Восстановление свойств материалов термической обработкой

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Принципиальная возможность повышения сопротивления корпусов реакторов хрупкому разрушению открывается при их термической обработке (отжиге), которая восстанавливает свойства металла.

Экспериментальные данные по степени восстановления свойств облученного материала путем отжига свидетельствуют о том, что несмотря на имеющееся различие в степени восстановления для материалов с различным содержанием примесей и условиями облучения (в реакторах АЭС и исследованиях), массив данных может быть представлен в виде единой зависимости, где определяющей является разность температуры отжига и облучения Т_отж-Т_обл, (рис. 4.5). Степень восстановления критической температуры хрупкости облученного материала определялась экспериментально из соотношения , где Т_к0 - критическая температура хрупкости металла в исходном состоянии; Т_к - критическая температура хрупкости металла после нейтронного облучения; Т_к^отж - критическая температура хрупкости металла после восстановительной термической обработки.

Обобщение и математическая обработка экспериментальных данных показала, что основные параметры отжига связаны следующим соотношением , где t - время выдержки; Т_н - температура нагрева при восстановительной термообработке; Т_эк - температура эксплуатации; 0,2 - эмпирический коэффициент, %/°С.

Таким образом, заданная степень восстановления свойств облученного металла может быть определена путем выбора необходимого температурно-временного режима термической обработки.

Рис. 2.5. Влияние разности температур отжигаТ_отж и облучения Т_обл на степень восстановления Т_К стали 15Х2МФА и металла сварного шва: h=0,474(Т_отж -Т_обл) +7,2(±16,4); o - облучение в реакторах АЭС; ¢- облучение в исследовательских реакторах

Плотность потока нейтронов при облучении материала влияет на степень восстановления свойств металла корпуса реактора при отжиге. Согласно экспериментальным данным степень восстановления критической температуры хрупкости, разность температур нагрева и эксплуатации, плотность потока нейтроновjсвязаны соотношением: .

Сварные швы реакторов ВВЭР-440 отжигают при температуре 475±15⁰С, что обеспечивает важную степень восстановления их свойств.

Разработано и изготовлено нагревательное оборудование, обеспечившее равномерный нагрев корпуса реактора и поддержания заданной температуры его стенки.

Нагревательное оборудование состоит из блока нагрева 1, крышки 4, которая служит средством биологической защитой, и траверсы 3, соединяющей блок нагрева с крышкой (рис. 2.6). Блок нагрева имеет 54 панельных односторонних нагревателя радиационного излучения, расположенных тремя кольцевыми рядами по 18 электронагревателей. Каждый ряд электронагревателей разделен на 3 независимо регулируемые зоны, снабженные двумя спаренными термоэлектрическими преобразователями для контроля температуры корпуса в зоне отжига. Общее число термопар - 18 штук. Для нагрева используются 9 трансформаторов 90 кВт.

Распределение температур и напряжений на корпусе ВВЭР-440 при работе нагревательного устройства приведено на рис. 2.7.

Рис. 2.6. Размещение нагревательного оборудования в корпусе реактора ВВЭР-440: 1 – блок нагрева; 2 – сварной шов №4; 3 – траверса; 4 – крышка; 5 – корпус реактора

Время выдержки корпуса при температуре 475±15 ⁰С150 ч.

Скорость разогрева не более 20 °С/ч, скорость охлаждения не более 30 °С/ч до 70 °С.

Цикл работ по отжигу корпуса реактора включает отбор проб металла и замеры твердости до и после термообработки и составляет приблизительно 15 сут, что позволяет проводить этот достаточно сложный технологический процесс во время планово-предупредительного ремонта на блоке.

При проведении отжига используются универсальная ремонтная кабина с биологической защитой для монтажа инструмента, приборов и осмотра внутренней поверхности корпуса, механическая оснастка для зачистки мест отбора проб и взятия стружки для химического анализа на содержание фосфора и меди.

Рис. 2.7. Типичное распределение температур и напряжений по высоте корпуса реактора при работе блока нагрева, Н_н – расстояние от оси бока нагрева, с,d - границы блока нагрева

Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 82; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 34

Мы поможем в написании ваших работ!