Анализ компенсирующих мероприятий для повышения сопротивления коррозионному растрескиванию сварных соединений аустенитных трубопроводов АЭС с реактором РБМК

• Автор: Мощенко, Максим Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Содержание
Введение
ГЛАВА 1 Коррозионное растрескивание сварных соединений аустенитных трубопроводов АЭС. Проблемы и методы решения
1.1 Особенности межкристаллитного коррозионного растрескивания под напряжением в сварных соединениях трубопроводов АЭС из аустенитной стали
1.2 Методы противодействия межкристаллитному коррозионному растрескиванию аустенитных сталей
1.3 Основы расчета остаточных сварочных напряжений методом конечных элементов
1.4 Применение метода конечных элементов в программном комплексе АШУБ
1.5 Основные параметры механики разрушения
1.6 Заключение к главе 1 и постановка задачи исследований
ГЛАВА 2 Расчет остаточных напряжений в различных типах сварных соединений аустенитных трубопроводов ДуЗОО РБМК
2.1 Построение модели и алгоритм расчета остаточных напряжений
2.2 Сравнение некоторых алгоритмов моделирования остаточных напряжений на примере сварного соединения, выполненного автоматической аргонодуговой сваркой
2.3 Результаты расчета остаточных напряжений некоторых типов сварных соединений аустенитных трубопроводов ДуЗОО КМПЦ РБМК
2.4 Заключение к главе
ГЛАВА 3 Анализ влияния технологии механического обжатия на бездефектные и растрескавшиеся сварные швы трубопроводов
ДуЗОО КМПЦ
3.1 Обжатие бездефектных сварных соединений

3.2 Верификация метода расчета .1-интеграла интегрированием по контуру
3.3 Обжатие сварных соединений с трещиной
3.4 Заключение к главе
ГЛАВА 4 Анализ влияния теплоотвода с внутренней поверхности при сварочном процессе
4.1 Расчет остаточных напряжений в сварном соединении аустенитных трубопроводов при теплосъеме с внутренней поверхности во время наплавления последних валиков
4.2 Расчет остаточных напряжений в области сварного шва с кольцевой трещиной после выполнения ремонтной наплавки
4.3 Заключение к главе
Общие выводы
Список литературы
Приложение А
Приложение Б

Введение
Актуальность работы
Как показывает опыт эксплуатации, сварные швы аустенитных трубопроводов ДуЗОО контуров многократной принудительной циркуляции (КМПЦ) кипящих реакторов подвержены межкристаллитному коррозионному растрескиванию под напряжением. Данная проблема также актуальна и для отечественных канальных кипящих реакторов типа РБМК. Количество сварных соединений, потенциально подверженных коррозионному растрескиванию, на каждом энергоблоке данного типа в силу конструктивных особенностей КМПЦ составляет от 1000 до 1500. Количество таких сварных швов в процессе эксплуатации энергоблока увеличивается по причине ремонтных работ - вырезке дефектного сварного шва и вставке катушки с образованием двух новых сварных швов. В силу стесненных условий и радиационных нагрузок качество ремонтных швов зачастую оказывается хуже швов, выполненных при монтаже, а это значит, что вероятность растрескивания ремонтных швов выше вероятности растрескивания монтажных.
Для предотвращения межкристаллитного коррозионного растрескивания под напряжением (МКРПН) в отечественной практике применяется ряд мер. Среди прочего широко используются механическое обжатие сварного шва, направленное на формирование сжимающих напряжений на внутренней поверхности трубопровода, и ремонтная наплавка, увеличивающая несущую способность сварного шва с трещиной. Однако на сегодняшний момент существующее обоснование применения данных методов на сварных швах, выполненных по действующим технологическим инструкциям сварки с учетом эксплуатационных нагрузок, не соответствует текущему уровню науки и техники. В частности, в настоящее время не обоснована возможность применения обжатия на сварные швы с кольцевыми трещинами различной глубины.

Рис. 1.18 Распространение
межкристаллитной коррозионной трещины в
образце из сенсибилизированной стали 304 с
наплавкой из стали 308Ь [40] основной материал 304 сталь
В практике ремонта сварных соединений довольно часто применяется технология ИТПП (интенсивный теплоотвод при последних проходах), которая заключается в том, что последний валик сварного шва, либо ремонтная наплавка, выполняется с одновременным отводом тепла от внутренней поверхности теплоносителем. При этом скорость теплоносителя составляет 0,5-1,5 м/с, а температура 10-20°С. Данные параметры обеспечивают температуру трубопровода на внутренней поверхности не более 120°С. В процессе, аналогично 1Н81, наплавки с одновременным отводом тепла формируется большой градиент температур, который создает на внутренней поверхности сжимающие напряжения, пластически деформируя стенку трубопровода [60].
По аналогичному принципу отвода тепла теплоносителем организован процесс ИТ (интенсивный теплоотвод) [58]. Процесс ИТ характеризуется тем, что отвод тепла происходит не только во время наплавления последнего валика сварного шва, но и в процессе наплавления каждого валика или прохода при наплавке. Подобная технология положительно влияет на сопротивления МКРПН по двум причинам. Во-первых, на внутренней поверхности формируются сжимающие напряжения. Во-вторых, быстрый
приложенная
нагрузка

напла