Определение статической трещиностойкости материалов корпуса и трубопроводов реактора ВВЭР-1000 с использованием вероятностных подходов

• Автор: Силаев, Алексей Альбертович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

1. ХРУПКОЕ РАЗРУШЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Основные характеристики трещиностойкости
1.2. Критерии хрупкого разрушения
1.3 Вероятностные подходы к прогнозированию температурной
зависимости вязкости разрушения
1.4. Выводы из литературного обзора и задачи исследования
2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
МАТЕРИАЛЫ, ОБРАЗЦЫ, ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
2.1. Материалы для исследования
2.2. Образцы для проведения испытаний
2.3. Оборудование для проведения испытаний
3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ
ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ НА ОСНОВЕ КОНЦЕПЦИИ "МАСТЕР-КРИВАЯ" ДЛЯ МАТЕРИАЛОВ КОРПУСА И ТРУБОПРОВОДОВ РЕАКТОРА ВВЭР-1000
4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ ДЛЯ СТАЛИ 15Х2НМФАА В ИСХОДНОМ И ОХРУПЧЕННОМ СОСТОЯНИЯХ НА ОСНОВЕ КОНЦЕПЦИИ "БАЗОВАЯ КРИВАЯ" И "ПРОМЕТЕЙ"-МОДЕЛИ
4.1. Экспериментальное исследование стали 15Х2НМФАА в исходном
и охрупченном состояниях на основе концепции "Базовая кривая"
4.2. Оценка выполнения условия горизонтального сдвига полученных зависимостей КюСГ)
4.3. Прогнозирование температурной зависимости вязкости
разрушения К1С(Т) на основе "Прометей"-модели
4.4. Анализ результатов, полученных на основе концепций
"Базовая кривая" и "Прометей"-модели
5. ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОНЦЕПЦИЙ "МАСТЕР-КРИВАЯ" И "БАЗОВАЯ КРИВАЯ" В РАСЧЕТАХ НА ХРУПКУЮ ПРОЧНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ КОРПУСА РЕАКТОРА ВВЭР1000
6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ ИСПЫТЫВАЕМЫХ ОБРАЗЦОВ НА КОРРЕКТНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ

6.1. Анализ влияния боковых надрезов и толщины образца на основе
расчета МКЭ в трехмерной постановке
6.1.1. Экспериментальный анализ роли надрезов
6.1.2. Расчет распределения К] по фронту трещины методом конечных элементов
6.1.3. Расчет вероятности разрушения гладкого и надрезанного образца
6.2. Оценка влияния кривизны фронта усталостной трещины на величину
вязкости разрушения
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы
В процессах производства и эксплуатации атомных энергетических установок (АЭУ), разработке новых материалов для них, анализе аварийных ситуаций, часто возникает необходимость оценить сопротивление материалов хрупкому разрушению.
В настоящее время в качестве критерия хрупкого разрушения объектов с трещинами в атомной энергетике используется величина критического коэффициента интенсивности напряжений при плоской деформации — К|С и величина .1-интеграла (ГОСТ 25.506-85). В России расчет на хрупкую прочность АЭУ проводят на основании документа - "Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок" (ПНАЭ Г-7-002-86).
В последнее время за рубежом и в России появились новые подходы к расчету АЭУ на хрупкую прочность. В частности, в США, вышел стандарт АБ'ГМ Е 1921 -02, в основе которого лежит концепция "Мастер-кривая". В России, ЦНИИ КМ "Прометей”, на основании концепции "Мастер-кривая” был предложен подход, получивший название "Базовая кривая". Кроме этих подходов для расчета на хрупкую прочность используются локальные критерии, которые, в частности "Прометей"-модель, позволяют прогнозировать температурные зависимости К|С(Т) для облученных материалов, когда концепция горизонтального сдвига кривой К|С(Т) не применима т.е. форма этой кривой для облученного материала не совпадает с аналогичной кривой для необлученного материала.
До настоящего момента в России зависимости Кю(Т) для материалов АЭУ получали по результатам аттестационных испытаний. Такие испытания проводят по аттестационной программе на большом количестве образцов различной толщины, в том числе и натурной. Подходы "Мастер-кривая", "Базовая кривая" и "Прометей"-модель привлекательны тем, что получать зависимость К1С(Т) на их основе можно на ограниченном количестве маломасштабных образцов. Это позволяет значительно

Для проведения низкотемпературных испытаний образцов СТ-ЗТ и СТ-4Т использовали также специально изготовленную криокамеру. Она представляла собой сборный ящик, выполненный из термоизоляционного материала. После сборки камеры, внутреннее пространство заполнялось ватой, полностью охватывающей испытываемый образец. Охлаждение проводили жидким азотом, который периодически поступал в камеру. Контроль, за температурой на образце осуществляли с помощью трех термопар, головки которых приваривали точечной сваркой к образцу. Две термопары были прикреплены по боковым поверхностям образца, для крепления третьей в образце сверлили отверстие на глубину составляющей половину от толщины образца в непосредственной близости от трещины (на расстоянии 10мм от ее вершины, параллельно плоскости ее продвижения). В процессе охлаждения проводили контроль за температурой на образце по каждой из трех термопар. Разница в показаниях термопар составляла не более 2°С.
Для проведения испытаний на ударный изгиб использовали инструментированный маятниковый копер PSW 300 фирмы MFL с максимальной энергией удара 300 Дж (рисунок 19).
Охлаждение ударных образцов осуществляли в холодильной камере Lauda Ultra-Kryomat К 120 W, нагрев в муфельной печи фирмы MFL.
Для всех испытательных машин, на которых проводили исследования, метрологические параметры соответствовали ГОСТ 7855-84.