Оценка накопления повреждений в конструкционных металлических материалах акустическими методами для обеспечения безопасной эксплуатации технических объектов

• Автор: Хлыбов, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 394 с. : ил.

Содержание

Введение
Г лава 1. Физико-механические представления о поврежденное поликристаллических материалов. Методы исследования структурных изменений в конструкционных металлических материалах

1.1. Проблема оценки технического состояния и надежности металлоконструкций

1.2. Анализ начального состояния исследуемых конструкционных материалов

1.3. Влияние силовых воздействий на поврежденность металлических материалов

1.4. Влияние радиационного облучения на поврежденность металлических материалов

1.5. О роли поверхностного слоя в процессе усталостного разрушения

1.6. Современные модели накопления повреждений

1.7. Методы оценки структуры и механических свойств материала конструкций с использованием средств неразрушающего контроля
1.8. Оценка прочностных характеристик сталей по ре-

зультатам измерении твердости
1.9. Выводы к главе 1 и постановка задачи
Глава 2. Анализ структурных изменений в материале и разработка метода оценки накопления повреждений в конструкционных металлических материалах
2.1. Анализ структурных изменений в конструкционных
металлических материалах

2.2. Обоснование применения акустического метода как средства измерения характеристик поврежденности конструкционных материалов
2.3. Влияние повреждений материала на параметры упругих волн
2.4. Влияние состояния поверхностного слоя на поверхностные волны
2.5. Оценка повреждений материала по изменению затухания поверхностных волн
2.6. Разработка алгоритма определения накопленных повреждений в исследуемом материале
2.7. Разработка комплексного критерия предельного состояния конструкционного материала
2.8. Выводы к главе
Глава 3. Техническое обеспечение и методика проведения исследований в задачах контроля повреждений и физико -механических характеристик в конструкционных материалах
3.1. Выбор материала, подготовка образцов для механических испытаний
3.2. Испытательные машины и стенды для механических испытаний
3.3 Оборудование для контроля структурных повреждений и физико-механических характеристик материалов
3.4. Методика проведения экспериментальных исследований в задачах контроля повреждений в конструкционных материалах

3.5 Методика измерений физико-механических характеристик акустическим методом
3.6. Отработка методики контроля напряженного состояния при статических испытаниях
3.7. Выводы к главе
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований накопления повреждений в конструкционных металлических материалах
4.1. Исследование закономерностей накопления усталостных поврежденностей в конструкционных металлических материалах
4.2. Исследование закономерностей накопления радиационных повреждений в конструкционных металлических материалах
4.3. Сравнительный анализ определения величины остаточных напряжений акустическим и рентгенов- 23
ским способами
4.4. Исследование влияния режимов нагружения на сиг-
налы АЭ
4.5. Автоматизированная система диагностирования
4.6. Выводы к главе
Глава 5. Диагностирование технического состояния промышленных объектов
5.1. Контроль радиационного охрупчивания элементов
корпуса ВВЭР
5.2. Контроль напряженного состояния элементов трубопроводов АЭС

Для защиты материала корпуса реактора от коррозионных повреждений используется антикоррозионная наплавка, выполненная аустенит-ными хромоникелевыми сварочными материалами (электродами, проволокой, лентой). Наплавка корпусов энергетических реакторов ВВЭР-210 выполнялась в три слоя суммарной толщиной 16-22 мм. Для наплавки первого (внутреннего) слоя (толщиной 2-4 мм) использовалась сварочная лента марки Св-10Х16Н25АМ6. Для наплавки третьего (наружного) слоя, контактирующего с теплоносителем, использовались сварочные материалы марки Св-08Х19Н10Г2Б.
Толщина плакирующего антикоррозионного покрытия корпусов реакторов ВВЭР-440, ВВЭР-1000 выполняется в два слоя суммарной толщиной 9±2 мм. При этом, преимущественно, используется метод автоматической сварки ленточным электродом. Первый (внутренний) слой, толщиной 2-4 мм, выполняется сварочной лентой марки Св-07Х25Н13. Такой состав, наряду с использованием электродной ленты, позволяет свести к минимуму прослойку мартенсита в переходной зоне, образующуюся в результате перемешивания основного и наплавляемого металла в процессе наплавки. Коррозионно-стойкий второй (наружный) слой наплавляется лентой марки Св-08Х19Н10Г2Б. В случае заварки дефектов при проведении ремонтных работ наряду с вышеуказанными материалами используется сварочная проволока Св-08Х19Н10Г2Б или Св-04Х20Н10Г2Б. Содержание феррит-ной фазы в каждом из слоев составляет от 2 до 8 %.
В подавляющем большинстве наплавленный металл антикоррозионного покрытия корпусов реакторов имеет типичную аустенитно-ферритную структуру сварного металла [109, 154]. Характерной особенностью микроструктуры аустенитных и аустенитно-ферритных сварных швов является их столбчатое дендритное строение (рис. 1.7).
Границы аустенитно-ферритных швов (наплавки) разъединены участками 8 - феррита. Основной структурной составляющей (более 90%) наплавленного металла является аустенит.