Обоснование моделей радиационного охрупчивания материалов корпусов реакторов и процедуры их применения для оценки состояния эксплуатирующихся корпусов реакторов

• Автор: Чернобаева, Анна Андреевна
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 228 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ . .

ВВЕДЕНИЕ .

1 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИСЛЕДОВАНИЯ

2 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ МЕДИ И ФОСФОРА НА РАДИАЦИОННОЕ ОХРУПЧИВАНИЕ СТАЛЕЙ ВВЭР .

2.1 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.2 ВЛИЯНИЕ ФОСФОРА И МЕДИ НА ИЗМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ.

2.2.1 Изменение прочностных характеристик

2.2.3 Влияние концентрации фосфора и меди на изменение Т под облучением.

2.3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

2.4 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2.

3 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ФОСФОРА И МЕДИ НА ОСТАТОЧНОЕ ОХРУПЧИВАНИЕ ПОСЛЕ ОБЛУЧЕНИЯ И ОТЖИГА
з. 1 Исследование эффективности отжига с использованием сварных швов и основного МЕТАЛЛА ВВЭР0 .
3.2 Исследование эффективности отжига с использованием модельных материалов
3.3 Исследование влияние продолжительности отжига при 0С на изменение прочностных ХАРАКТЕРИСТИК И Тк ОБЛУЧЕННОГО МЕТАЛЛА.
3.4 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
4 ОСОБЕННОСТИ РАДИАЦИОННОГО ОХРУПЧИВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ВВЭР0 В РАЗЛИЧНЫХ ДИАПАЗОНАХ ФЛЮЕНСОВ .
4.1 Основные положения.
4.2 Форма функциональной зависимости ЛГкД1 для материалов с различным содержанием МЕДИ.
4.3 Закономерности эволюции наноструктуры в материалах с повышенным содержанием
МЕДИ ПОД ОБЛУЧЕНИЕМ.
4.4 Закономерности изменения содержания меди в твердом растворе
4.5 Закономерности эволюции наноструктуры в материалах с низким содержанием меди
4.6 Общие закономерности эволюции наноструктуры в материалах с низким и повышенным СОДЕРЖАНИЕМ МЕДИ.
4.7 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ МЫК1 ПРЕЦИПИ ТАТОВ В МАТЕРИАЛАХ С ПОВЫШЕННЫМ содержанием меди
4.8 Условия образования Си обогащенных преципитатов.
4.9 Соотношение между Д1Гк и флюенсом для сварных швов ВВЭР0 с повышенным
СОДЕРЖА 1ИЕМ ФОСФОРА МЕДИ ПОД ОБЛУЧЕНИЕМ
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4.
5 ОЦЕНКА ЭФФЕКТА ФЛЛКСА НА РАДИАЦИОННОЕ ОХРУПЧИВАНИЕ МАТЕРИЛОВ КОРПУСОВ РЕАКТОРОВ ВВЭР0.
5.1 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА
5.2 Эксперимент аль 1ьш результаты
5.3 Анализ данных
5.3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Вывод К ГЛАВЕ
6 ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА РАДИАЦИОННОИНДУЦИРОВАННЫХ ВЫДЕЛЕНИЙ В МАТЕРИАЛАХ КОРПУСОВ РЕАКТОРОВ ВВЭР.
6.1 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА.
6.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
6.3 АНАЛИЗ ДАННЫХ.
6.3 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
7 ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ В МАТЕРИАЛАХ КОРПУСОВ РЕАКТОРОВ ВВЭР
7.1 Причины разброса механических свойств в крупногабариппых изделиях.
7.1.1 Металл сварного шва
7.1.2 Основной металл
Выводы к разделу 7.1.
7.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНО НЕОБХОДИМОГО ЧИСЛА ИСПЫТЫВАЕМЫХ ОБРАЗЦОВ ШАРПИ ДЛЯ КОРРЕКТНОЙ ОЦЕНКИ Тк.
Выводы к разделу 7.2.
7.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ В СВАРНЫХ ШВАХ ВВЭР .
7.3.1 Описание эксперимента и его результатов
7.3.2 Обсуждение результатов.
Выводы к разделу 7.3.
7.4 Учет градиента по содержанию фосфора в сварных швах ВВЭР0 с высоким содержанием
ФОСФОРА.
Выводы к разделу 7.4.
7.5 РАСПРЕДЕЛИ ШЕ СВОЙСТВ В СВАРНЫХ ШВАХ И ОБЕЧАЙКАХ ВВЭР1 ООО
7.5.1 Материалы и испытания
7.5.2 Распределение значений Тк металла сварного шва.
7.5.3 Распределение значений Тк металла опорной обечайки.
Выводы к разделу 7.5.
7.6 Идеология программы образцовсвидетелей АЭС
Выводы к разделу 7.6.
7.7 ОЦЕНКА ИСХОДНОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА КОРПУСОВ РЕАКТОРОВ ВВЭР И ВВЭР.
7.7.1 Выбор методики испытаний образцов Шарпи
7.7.2 Определение минимально необходимого числа образцов для корректной оценки значения Тк
7.7.3 Оценка разброса значений Тк в сварном шве и основном металле.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Поскольку базовый состав всех материалов менялся незначительно и на сегодняшний день не выявлено существенного его влияния, рассматривалось четыре влияющих параметра содержание фосфора Ср, содержание меди С, флюенс . Полученная база данных состоит из точек для состояния первичного и повторного облучения. Диапазон изменения фосфора 01, диапазон изменения меди 0. Диапазон флюснсов при первичном и повторном облучениях составляет 29х см2. Диапазон изменения содержания фосфора, меди вполне достаточен для того, чтобы решать задачи, связанные с оценкой радиационного охрупчивания материалов корпусов реакторов ВВЭР как при первичном, так и при повторном облучениях, так как для реальных сварных швов ВВЭР0 первого поколения диапазон содержания фосфора 01, а меди 0. Максимальный флюенс, накопленный на корпусе реакторов ВВЭР0 первого поколения а также корпуса реакторов блока 1 Ровенской АЭС1 не превышает 5. Ю см2. Три материала были облучены двумя различными флюенсами, для первичного и повторного облучения, например 3 и 5x см2. В связи с этим в настоящей работе была поставлена задача выявить связи между изменением свойств при первичном и повторном облучении в диапазоне флюенсов 3 ч 5x см2 и содержанием фосфора и меди. Для того, чтобы определить, возможность независимой оценки влияния фосфора и меди при анализе полученной базы данных, необходимо выявить наличие или отсутствие корреляции между содержанием фосфора и меди. Поскольку массив данных, для которых определяется коэффициент корреляции, всегда ограничен числом материалов или экспериментов, высокое абсолютное значение выборочного для данной группы коэффициента корреляции является необходимым, но недостаточным условием наличия связи между влияющими факторами. Для выявления связи необходимо провести тестирование гипотезы о равенстве нулю коэффициентов корреляции между содержанием фосфора Ср , меди Сс,,. Яи х 1 Я5, 2. Сварной шов 4 корпуса реактора блока 1 Ровенской АЭС ВВЭР имеет повышенное содержание меди 0. Л выборочный коэффициент корреляции, п число наблюдений . Известно, что при пулевой гипотезе коэффициент корреляции равен нулю эта статистика имеет распределение Стьюдента с п2 степенями свободы. Используется стандартный подход, оспованный па вычислении Рзначений соответствующего теста если Рзначсние 0. В противоположном случае гипотеза о равенстве нулю коэффициента корреляции отвергается. Поскольку для данной задачи рассматривается односторонняя альтернатива коэффициент корреляции равен нулю или положителен в распределении Стьюдента программа Есхе выбирается вариант с одним хвостом. Абсолютное значение коэффициента корреляции между содержанием фосфора Ся, меди ССи равно 0 . Рзначение0. Это означает, что гипотеза о равенстве нулю коэффициента корреляции не отвергается. Иными словами анализ показал отсутствие корреляции между содержанием фосфора и меди. Это значит, что полученная база данных позволяет корректно выявить влияние фосфора и меди на изменение свойств при первичном, повторном облучениях и отжиге после облучения. Значения предела прочности Лт, Я и предела текучести ро. Статистический анализ данных показал большой разброс значений при определении предела прочности и предела текучести. Величипы стандартного отклонения при определении среднего значения по трем образцам для этого массива данных составляют от до МПа. Это означает, что изменение характеристик в этих пределах можно учитывать только в том случае, когда это изменение носит характер тенденции, то есть воспроизводится для нескольких материалов. На рисунке 2. С для всех исследованных состояний и состоит из точек для каждого параметра. ИВ
V лИО

и . К 1 , тпт но. Тт,0вС
Рисунок 2. Изменение предела текучести и предела прочности исследованных материалов относительно исходного состояния. Визуальная оценка данных показывает, что между значениями предела прочности и предела текучести, а также для каждой из этих характеристик, определенной для различных температур существует хорошая корреляция. На рисунках 2. С и предел текучести предел прочности для одной и той же температуры испытаний. РрСМПа
Рисунок 3. Предел текучести при температурах и 0С
Рисунок 2. Данные, представленные на рисунках 2.