Повышение качества металла сварных соединений деталей из аустенитных сталей реакторных установок на быстрых нейтронах

• Автор: Зеленин, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 200 с. : ил.

1.1. Эксплуатационные и конструктивные особенности реакторных установок на быстрых нейтронах
1.2. Корпусные материалы, используемые для изготовления реакторных установок на быстрых нейтронах

1.3. Сварочные материалы и особенности технологии сварки

при изготовлении реакторных установок на быстрых нейтронах

1.3.1. Технологическая прочность металла шва

1.3.2. Механические свойства металла шва

1.3.3. Тепловое охрупчивание металла шва

1.3.4. Длительная прочность металла шва

1.4. Характер эксплуатационных повреждений и долговечность сварных соединений оборудования реакторных установок на быстрых нейтронах
1.5. Способы повышения качества сварных соединений узлов реакторных установок типа БН

1.5.1. Технологическая прочность металла шва при сварке

1.5.2. Равнопрочность сварных соединений
1.5.3. Стабильность механических свойств металла шва в
процессе высокотемпературной эксплуатации
1.5.4. Длительная прочность металла шва
1.6. Цель работы и постановка задач исследования
ГЛАВА II. Материалы и методика исследования
2.1. Материалы исследования
2.2. Изготовление сварочных проб и схема вырезки образцов
2.3. Исследование микроструктуры и фазового состава сталей
2.3.1. Определение количества ферритиой фазы в структуре сварочной проволоки и наплавленного металла
2.4. Определение механических свойств металла шва и сварных Соединений
2.5. Определение склонности металла шва к тепловому
охрупчиванию и термическому старению
2.6. Определение длительной прочности металла шва и сварных соединений
2.7. Определение трещиностойкости ГЛАВА III. Выбор сварочных материалов и исследование металла шва
3.1. Сравнительный анализ и выбор сварочных материалов для оборудования установок БН0 и БЫ
3.2. Корреляция между количеством феррита в структуре сварочной проволоки и наплавленного металла с учетом
способа сварки
3.2.1. Аргонодуговая сварка
3.2.2. Автоматическая сварка под флюсом
3.3. Влияние технологии выплавки на количество ферритной
фазы в структуре металла сварочной проволоки
3.4. Заключение
ГЛАВА IV. Исследование металла шва сварных соединений и обоснование возможности продления ресурса узлов реакторных установок типа БН до лет
4.1. Исследование и прогнозирование длительной прочности металла шва
4.2. Оценка склонности металла шва к тепловому охрупчиванию и старению в зависимости от температурновременных условий эксплуатации сварных соединений
4.3. Исследование механизма хрупких разрушений в околошовной зоне в аустенитных сталях различных марок
4.4. Оценка трещиностойкости аустенитных сталей различных
4.5. Заключение
ГЛАВА V. Промышленное использование результатов работы
5.1. Разработка технических требований для промышленного изготовления и применения сварочной проволоки марки СвХНМ2
5.2. Повышение долговечности сварных соединений из аустенитных сталей ХН9, ХНТ и ХНТ за счет термической обработки сварных конструкций при монтаже
РУ типа БН
5.3. Заключение
Общие выводы
Библиографический список
Приложения
Введение


Разработанные и обоснованные рекомендации для выбора и регламентирования применения конструкционных и сварочных аустенитных материалов при проектировании и изготовлении сварных конструкций оборудования и трубопроводов АЭУ и продления их ресурса до лет. СвХНМ2 и наиболее перспективных способов сварки аргонодуговой и автоматической иод флюсом. Результаты экспериментальнотеоретических расчетов допустимого срока эксплуатации сварных соединений деталей из аустснитных сталей реакторных установок на быстрых нейтронах. Результаты исследований структурных изменений и деградации свойств металла шва сварных соединений, выполненных с использованием сварочной проволоки СвХНМ2, в температурновременных условиях эксплуатации реакторных установок на быстрых нейтронах. Механизм хрупких разрушений в околошовной зоне сварных соединений деталей из аустенитных сталей различных марок. Методика и специальный критерий для количественной оценки сопротивляемости локальным разрушениям в околошовной зоне сварных соединений деталей из аустенитных сталей. Условия необходимости и требования к проведению термической обработки сварных соединений деталей из аустенитных сталей, обеспечивающие повышение работоспособности реакторных установок на быстрых нейтронах. АЭС. Апробация результатов работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах Всероссийская конференция Металлургия сварки и сварочные материалы, октябрь , , СанктПетербург Шестая Международная конференция Проблемы материаловедения при проектировании, изготовлении и эксплуатации оборудования АЭС, июнь , , СанктПетербург Седьмая Международная конференция Проблемы материаловедения при проектировании, изготовлении и эксплуатации оборудования АЭС, июнь , , СанктПетербург Десятый Всероссийский научнопрактический семинар Обеспечение безопасности и экономичности энергетического оборудования, ноябрь , , СанктПетербург. Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в работах, включая 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК России, 1 патент РФ и 1 авторское свидетельство РФ на изобретение. Структура н объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 0 страницах, содержит таблицы, рисунок и 6 приложений. Библиорафический список включает наименований. Глава . Рост цен на обогащенный уран обусловил в последние годы значительное повышение интереса в мире к реакторным установкам РУ на быстрых нейтронах типа БН, поскольку применение реакторов на быстрых нейтронах всегда считалось лучшим способом использования урановых ресурсов. В США, Великобритании, Японии, Индии и странах Евросоюза приняты долгосрочные программы по развитию ядерной энергетики с РУ на быстрых нейтронах. В настоящее время лишь несколько стран освоили изготовление энергетических установок типа БТ и проводят научноисследовательские работы в этой технически и технологически сложной области. К настоящему моменту опыт эксплуатации таких установок насчитывает около 0 реакторолет табл. Таблица 1. Продолжение Табл. Франция РИепх 0 н. Индия ГВТЯ н. Япония . Россия БР н. Россия БОР п. Россия БН0 0 н. РУ БН0 третий энергоблок Белоярской Атомной станции является самой мощной установкой такого типа в России. Однако в настоящее время завершается строительство новой реакторной установки на быстрых нейтронах БН0 и проектируется установка БН с электрической мощностью 0 МВт и МВт соответственно. В табл. БН0 5, 6. Конструктивной особенностью установок БН0 и БН0 является интегральная компоновка, размещение оборудования первого контура в корпусе реактора. В связи с этим габариты корпуса увеличены до диаметр метров, высота метров. Для повышения безопасности дополнительно основной корпус укомплектован страховочным корпусом, а трубопроводы Пго контура кожухами. Таблица 1. Отвод тепла в реакторе осуществляется по трехконтурной схеме в первом и втором контурах жидким натрием, в третьем водой и паром. Натрий первого контура охлаждается в промежуточных теплообменниках натрием второго контура. Корпус реактора рис. Цилиндрическая часть корпуса соединена с днищем через переходное опорное кольцо, на котором расположен опорный пояс коробчатого тина.