Методические основы компьютерной системы оценки ресурса конструктивных узлов ЯЭУ с учетом фактической эксплуатации

• Автор: Копьева, Ольга Сергеевна
• Шифр специальности: 05.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 158 с.

Оглавление
Введение

1 Состояние проблемы. Цели исследования

1.1 Актуальность

1.2 Подходы к оценке выработанного и прогноза остаточного ресурса

элементов оборудования РУ в процессе эксплуатации

1.2.1 Анализ состояния вопроса по теоретическим методам оценки

ресурса конструкционных материалов при переменных термосиловых

нагружениях

1.2.2 Анализ практических методов оценки выработанного и прогноза

остаточного ресурса

1.3 Основные проблемы оценки выработанного и прогноза остаточного
ресурса
1.4 Анализ существующих программных средств поддержки продления
ресурса
1.5 Анализ экспериментальных результатов по циклическому
деформированию сталей аустенитного класса
2 Анализ кинетики напряженно-деформированного состояния и процессов
накопления повреждений в элементе трубопровода
2.1 Уравнения термопластичности
2.2 Алгоритм интегрирования уравнений термопластичности на этапе
нагружения Д1=рп+| , - Ц
2.3 Материальные параметры модели
2.4 Эволюционное уравнение накопления повреждений
2.5 Алгоритм расчета поврежденности на этапе нагружения
2.6 Приближенный алгоритм оценки напряженного состояния в районе
дефекта в стенке трубопровода по номинальным напряжениям
2.6.1 Расчет номинальных напряжений
2.6.2 Аппроксимация дефектов
2.6.2.1 Аппроксимация подповерхностных дефектов

2.62.2 Аппроксимация напряженного состояния для подповерхностных
дефектов
2.6.2.3 Схематизация одиночных поверхностных дефектов
2.6.2.4 Схематизация распределения напряжений для поверхностных дефектов
2.6.3 Расчет коэффициентов интенсивности напряжений (КИН)
2.6.4 Приближенный анализ возможности «течи перед разрушением» (ТПР)
2.6.5 Напряженное состояние в окрестности вершины трещины
2.7 Выводы
3 Оценка адекватности модифицированного варианта уравнений механики
поврежденной среды
3.1 Проверка адекватности модифицированного варианта уравнений
механики поврежденной среды результатам экспериментальных исследований
3.2 Изучение влияния многоосности нагружения и вида траектории деформирования на процесс накопления усталостных повреждений для стали 12Х18Н10Т при нагружении элемента трубы знакопеременным кручением,
растяжением-сжатием и внутренним давлением
3.3 Выводы
4 Система оценки выработанного и прогноза остаточного ресурса конструктивных узлов оборудования и систем РУ
4.1 Основные положения
4.2 Назначение системы
4.3 Условия применимости системы
4.4 Архитектура системы
4.5 Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение - Проект компьютерной программы системы оценки ресурса конструктивных элементов ЯЭУ

Введение
В настоящее время для многих стран мира на первый план выходит задача продления срока службы исчерпавших проектный ресурс энергоблоков АЭС. В России выработка проектного ресурса важнейших объектов энергетики, нефтехимии, транспорта достигла 50-80%. Например, проектные сроки службы энергоблоков АЭС заканчиваются: Нововоронежская АЭС - 2001-2002гг., Кольская АЭС - 2003-2004гг., Ленинградская АЭС - 2003-2005гг., Билибинская АЭС 2004-2006гг. Утвержденная в мае 2000 года правительством Российской Федерации стратегия развития атомной энергетики России в первой половине XXI века одной из основных задач на ближайшие 10 лет определяет продление срока службы действующих АЭС до 40-50 лет. Программа работ Минатома РФ на 2000-2005 годы «Развитие и совершенствование нормативной и методической баз для обеспечения работ по управлению сроком службы энергоблоков АЭС» включает (пункт 1.13 программы) «разработку комплекса методик для анализа выработанного и прогнозирования остаточного ресурса элементов оборудования, трубопроводов и металлоконструкций на основе данных по истории нагружения и контроля металла» и «анализ механизмов повреждения оборудования и трубопроводов РУ энергоблоков АЭС для прогнозирования потенциально опасных элементов и зон» /1/.
Проблема сведения до минимума вероятности возникновения отказов оборудования ответственных инженерных объектов в течение длительного срока эксплуатации при оптимальных трудовых и материальных затратах не может быть решена без разработки методов и средств оценки истинного состояния материала оборудования, обоснованной оценки выработанного и прогноза остаточного ресурса опасных зон конструктивных узлов, реализуемых в процессе эксплуатационного мониторинга ресурса важнейших систем, узлов конструктивных элементов инженерных объектов. Существующие экономические условия приводят к необходимости максимального использования всех располагаемых резервов реальной физической

2 Анализ кинетики напряженно-деформированного состояния и процессов накопления повреждений в элементе трубопровода
Целью данной главы является формулировка расчетной модели накопления повреждений при усталостных механизмах деградации материала для создания системы прочностного эксплуатационного мониторинга.
Результаты, приведенные в данной главе, получены лично автором или при его непосредственном участии.
2.1 Уравнения термопластичности
Рассмотрим элемент трубопровода, находящегося под действием внутреннего давления, растяжения-сжатия и кручения (рис. 2.1). Радиус срединной поверхности сечения равен г, толщина стенки - 5«г, так что распределение напряжений и деформаций по толщине стенки можно считать равномерным, а напряженное состояние - плоским.
Рис. 2.1 Элемент трубопровода