Исследование повреждений и разработка способов обеспечения работоспособности узла присоединения коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора АЭС с ВВЭР-1000

• Автор: Харченко, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Подольск
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Введение.
Конструкция узла приварки коллектора к корпусу парогенератора Режимы нагружения, ВХР. Проблема возникновения и развития разрушений в 1 шве. Цель и задачи исследования.
1. Характеристики механических свойств, трещиностойкости и циклической прочности металла коллектора стали ГН2МФА на воздухе.

1.1 Химический состав, механические свойства стали ГН2МФА при растяжении.

1.2 Определение критической температуры хрупкости Тю и характеристик статической вязкости разрушения. Построение мастеркривой и кривых.

1.3 Сопротивление стали ГН2МФА малоцикловой усталости.

2. Влияние параметров среды и скорости нагружения на склонность к замедленному деформационному коррозионному растрескиванию стали ГН2МФА
2.1 Методика прогнозирования влияния параметров высокотемпературной воды на склонность стали ГН2МФА к ЗДКР
2.2 Конечноэлементное моделирование напряженнодеформированного состояния и разрушения цилиндрических образцов при испытании на ЗДКР
3. Исследование закономерностей возникновения и развития трещин в стали ГН2МФА в высокотемпературной воде при ЗДКР.

3.1 Методика автоклавных испытаний при низкоскоростном нагружении.

3.2 Влияние параметров водной кислородосодержащей среды на возникновение и скорость роста трещин при статическом растяжении.
Определение условий возникновения и скорости роста трещин при статическом низкоскоростном растяжении при наличии шлама
3.4 Фракгографические исследования изломов образцов, разрушенных по механизму ЗДКР.
3.5 Деформационный критерий образования коррозионных трещин в стали
ГН2МФА при низкоскоростном статическом нагружении. Моделирование роста трещин при ЗДКР.
4. Исследование ЗД КР в условиях нагружения с постоянной деформацией и при циклическом низкоскоростном нагружении.
4.1 Испытания на коррозионное растрескивание в условиях нагружения с по стоянной деформа1щей.
4.2 Исследование ЗДКР при циклическом нагружении
5. Разработка рекомендаций по повышению срока службы узла присоединения 9 7 коллектора к корпусу парогенератора
Заключение
Список использованных источников


В результате выполненных работ был сделан вывод о том, 1гто в условиях эксплуатации, когда имеет место совокупное влияние низкоскоростного деформирования и коррозионной среды, низколегированные стали могут проявлять склонность к коррозионному растрескиванию в определенном интервале температур. Металлографическими и фракгографическими исследованиями установлено, что характер трещин, наблюдаемых в эксплуатационных условиях в локальных участках оборудования, идентичен получаемым при лабораторных испытаниях на склонность к замедленному деформационному коррозионному растрескиванию ЗДКР. ГН2МФА исследовалось в воде с повышенной
концентрацией кислорода, что нехарактерно для нормальных условий эксплуатации оборудования. При концегграциях кислорода, соответствующих нормальным условиям менее 0. Наибольший объем отложений окислов меди и железа шлама наблюдается в так называемых карманах, примыкающих к галтельному переходу Я в зоне присоединения коллекторов к патрубкам парогенераторов 1 шов, рис. Рисунок 1 Узел приварки коллектора к корпусу парогенератора. По данным эксплу атации в указанной зоне неоднократно фиксировались коррозионные повреждения и трещины. Вид поверхности темплета с внутренней стороны кармана представлен на рис. Шлам в кармане на рис. Выполнен химический анализ состава отложений. На 2ПГ1 ЮУ АЭС , Рез, , СиО, ОД 1 Г0, 2, нерастворимый остаток. Аналогичный состав отложений имел место и на остальных парогенераторах. В связи с отмеченным является актуальным исследования влияния на процесс коррозионного растрескивания стали ГН2МФА содержания коррозионноактивных примесей, отложений окислов меди и железа, наблюдавшихся в зонах коррозионного повреждения, разработке на этой основе критериев инициации и развития коррозионных повреждений, а также мероприятий, позволяющих замедлить или полностью исключить процессы коррозионного растрескивания. Ниже приведены результаты исследований темплетов вырезанных из поврежденной зоны. ТУ 8. ГН2МФА после закалки и высокого отпуска. В результате металлографических исследований в сечениях перпендикулярных магистральным трещинам в зоне радиусного перехода и радиусной проточки, были выявлены дополнительные концентраторы напряжений в виде подреза, коррозионных каверн, гребней от грубой механической обработки, от которых брали свое начало зародышевые трещины. По виду и плотности коррозионных продуктов отложений на разных стадиях развития трещин можно заключить, что развитие дефекта до сквозного было стадийным и длительным близким к общему времени эксплуатации парогенератора. Рост трещин сопровождался вторичным растрескиванием, интенсивность которого увеличивалась по мере продвижения трещины. Траектория развития основной магистральной трещины при первичном разрушении свидетельствует о значительной роли растягивающих напряжений от механических нагрузок давление рабочей среды, возможное защемление опор после замены ГТГ и другие, остаточных напряжений от сварки, ремонтной термообработки, монтажа при наличии концентраторов в виде рисок и язв. Характер повторных повреждений свидетельствует о наличии больших остаточных технологических напряжений в первую очередь от термообработки при ремонте. В результате можно сделать вывод, что разрушения происходили по механизму ЗДКР и имеют общий характер, в частности, стадийность и длительный характер развития для протяженных дефектов сравнимый с временем эксплуатации ПГ. Процесс возникновения трещин мог инициироваться обнаруженными дополнительными концентраторами напряжений подрез, коррозионные каверны, гребешки от грубой механической обработки. Анализ скоростей деформирования в галтельном переходе 1, узла приварки коллектора к корпусу парогенератора выполнен по данным расчетов ОАО ОКБ Гидропресс для различных состояний разогрев пуск снижение мощности отключение ГЦН включение ГЦН расхолаживание срабатывание АЗ малая течь разрыв паропровода. В качестве примера на рис. Анализ полученных результатов в обобщенном виде приведен в табл. Таблица 1 Параметры нагружения в различных расчетных состояниях.