Расчетно-методическое обоснование циклической прочности элементов реакторных установок, подверженных нейтронному облучению

• Автор: Европин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.03, 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил

Содержание
Введение.
Глава 1. Базовые зависимости для построения кривых усталости конструкционных материалов

1.1. Расчетные кривые усталости для материалов в исходном состоянии .

1.2. Учет влияния нейтронного облучения на положение кривых конструкционных материалов.

Глава 2. Коррозионностойкие стали аустенитного класса

Выводы.

Глава 3. Низколегированные стали для корпусов легководных

ядерных реакторов.

Глава 4. Циркониевые сплавы

Выводы
Глава 5. Сплав титана марки ПТЗВ
Глава 6. Алгоритмы расчетного анализа циклической прочности
подверженных 1зпроному облучению элементов конструкций.
Выводы.
Заключение.
Список использованных источников


Для практических целей это разделение не имеет принципиального значения, так как в расчетах используется единая кривая усталости от реализуемых максимальных амплитуд эксплуатационных деформаций до деформаций (напряжений), допускающих примерно |? Основные полуциклы нафужения с наибольшими амплитудами циклических деформаций происходят в условиях относительно невысокой интенсивности нейтронного облучения (пуск, останов, гидроиспытание), подавляющая часть дозы радиационного повреждения накапливается при стационарных режимах в условиях нафужения, близкого к статическому' между соседними полуциклами нагружения. Возможен прогноз влияния облучения на циклическую прочность магериалов по изменению характеристик их прочности и пластичности при статическом растяжении после облучения (температура, доза радиационного облучения) на основе модели Коффина - Мэнсона - Лангера [1-4]. В малоцикловой области доминирует составляющая пластической деформации в амплитуде полной деформации, поэтому снижение пластичности в процессе облучения уменьшает сопротивление малоцикловому разрушению. Прочность материалов в результате облучения возрастает, поэтому можно было бы ожидать повышения сопротивления многоцикловой усталости, где доминирует упругая составляющая амплитуды деформации, однако проведенные в последние годы исследования данное ожидание не подтверждают. Воздействие облучения учитывают при проектировании ядерных реакторов, исключая в зонах интенсивного облучения концентраторы напряжений и не допуская высоких температурных и вибрационных напряжений. Возможность обойти проблемы малоциклового нафужения в зонах облучения приемами проектирования не снимает важности получения количественных оценок малоцикловой усталости конструкционных материалов в условиях облучения, знание которых расширит информационную базу о механизмах дефадации материалов, имеющую значение при проектировании ядерных реакторов с повышенным сроком службы и продлении срока эксплуатации действующих ядерных реакторов. Из общего правила (п. В действующих Нормах расчета на прочность [5J (приложение 7, п. ASME (] рекомендовано для учета влияния облучения использовать в расчетах по уравнениям кривых усталости коэффициенты снижения циклической прочности Xf ПО числу циклов (для легированных сталей, сплавов циркония, сталей аустенитного класса и железоникелевых дисперсиоино-твердеюших сплавов) или по амплитуде деформации фР (для сталей аустенитного класса и железоникелевых дисперсионно-твердеющих сплавов при температурах, вызывающих ползучесть) в зависимости от того, какой коэффициент снижения скажется консервативнее. В состав методов определения механических свойств материалов включена методика экспериментального определения коэффициентов xf и фр (приложение 2, п. Норм [5]), которая определяет базу испытаний на усталость облученного основного х«атериала, металла сварного соединения или наплавки по числу циклов. Вышеуказанные положения Норм [5] разработаны с участием автора и будут частично представлены в данной работе, в которой приведено описание специального оборудования для проведения испытаний, методик испытаний и полученные результаты. Однако основная ориентация при подготовке Норм [5] была на стадию проектирования, в то время как в данный момент наиболее актуальным является вопрос продления сроков службы действующих атомных станций и исследовательских реакторов. Длительная эксплуатация подверженных нейтронному облучению элементов конструкций реакторных установок сопровождается сложной «историей» нагружения и изменением механических характеристик материалов. Поэтому совершенствование алгоритмов расчетного анализа циклической прочности конструкций реакторных установок приобретает в настоящее время особую актуальность. Федеральных норм ПНАЭ Г 7-2- «Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок») и метода испытания на длительную циклическую прочность при неизотермическом нагружении в ГОСТ . Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов.