Влияние радиационногоохрупчивания на сопротивление хрупкому разрушению
В 1980-х г.г. было установлено, что склонность металла к радиационномуохрупчиванию определяется содержанием примесных элементов, в первую очередь меди и фосфора, а также зависит от структурного состояния металла.
На основании обработки имевшихся данных по радиационной стойкости стали 15Х2МФА и металла сварного шва (ВВЭР-440) была установлена эмпирическая зависимость коэффициентов радиационного охрупчивания АFв уравнении сдвига критической температуры хрупкости металла корпуса DТF = АF·(F/F0)1/3, где АF - коэффициент радиационного охрупчивания, °С; F - флюенс быстрых нейтронов (Е³0.5 МэВ), н/м2; F0=1022 н/м2, от содержания примесей:
для основного металла
АF = 1100 % Р - 2, где % Р - процент содержания фосфора в металле;
для металла шва
АF = 800 % (Р + 0.07%Сu), где % Р и % Сu - процент содержания фосфора и меди в металле шва.
Анализ предлагаемых на основе приведенных зависимостей коэффициентов радиационного охрупчивания показал, что для основного металла значения АF не ограничивают радиационный ресурс корпуса реактора. Значения коэффициентов радиационного охрупчивания металла сварного шва существенно превышают принятые в проекте, что требует внедрения дополнительных мероприятий для обеспечения безопасности эксплуатации корпусов реакторов в течение проектного ресурса и создания возможности продления ресурса корпусов реакторов (см. также раздел 8).
Для корпусов реакторов ВВЭР-1000 используется сталь 15Х2НМФА-А (в области активной зоны) и сварочные проволоки Св-09ХГНМТА и Св-12Х2Н2МАА, имеющие ограничение на содержание примесей.
|
|
|
Исследования, проведенные при аттестации стали, показали, что для принятых ограничений по содержанию фосфора и меди в металле коэффициент радиационного охрупчивания основного металла и металла сварного шва не превышает 23 и 20, соответственно. На рисунке 2.3 представлены значения сдвига критической температуры хрупкости для стали 15Х2НМФА от содержания примесей меди и фосфора. Данные соответствуют флюенсу нейтронов 6,4×1023н/м2 (Е>0,5 МэВ) и температуре облучения 290 0С и обобщаются зависимостью DТF=230(Cu+10Р) + 20 с предельным разбросом ±25 0С.
Рис. 2.3. Сдвиг критической температуры хрупкости стали марки 15Х2НМФА от содержания примесей меди и фосфора
На рис. 2.4 приведено сравнение результатов измерений критической температуры хрупкости ТК.Выполнен анализ результатов испытаний образцов-свидетелей материалов корпусов ВВЭР-1000 Балаковской, калининской и Нововоронежской АЭС с прогнозируемыми по Нормам расчета на прочность [10]. Исходные значения критической температуры хрупкости ТК0 измерены на Ижорском заводе.Они равны -74, -17, -81 0С для основного металла, металла сварного шва и зоны термовлияния для 1 блока Балаковской АЭС. Прогноз изменения ТК может быть недостаточно точным из-за малого количества образцов и низкого флюенса.
|
|
|
а)
б)
в)
Рис. 2.4. Зависимость ТК от величины флюенса для основного металла (а), металла сварного шва (б) и зоны термовлиянияшва (в)
1 – Балаковская АЭС,
2 – Калининская АЭС,
3 – Нововоронежская АЭС,
4 – расчет по [10]
Средние значения АFпо испытаниям образцов Шарпи для 1 блока Балаковской АЭС равны 21, 30, 25 0С для основного металла, металла сварного шва и зоны термовлияния.
Как следует из рисунка 2.4 фактические значения критической температуры хрупкости не превышают расчетных по [10], закладываемых в проектные обоснования. Однако охрупчивание металла сварного шва может быть в будущем фактором, ограничивающим срок эксплуатации корпуса реактора. В связи с этим, для новых проектов в нормативную документацию введено ограничение по содержанию никеля (Ni£1,3 %), высокие содержания которого в корпусных сталях увеличивают значения критической температуры хрупкости.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 93; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!