Обоснование моделей радиационного охрупчивания материалов корпусов реакторов и процедуры их применения для оценки состояния эксплуатирующихся корпусов реакторов (06.07.2009)

Автор: Чернобаева Анна Андреевна

Рисунок 18 Плотность радиационно-индуцированных выделений трех облученных сталей

Для того, чтобы упростить решение задачи были приняты следующие допущения:

линейно зависит от флюенса;

не оценивалось, так как диапазон изменения содержания кремния весьма невелик: от 0.26 до 0.32%.

- флюенс *10-18см-2.

на плотность выделений независимо. Идея соотношения (2) заключается в том, что присутствие в твердом растворе одного из этих элементов усиливает эффект от другого на радиационное охрупчивание. Оценка параметров моделей проводилась с использованием эконометрического пакета «EViews».

для модели (1)

противоречит здравому смыслу, поскольку повышение содержания Mn приводит к увеличению плотности выделений при прочих равных условиях. В связи с этим модель (1) отвергается, как физически несостоятельная.

???????????????????????

?????????»

?????????¦

& таблице 9 приведены абсолютные значения параметров и их статистические характеристики для модели (2).

для модели (2)

в соответствии с соотношением (3) в зависимости от флюенса

во всем диапазоне флюенсов, что указывает на удовлетворительные качества модели.

(Рисунок 20).

Рисунок 20 Соотношение между изменением предела текучести и плотностью преципитатов

В седьмой главе показано, что разработка процедуры применения аналитических моделей радиационного охрупчивания для оценки остаточного ресурса корпуса реактора является сложной научной и технической задачей. Для корректного решения этой задачи следует учитывать, что условия эксплуатации корпуса реактора несколько отличаются от условий, в которых облучаются любые образцы, включая образцы-свидетели, например по плотности потока быстрых нейтронов. Кроме того, любая деталь корпуса реактора является крупногабаритной, например сварной шов ВВЭР-440 имеет высоту (толщина стенки корпуса) 0.14 м, внешний диаметр – 3.56 м, а внутренний диаметр – 3.84 м. Естественно, что свойства в двух различных точках штатных изделий неодинаковы.

Учет различий в плотности потока был рассмотрен в пятой главе. В седьмой главе рассмотрены результаты проведения оценок распределения свойств в крупногабаритных изделиях и учета неоднородности свойств для оценки состояния металла корпуса реактора.

Для низколегированной малоуглеродистой стали, из которой изготовлены корпуса ВВЭР, характерна достаточно сложная структура. Структура стали зависит от химического состава, температурно-деформационных параметров изготовления изделия и режима термической обработки. Как было упомянуто выше, фрагменты корпусов ВВЭР, такие как обечайка (основной металл) и кольцевой сварной шов имеют достаточно крупные габариты.

Учитывая размеры изделия, технологию изготовления (в частности обечайки) сложную фазовую и зеренную структуру, разумно предположить, что металл сварных швов и обечаек негомогенен. Это может быть причиной неоднородности механических свойств. Иными словами при проведении механических испытаний следует ожидать разброса данных.

Причинами разброса данных могут быть различные факторы, которые условно можно разделить на две группы:

А) поддающиеся учету факторы, такие как:

Неоднородность химического состава;

Неоднородность структуры, обусловленная технологий производства;

Различия в скорости охлаждения в процессе термической обработки в различных зонах сварного шва или обечайки;

Факторы, связанные с проведением испытаний, вносящие систематические ошибки.

Б) случайные факторы, не поддающиеся систематизации.

В разделе 7.1 представлен анализ доступных данных по оценке распределения свойств в металле сварных швов и поковок. Поскольку основной массив данных по сварным швам получен на сварных швах ВВЭР-440, результаты анализа следует рассматривать с точки зрения оценки методических подходов к оценкам распределения свойств.

в областях сварного шва, прилегающих к зоне сплавления сварного шва и основного металла.

по толщине обечайки. Разброс свойств в азимутальном и аксиальном направлениях можно считать случайным.

Оценку разброса свойств в тех направлениях, для которых оно является случайным, следует проводить одновременно, объединяя все данные в один файл. Это не противоречит идеологии статистического анализа и позволяет увеличить анализируемую выборку.

) позволяет избежать излишней консервативности в оценках разброса.

одного радиального слоя сварного шва на базе испытаний 12 образцов Шарпи с точностью ±1оС и основного металла на базе испытаний 15 образцов Шарпи с точностью ±2оС.

при изменении азимутальной координаты не превысило 8оС. Разброс значений в радиальном направлении составил 12оС.

В разделе 7.3 представлен детальный анализ химического состава образцов-свидетелей сварного шва РАЭС-1 с повышенным содержанием фосфора. Обобщение результатов представлено на рисунках 21 и 22.

в сварном

шве № 4 РАЭС-1

, на рисунке 24 показаны результаты испытаний образцов-свидетелей сварного шва РАЭС-1 пятой выгрузки.

под облучением, при прочих равных условиях, приводит к существенному усилению радиационного охрупчивания.


загрузка...