Закономерности и модели многокомпонентной термической и радиационно-термической ползучести оболочечных труб из циркониевых сплавов

• Автор: Рогозянов, Анатолий Яковлевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Димитровград
• Количество страниц: 292 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Обобщение и анализ представлений о внереакторной и реакторной

ползучести конструкционных материалов и особенностей её проявления в

сплавах циркония и оболочечных трубах из этих сплавов

1.1. Общие представления о внереакторной и реакторной ползучести

1.1.1. Определение ползучести. Основные понятия

1.1.2. Феноменологическое описание ползучести

1.1.3. Дислокационная структура при ползучести

1.1.4. Механизмы ползучести без облучения

1.1.5. Влияние вида напряжённого состояния и анизотропии материала
1.1.6. Влияние реакторного облучения
1.2. Общая характеристика оболочечных сплавов циркония
1.3. Структурное состояние оболочечных труб из сплавов циркония
и их радиационный рост
1.4. Ползучесть оболочечных сплавов циркония
1.4.1. Ползучесть без облучения
1.4.2. Ползучесть в условиях облучения
1.4.3. Модели ползучести оболочек твэлов из сплавов циркония
1.5. Заключение о принципиальных основах концепции разрабатываемых моделей ползучести и порядке их разработки
Глава 2. Создание комплекса методик для изучения ползучести оболочечных труб
2.1. Методология исследований ползучести оболочечных труб
2.2. Методика испытаний на ползучесть при одноосном растяжении
2.2.1. Установки для испытаний
2.2.2. Способы изучения закономерностей поведения эквивалентной скорости
ползучести. Оформление методики
2.3. Методика определения характеристик ползучести при релаксационных испытаниях
2.3.1. Обоснование применения методики
2.3.2. Установка для испытаний
2.3.3. Создание и оформление методики
2.4. Методики испытаний на ползучесть при нагружении труб давлением
2.4.1. Устройства для испытаний нагруженных давлением труб
2.4.2. Методики измерений размеров образцов и определения деформации
2.4.3. Оформление методик испытаний трубчатых образцов под давлением
2.5. Методики определения коэффициентов анизотропии ползучести
2.6. Технические средства и методики стендовых испытаний
2.7. Сопоставительный анализ результатов разработки комплекса методик
Выводы по главе
Глава 3. Внереакторная ползучесть
3.1. Эквивалентная скорость установившейся ползучести оболочечных труб из
сплава Э
3.2. Анизотропия ползучести оболочечных труб из сплава Э
3.3. Неустановившаяся ползучесть оболочечных труб из сплава Э
3.4. Обобщённая модель термической ползучести оболочечных труб из сплава Э
3.5. Термическая ползучесть оболочечных труб из сплава Э
3.5.1. Эквивалентная скорость установившейся ползучести
3.5.2. Анизотропия ползучести
3.5.3. Неустановившаяся ползучесть
Глава 4. Радиационно-термическая ползучесть оболочечных труб из сплава Э
4.1. Постановка задач исследования
4.2. Разработка модели радиационно-термической ползучести при максимальном радиационном упрочнении
4.2.1. Предварительное облучение и размерные изменения ненагруженных
трубчатых образцов
4.2.2. Исследование установившейся ползучести при продольном растяжении
4.2.3. Исследование анизотропии и установившейся ползучести по результатам испытаний газонаполненных образцов
4.2.4. Исследование неустановившейся ползучести при продольном растяжении
образцов в реакторе РБТ-
4.3. Разработка модели радиационно-термической ползучести без предварительного облучения образцов
4.4. Общая характеристика обобщённой модели радиационно-термической
ползучести оболочечных труб из сплава Э
Глава 5. Ползучесть оболочечных труб из сплава Э635 в условиях облучения
5.1. Постановка задач исследования
5.2. Исследование установившейся ползучести при испытаниях в реакторе РБТ-6 предварительно облучённых образцов
5.3. Исследования анизотропии и установившейся ползучести газонаполненных
образцов в реакторе БОР-
5.4. Исследование неустановившейся ползучести предварительно облучённых
образцов
5.5. Исследование неустановившейся ползучести без предварительного
облучения образцов
5.6. Общая характеристика первой редакции обобщённой модели радиационнотермической ползучести оболочечных труб из сплава Э
Глава 6. Применение моделей радиационно-термической ползучести оболочечных
труб для описания и прогнозирования размерных изменений твэлов реакторов ВВЭР
Глава 7. Теоретические исследования влияния нетонкостенности и концевых заглушек на напряжённо-деформированное состояние труб под давлением и возможности учёта этого влияния на характеристики ползучести
7.1. Описание НДС тонкостенных газонаполненных труб с жёсткими заглушками
7.2. Описание НДС нетонкостенных труб под давлением
Основные выводы и результаты
Список источников

(6,3-Ю18 см'2) параметры а и с или неизменны, или уменьшаются, но не более чем на 0,08 %. С ростом флюенса они, как правило, увеличиваются до насыщения при Ре* ~ (7-8)1022 см'2, приводя к незначительному росту объёма элементарной ячейки (не более 1,6 %). В сплаве Э635 отмечают обратный эффект уменьшения этого объёма на ~1 % при Бвн. = 5,4 • 1022 см'2. Во всех случаях отношение с/а остаётся в пределах 1,589 - 1,595.
Малая чувствительность к облучению параметров решётки предопределяет слабое влияние его на упругие характеристики сплавов Э110 и Э635. Облучение до флюенса быстрых нейтронов 2,2-1022 см'2 приводит к уменьшению модуля Юнга в продольном и поперечном направлениях на 2-7 %. При этом коэффициент Пуассона в поперечном направлении меняется примерно так же, в продольном - увеличивается на ~ 7 % у сплава Э110 и практически не меняется у сплава Э635. Другие данные, в том числе и полученные на циркалое, указывают на возможность слабого увеличения модуля Юнга или сохранения его исходного значения.
Информация по влиянию облучения на коэффициент термического расширения отсутствует, но, по-видимому, его изменения не будут большими, чем у упругих свойств.
Напротив, пластические характеристики оболочечных труб из сплавов Э110 и Э635 оказались чрезвычайно чувствительными к радиации. Эффект радиационного упрочнения развивается в них интенсивно при малых значениях флюенса Бвн- У труб из сплава Э110 он близок к насыщению при Бвн. и (2-4)-1020 см'2. Трубы из сплава Э635 продолжают и после этого медленно упрочняться вплоть до (3-4)-1022 см'2 (16-22 сна).
Большие массивы данных по условному пределу текучести сгоде кольцевых образцов, вырезанных из труб после их облучения при температуре 300 - 400°С, плотности потока быстрых нейтронов Бвн. = Ю13- 8,81014 см'2с' до флюенса 2,1-1020 - 3,8-1022 см'2, были обработаны по формальной регрессионной модели с выявлением наиболее значимых факторов облучения и испытания [90,95]. Такими факторами оказались температура испытания Тисп и плотность потока нейтронов Фб.н. Получены следующие зависимости: для оболочек из сплава Э
при тисп < тобл сг0 2 в =^89—0,50(Тисп +273 )+6,1-10~14 Фб н
(1.16)
и при тнсп > Тобл ст0 2)в =874 — 0,94(Тисп +273) + 7,1 -10 14 Фбн ,
для оболочек из сплава Э
сг02в=713~О,58Тжп+19,2-1О-'4(1.П)
Однако следует отметить, что при обработке результатов не учитывалось различие энергетических спектров нейтронов в разных местах размещения образцов при облучении. С этой точки зрения, на наш взгляд, анализ следовало бы проводить, оперируя скоростью К и дозой К1 радиационного повреждения.
Взятый из работы [90] рис. 1.8 иллюстрирует различие температурной зависимости предела прочности стоде У необлучённых и облучённых до Бб.н. = 3,8-1022 см'2 трубок