обработки и припасовки – 0,8 мкм (Ra 0,8 по ГОСТ 2789-73).
 Именно на эти штифты передаются усилия от вибрации корпуса турбинного подшипника.
 «Ростехнадзор» состояние этих штифтов после аварии не указал.

* Смотрим на Рис.6, Рис.7.

 На Рис.6 – «Размер выступающей части 80 разрушенных шпилек агрегата №2 СШГЭС».
 В текстовой части [5]: «- 43 шпильки разрушены по верхней резьбе на высоте 105-125 мм (рис.3)».
 В Рис.7 «красными линиями» нанесены эти высоты – 105 и 125 мм.
 Видно, поверхности (плоскости) разрывов шпилек находятся в гайках. Что ни как не связано с поперечным изгибом от горизонтальной вибрации корпуса турбинного подшипника.
 Следовательно, шпильки не ломались от поперечного изгиба при горизонтальной вибрации, а рвались от  осевой разрывающей силы.

* На Рис.8 можно ориентировочно определить величину этой силы.
 В текстовой части [5]: «- 6 шпилек не разрушены и имеют сглаженный профиль резьбы по вершинам витков в верхней части шпильки на длине – 70 мм».
 Только этот факт свидетельствует о том, что эти усилия превышали предел текучести стали марки Ст 35 ГОСТ 1050-88, из которой изготовлены шпильки.
 А главное, характер трещин на этих шпильках. Они имеют большое раскрытие. Берега трещин более окислены, что свидетельствует о наклёпе (нагартовке) металла перед разрывом.
 Следовательно, разрыв произошел и при превышении предела текучести, и при превышении предела прочности этой стали (>ПТ=280 МПа, >ПП=540 МПа).

 Кстати, Рис.8 свидетельствует и о том, что гайки на всех шпильках были.
По нормам проектирования резьбовых соединений твёрдость металла гаек на 15 единиц шкалы Бринеля (15 НВ) ниже твердости металла шпилек. И если на шпильках при снятии с них гаек сглажены только вершины витков, то на гайках витки полностью срезаны.
 «Ростехнадзор» состояние этих гаек после аварии не указал.

 А количество таких снятых со шпилек гаек было не 6 штук, как указано в «Акте …» [3], а 8 шт. На Рис.6: - «Примечание: шпильки №№ 2, 13, 43, 47, 53, 54, 67, 71 не разрушены»

* И, наконец, смотрим на Рис.9.
 Он в истории разрыва шпилек объясняет многое, если не всё. 
 В [1], [2] было показано, что ротор агрегата не взлетал, как указано «Акте …» [3], а падал. Падал в направлении левый берег – верхний бьеф.
 При падении верхний обод рабочего колеса турбины (поз. 9 на Рис.1) при вращении упирался в днище крышки турбины (поз. 4 на Рис.1) со стороны правый берег – нижний бьеф.
 Сила прижатия была огромная. Именно эта сила и разрывала шпильки.
 При трении нагревался и металл крышки, и металл обода, и металл шпилек. О чём свидетельствует наличие на поверхности изломов шпилек цветов побежалости.
 Цвета побежалости стали — радужная окраска, появляющаяся на чистой поверхности нагретой при трении стали в результате образования на ней тончайшей окисной плёнки. На поверхности старой трещины всегда имеется толстый слой окислов, и кислороду трудно «добраться» до железа в составе стали.
 На фото шпилек видно, что кислород все-таки вошел в химсоединение с железом. Следовательно, поверхность излома была «чистой» — поверхность только что образовавшейся трещины. Старых трещин — трещин усталости на поверхности изломов не было.

 Какая была температура нагрева при реакции окисления железа?
Толщина пленки зависит от температуры, а температура обуславливает цвет. На фото цвет пленки из светло-синего переходит в синий. Для углеродистой стали — это температура порядка трёхсот градусов. В синих участках просматриваются коричневые — ~250°С.

 Следовательно, нет оснований говорить о длительном (усталостном) разрушении шпилек.

 Свидетельством того, что шпильки разрушались именно по такой схеме, является место разрыва шпилек по их высоте в зависимости от их расстановки по периметру фланца. Со стороны противоположной направлению падения обода разрушилось 76 шпилек. Из них: на 46-и шпильках сорваны верхушки вместе с гайками, 24 шпильки оборваны на выходе резьбы из опорного кольца. На 8-и шпильках сорваны только гайки.
 А на стороне направления падения обода в нижнем фланце вырван фрагмент опорного кольца (поз. 35 на Рис.7) размером 1400 мм. с 4-я неповреждёнными шпильками и гайками на них. При разрушении по такой схеме это - «зона долома». Над этой «зоной» имеются вмятины в облицовке стенки шахты от наклона крышки - башни в сторону падения обода.

Ссылки:

1. «Саяно-Шушенская катастрофа причины и сценарий» Геннадий Рассохин / Проза.ру, 08.08.2025
2. «Итоговое сказание в летописи катастрофы на Саянах» Геннадий Рассохин / Проза.ру,  30.12.2025
3. «Акт технического расследования причин аварии, происшедшей 17 августа 2009 года в филиале Открытого Акционерного Общества «РусГидро» - «Саяно-Шушенская ГЭС имени П.С. Непорожнего»
4. «Лженаучные аспекты Саяно-Шушенской катастрофы» Геннадий Рассохин / Проза.ру, 01.11.2025 
5. «Исследование состояния металла и характера повреждений шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата №2 Саяно-Шушенской ГЭС» В.Н. Скоробогатых, к.т.н., Н.Б. Шепилов, инженер, С.А. Кунавин, к.т.н., В.М. Ушаков, д.т.н. ОАО НПО «ЦНИИТМАШ»