Методика визначення характеристик тріщино-стійкості металу на напіврозмірних зразках Шарпі за кріогенних температур
Вантажиться...
Дата
2024
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
Анотація
Надійна експлуатація атомних електричних станцій (АЕС) неможлива без забезпечення цілісності корпусу реак-
тора (КР) при всіх режимах роботи, включаючи аварійні. Оцінка ресурсу КР базується на розрахунку на опір крихкому руй-
нуванню при аваріях з термошоком на стінку КР. Основною матеріалознавчою проблемою при цьому є деградація металу
КР внаслідок екстремальних умов роботи, в першу чергу – радіаційним опроміненням від активної зони реактора, яка спри-
чиняє окрихчення металу, тобто зниження його тріщиностійкості. Моніторинг окрихчення металу КР визначаються за
допомогою зразків-свідків, які встановлюються в реактор і перебувають в умовах опромінювання і періодично виймаються
з реактора для проведення відповідних випробувань. За результатами випробувань і розрахунками напруженості в тріщині,
що знаходиться в критичних зонах КР, оцінюється його придатність для подальшої безпечної експлуатації. Як правило для
отримання характеристик тріщиностійкості в необхідному для практичних цілей діапазоні температур необхідно прово-
дити експерименти на стандартних повномасштабних, а також крупногабаритних зразках. Однак, через брак матеріалу
після опромінення це проблематично. Тому наразі актуальною є потреба в розробці і апробації методик з експерименталь-
ного визначення тріщиностійкості металу з використанням напіврозмірних і мініатюрних зразків. Метою даної роботи є
розробка експериментальної методики випробувань на в’язкість руйнування напіврозмірних зразків Шарпі з тріщиною та
оцінка можливості її застосування для визначення характеристик тріщиностійкості металу обладнання і трубопроводів
АЕС. У роботі описане експериментальне обладнання і методика проведення експериментів на в’язкість руйнування напів-
розмірних зразків Шарпі (55×10×5 мм) з тріщинами при кріогенних температурах у діапазоні від –196 °C до –80 °C, а також
представлені результати її апробації. Методика і експериментальне обладнання задовільняють вимогам стандартів ASTM
E 1921 і ASTM E399. Дослідження проводились на сервогідравлічній випробувальній машині СТМ-100 за квазістатичного
навантажування. Для охолодження зразків до необхідних температур використовували термокріокамеру та рідкий азот і
його пари. Температуру вимірювали за допомогою мідь-константанових термопар. Експериментальні дослідження на ста-
тичну тріщиностійкість виконані на зразках зі сталі 10ГН2МФА, вирізаних з секції головного циркуляційного трубопроводу
ВВЕР-1000 у вихідному (без напрацювання) стані. Попереднє вирощування тріщин втоми в зразках проводилося при кімнат-
ній температурі відповідно до стандарту ASTM E647. В роботі отримані нові експериментальні дані статичної тріщи-
ностійкості та референсної температури за підходом Master-Curve металу головного циркуляційного трубопроводу
(сталь 10ГН2МФА) у вихідному стані і показано можливість застосування розробленої методики для визначення характе-
ристик тріщиностійкості металу обладнання і трубопроводів АЕС. Встановлено, що нормативна тріщиностійкість за
ПНАЕ Г-7-002-86 має надлишковий консерватизм, недооцінюючи запас крихкої міцності порівняно з реальними характеристи-
ками матеріалу. Отримані дані можуть бути використані при обґрунтуванні безпечної експлуатації ГЦТ АЕС з РУ ВВЕР-1000.
Опис
Ключові слова
Бібліографічний опис
Методика визначення характеристик тріщино-стійкості металу на напіврозмірних зразках Шарпі за кріогенних температур / М. М. Заразовський, К. М. Лук’яненко, В. П. Ясній, С. М. Шукаєв // Mechanics and Advanced Technologies. – 2024. – No. 3(102). – P. 246-255. – Bibliogr.: 19 ref.