Gestion de fissures sur des arbres de turbines hydroélectriques
Brookfield a mandaté Lx Sim pour évaluer la présence de fissures de fatigue par corrosion observées sur ses arbres de turbines hydroélectriques de type bulbe. Une première évaluation basée sur la fatigue était que les contraintes alternées provoquées par la flexion inversée de l'arbre étaient trop élevées pour être soutenues dans le temps. Ainsi, les arbres de toutes les unités devaient être remplacés par des nouveaux dans les meilleurs délais, entraînant d'importants défis logistiques et une potentielle perte de revenus significative. Lx Sim a proposé une approche alternative afin de valider la durée de vie résiduelle des pièces et d’optimiser la planification des remplacements.
Défis
- Comprendre et analyser la propagation de fissures de fatigue par corrosion dans un environnement immergé
- Éviter un remplacement coûteux et précipité des arbres de turbines
- Trouver des alternatives à l’excavation des fissures, car cette solution n’était pas durable et les fissures réapparaissaient constamment et aggravaient la situation
Solutions
Analyse LEFM (Linear Elastic Fracture Mechanics)
- Application de méthodologies de mécanique de la rupture adaptées à la fatigue-corrosion et simulations numériques avancées pour aider à prédire le comportement des fissures
Recommandations ciblées
- Élaboration de protocoles d’inspection et documentation complète pour assurer un suivi rigoureux des fissures
- Définition de critères clairs pour établir le moment optimal du remplacement des arbres turbines de toutes les unités
Résultats
Grâce à notre expertise en simulation, aux analyses LEFM et à un plan de surveillance rigoureux :
- Les arbres de turbine fissurés ont pu continuer d’opérer en toute sécurité sur une période prolongée
- Le client a pu planifier les arrêts de production de manière optimale, réduisant considérablement les risques financiers liés à un remplacement immédiat
- Un processus d’inspection documenté et éprouvé a permis d’assurer la conformité et la fiabilité à long terme des équipements
En misant sur des approches innovantes de simulation numérique, ce projet a permis de transformer un enjeu en opportunité stratégique. Le client a pu repousser le remplacement prématuré des composants, tout en planifiant ses interventions de façon proactive et optimisée.