Исследование прочности материалов плакированных корпусов атомных энергетических реакторов с технологическими дефектами
Диссертация
Такой подход имеет ряд недостатков. Основной недостаток состоит в том, что при оценке долговечности конструкций полностью исключается период зарождения трещины. Однако уже первые оценки / 79 / показывают, что период зарождения трещин от реальных технологических дефектов в сварных швах большой толщины при действующих в конструкциях циклических напряжениях может многократно превышать период… Читать ещё >
Содержание
- 1. Современное состояние проблемы продления ресурса элементов оборудования АЭУ и перспективы ее решения. (Обзор литературы)
- 1. 1. Некоторые основные факторы, влияющие на работоспособность сосудов высокого давления
- 1. 1. 1. Технологические дефекты в наплавленных и сварных соединениях оборудования АЭУ, их типы и методы контроля
- 1. 1. 2. Влияние нейтронного облучения на сопротивление конструкционных сталей хрупкому разрушению
- 1. 2. Научные основы оценки влияния технологических дефектов на прочность элементов оборудования АЭУ
- 1. 2. 1. Экспериментальные методы определения характеристик статической и циклической трещиностойкости моно- и биметаллов
- 1. 3. Методы расчетного обоснования прочности и долговечности элементов конструкций при наличии дефектов
- 1. 4. Выбор метода расчета коэффициентов интенсивности напряжений для поверхностных и внутренних дефектов
- 1. 5. Актуальность проблемы продления ресурса элементов оборудования АЭУ и основные задачи исследования
- 1. 1. Некоторые основные факторы, влияющие на работоспособность сосудов высокого давления
- 2. Методика экспериментальных исследований. Материалы, образцы, испытательное оборудование
- 2. 1. Материал и его свойства, выбор типоразмеров образцов
- 2. 2. Испытательное оборудование
- 2. 3. Методика испытаний образцов на статическую трещиностой-кость
- 2. 4. Методика экспериментального определения периода зарождения трещин от концентраторов при циклическом нагруже
- 3. Анализ результатов испытаний
- 3. 1. Выбор режима охрупчивающей термической обработки и оценки механических характеристик плакированной корпусной стали
- 3. 2. Сравнительная оценка статической трещиностойкости корпусного материала и материала с наплавкой в исходном и ох-рупченном состояниях
- 4. Предложения по совершенствованию методов обоснования допустимых размеров технологических дефектов корпуса реактора АЭУ
- 4. 1. Оценка периода до возникновения усталостных трещин от концентраторов
- 4. 2. Разработка таблицы допустимых размеров дефектов для сварных соединений элементов оборудования АЭУ на стадии эксплуатации
- 4. 3. Приведение переменных режимов нагружения, возможных при эксплуатации корпуса реактора, к номинальному режиму
- 4. 4. Расчетная оценка допустимых размеров дефектов в активной зоне корпуса реактора ВВЭР-1 ООО 11 б
Список литературы
- Алешкин B.C., Саркисов A.A. Энергетические ядерные реакторы,— Л.: Судпромгиз, 1961, 371 с.
- Андренко В.М., Юханов В. А., Чернявский O.A. Оценка механических свойств и критической температуры хрупкости корпусной плакированной стали.Энергомашиностроение, 1987, № 8, с. 19−21.
- Антонов H.H., Самсонов Ю. А. Долговечность сосудов высокого давления, работающих при высоких температурах, — Судостроение за рубежом, 1970, № 5, с.62−75,
- Астафьев A.A., Павлов Н. М., Савуков В. П. Изменения механических свойств стали 15Х2НМФА при термической обработке, — Энергомашиностроение, 1983, № 4, с. 21−22.
- Астров Е.И. Плакированные многослойные металлы. М.: Металлургия, 1965, — 342 с.
- Баренблатт Г. И. Математическая теория равновесных трещин, образующихся при хрупком разрушении. Прикладная механика и техническая физика, 1961, № 4, с. 13−20.
- Бородачев А.Н. Определение коэффициентов интенсивности напряжений для плоской эллиптической трещины при произвольных граничных условиях. Механика твердого тела, 1981, № 2, с. 63−69.
- Браун У., Сроули Дж. Испытание высокопрочных металлических материалов на вязкость разрушения при плоской деформации. М.: Мир, 1972, 246 с.
- Вайншток В.Д. Расчет коэффициентов интенсивности напряжений для поверхностных трещин в конструкциях. Проблемы прочности, 1984, № 3, с. 29−39.
- Васильченко Г. С. Критерий прочности тел с трещинами при квазихрупком разрушении материала. Машиноведение, 1978, № 6, с. 103−108.
- Васильченко Г. С., Кошелев П. Ф. Практическое применение механики разрушения для оценки прочности конструкций. М.: Наука, 1974, 148 с.
- Васильченко Г. С., Кошелев П. Ф. Применение теории линейной механики разрушения к оценке прочности турбинных роторов. Проблемы прочности, 1972, № 9, с. 22−32.
- Васильченко Г. С., Кошелев П. Ф. Чернявский O.A. Влияние антикоррозионной наплавки на статическую трещиностойкость корпусной стали в исходном и охрупченном состояниях, — Заводская лаборатория, 1986, № 3, с.61−63.
- Васильченко Г. С., Лакеев Б. Н. Прочность вращающихся надрезанных дисков при квазихрупком разрушении материала. ФХММ, 1979. № I, с. 78−80.
- Васильченко Г. С., Овчинников A.B. Деформационная интерпретация критериев механики разрушения для инженерных расчетов. В сб. трудов МИФИ: Трещиностойкость материалов и элементов конструкций ЯЭУ. -М.: Энергоатомиздат, 1990, с. 19−34.
- Васильченко Г. С., Ривкин Е. Ю. Опыт расчетов на прочность с использованием характеристик механики разрушения. В сб.: Унификация методов испытаний металлов на трещиностойкость, — М.: Из-во стандартов, 1982, вып. 2, с. 64−72.
- Васютин А. Н. Критерий упруго-пластического разрушения применительно к коротким трещинам, — Заводская лаборатория, 1985, № 4, с. 71−73.
- Васютин А.Н. Опыт определения предела трещиностойкости материала для расчета разрушающего напряжения, — В кн.: Унификация методов испытаний металлов на трещиностойкость. Вып.2 М.: Изд-во стандартов, 1982, с.59−64.
- Георгиев М.Н., Морозов Е. М. Методика определения предела трещиностойкости. В сб.: Проблемы разрушения металлов. М., Изд. МДНТП им. Дзержинского, 1977, с. 163−173.
- Герасимов В.В., Касперович А. И., Мартынова О. И. Водный режим атомных электростанций,— М.: Атомиздат, 1976, 398 с.
- Гольдштейн Р.В. Некоторые вопросы механики разрушения крупногабаритных конструкций. В кн.: Механика разрушения конструкций. М.: Мир, 1980, с. 228−255.
- Горынин И.В., Николаев В.А. и др. В кн.: Радиационные эффекты изменения механических свойств конструкционных материалов и методы их исследования. — К., Наукова думка, 1974, с.59−68.
- ГОСТ 25.506−85. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. М.: Изд-во стандартов, 1985, с. 61.
- Дорощук В.Е. Ядерные реакторы на электростанциях. М.: Атомиздат, 1977, 208 с.
- Дроздовский Б.А., Морозов Е. М. Методы оценки вязкости разрушения. -Заводская лаборатория, 1976, № 8, с. 89−94.
- Дроздовский Б.А., Морозов Е. М. О двух механических характеристиках, оценивающих сопротивление разрушению, — Заводская лаборатория, 1971, № 1, с. 78−89.
- Звездин Ю.И., Ривкин Е. Ю., Васильченко Г. С., Овчинников A.B. Использование данных неразрушающего контроля в расчетах на прочность, — Тяжелое машиностроение, 1990, № 3, с. 12−14.
- Иванова B.C., Терентьев В. Ф. Природа усталости металлов. М.: Металлургия, 1975, 454 с.
- Ирвин Д., Парис П. Основы теории роста трещин и разрушения. В кн.: Разрушение /Под общ. ред. Г. Либовица/ М.: Мир, 1976, т. З, с. 17−66.
- Карзов Г. П., Леонов В. П., Тимофеев Б. Т. Сварные сосуды высокого давления (прочность и долговечность). Л.: Машиностроение, 1982, 286 с.
- Касаткин Б.С. Структура и микромеханизм хрупкого разрушения стали. -К.: Техника, 1964, 115 с.
- Киселевский З.Н. Изменение механических свойств сталей и сплавов при радиационном облучении. К.: Наукова думка, 1977, с. 102.
- Когаев В.П., Махутов H.A., Гусенков А. П. Расчеты деталей машин на прочность и долговечность. Справочник. М.: Машиностроение, 1985, 244 с.
- Контроль качества сварки. Под ред. Волченко В.Н.- М: Машиностроение, 1975,328 с.
- Коньков Ю.Д., Алюшин O.A., Шаров В. А., Володин В. Л. Оценка прочности биметалла с позиций линейной механики разрушения. Технология судостроения, 1978, № 3, с.26−29
- Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях: Анализ, предсказание, предотвращение/ Пер. с англ.- М.: Мир, 1984, 624 с.
- Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1976, 455 с.
- Крянин И.П., Федосов А. И., Рабинович В. П., Зеленцов Г. Н. Применение механики разрушения для выбора материалов и оценки работоспособности деталей с дефектами. Материалы конф. (ЧССР, Марианские лазни 31.10−2.11.1973 г.) с. 48−85.
- Кудрявцев Б.А., Партон В. З., Соковников А. М., Тананов А. И. Исследование торможения роста трещин в слоистых металлических композициях. Физико-химическая механика материалов, 1977. № 3, с. 3−11.
- Кулиев В.Д., Работнов Ю. Н., Черепанов Г. П. О торможении трещин на границе раздела различных упругих сред. Изд. АН СССР МТТ, 1978, № 4, с.120−128.
- Кудрявцев И.В., Наумченков Н. Е., Каширина Т. К. Способ создания искусственного дефекта. Авторское свидетельство № 667 349, БИ № 22, 1979.
- Леонов М.Я. Элементы теории хрупкого разрушения. Прикладная механика и техническая физика, 1961, № 3, с. 85−92.
- Лехт Р.И. К вопросу о влиянии радиационного облучения на механические свойства металлов. Машиноведение, 1983, № 3, с. 117−122.
- Либовиц Г., Джонс Д. Некоторые исследования нелинейных эффектов механики разрушения, — В кн. Механика деформируемых тел и конструкций.-М., Машиностроение, 1975, с. 251−273.
- Лозинский М.Г. Изучение особенностей разрушения перспективных биметаллических композиций. В сб.: Температурная микроскопия металлов и сплавов. — М.: Наука, 1974, с. 63−78.
- Макклинток Ф.А., Ирвин Дж. Р. Вопросы пластичности в механике разрушения / Пер. с англ. В кн.: Прикладные вопросы вязкости разрушения. -М.: Мир, 1968, с.143−186.
- Маркочев В.М., Морозов Е. М. Предел трещиностойкости в системе критериев прочности тел с трещинами. В кн.: Исследование хрупкой прочности строительных металлических конструкций. М.: ЦНИИ проект-стальконструкция, 1982, с. 102−112.
- Махутов H.A., Воробьев А. З., Гаденин М. М. и др. Прочность конструкций при малоцикловом нагружении. М.: Наука, 1983, с. 269.
- Махутов H.A., Тананов А. И., Черняев А. П. и др. Методы определения характеристик вязкости разрушения плакированных материалов. Заводская лаборатория, 1982, № 1, с. 66−72.
- Методика определения допускаемых дефектов в металле оборудования и трубопроводов во время эксплуатации АЭС. М-02−91 М.: Научно-исслед. и конструкторский институт энерготехники, 1991, 20 с.
- Методические указания. Расчет и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов, определение характеристик трещиностой-кости (вязкости разрушения) при циклическом нагружении. РД50−345−82. М.: Изд-во стандартов, 1983, с. 95.
- Методические рекомендации. Правила составления расчетных схем и определения параметров нагруженное&trade- элементов конструкций с выявленными дефектами MP 125−02−95, — М.: ЦНИИТМАШ, 1995, 52 с.
- Механика разрушения и прочность материалов. Справ. Пособие: В 4 т./ Под ред. Б. В. Панасюка К.: Наукова думка, 1988. — Т. З. Характеристики кратковременной трещиностойкости материалов и методы их определения/ С. Б. Ковчик, Е. М. Морозов, 436 с.
- Микляев П.Г., Рудницкий E.H. Методика определения вязкости разрушения анизотропных материалов в направлении трещин. Технология легких сплавов, 1979, № 8, с. 65−69.
- Микляев П.Г., Рудницкий E.H. Методика определения параметров вязкости разрушения анизотропных материалов. Заводская лаборатория, 1980, № 3, с. 265−268.
- Морозов Е.М. Предел трещиностойкости в нелинейной механике разрушения, — В кн. Современные проблемы механики и авиации, — М.: Машиностроение, 1982, с. 203−213.
- Нотт Дж.Ф. Основы механики разрушения. М.: Металлургия, 1978, 256 с.
- Овчинников A.B. Приближенная формула определения коэффициентов интенсивности напряжений Ki для тел с поверхностными трещинами.-Проблемы прочности. 1986, № 11, с.44−47.
- Овчинников A.B. Приближенная формула определения коэффициентов интенсивности напряжений Ki для тел с подповерхностными трещинам и.-Проблемы прочности, 1986, № 11, с.41−44.
- Овчинников A.B., Попов A.A., Васильченко Г. С. Основные принципы составления расчетных схем элементов конструкций с несплошностями по данным неразрушающего контроля, — Проблемы прочности, 1989, № 9, с.74−79.
- Овчинников A.B., Попов A.A., Васильченко Г. С. Основные принципы составления расчетных схем элементов конструкций с несплошностями по данным неразрушающего контроля. Сообщение 1. Поверхностные несплошности. Проблемы прочности, 1988, № 9, с.74−79.
- Овчинников A.B., Попов A.A., Васильченко Г. С. Основные принципы составления расчетных схем элементов конструкций с несплошностями по данным неразрушающего контроля. Сообщение 2. Поверхностные несплошности. Проблемы прочности, 1988, № 11, с. 107−110.
- Панасюк В.В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами. К.: Наукова думка. 1969, 246 с.
- Парис П., Си Дж. Анализ напряженного состояния около трещин / Пер. с англ. В кн.: Прикладные вопросы вязкости разрушения. М.: Мир, 1968, с. 64−140.
- Парис П., Эрдоган Ф. Критический анализ законов распространения трещин. Труды АОИМ. с. 85, Техническая механика, 1963, № 4. с. 60−66.
- Партон В.З., Морозов Е. М. Механика упругопластического разрушения.-М.: Наука, 1985, 504 с.
- Партон В.З. Механика разрушения: От теории к практике, — М.: Наука, 1990, 240 с.
- Петерсон Р. Коэффициенты концентрации напряжений,— М.: Мир, 1977, с.302
- Писаренко Г. С., Науменко В. П., Волков Г. С. Определение трещиностой-кости материалов на основе энергетического контурного интеграла. К.: Наукова думка, 1978, 124 с.
- ПНАЭ Г-7−002−86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок, — М: Энергоатомиздат, 1989, 525 с.
- Попов А.А., Васильченко Г. С., Ильинский К. Л. Определение периода зарождения усталостной трещины от технологических дефектов в сварных швах. Заводская лаборатория, 1984, № 4, с. 63−66.
- Прикладные вопросы вязкости разрушения. Под ред. Б. А. Дроздовского,-М.: Мир, 1968, 550 с.
- Райе Дж. Математические методы в механике разрушения. В кн.: Разрушение (Под общей ред. Г. Либовица .- М.: Мир, 1975, т. 2, с. 204−335.
- Ромвари П., Тот Л., Надь Д. Анализ закономерностей распространения усталостных трещин в металлах. Проблемы прочности, 1980, № 12, с. 18−28.
- Серенсен С. В. Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению. М.: Атомиздат, 1975, 190 с.
- Серенсен C.B., Шнейдерович P.M., Гусенков А. П. и др. Прочность при малоцикловом нагружении,— М.: Наука, 1975, 285 с,
- Филатов В.М., Анихимовский Ю. А., Евронин C.B. Малоцикловые испытания облученных конструкционных материалов, — Заводская лаборатория. 1980, № 2, с. 169−170.
- Фридман Я.Б. Механические свойства материалов М.: Машиностроение, 1974, 330 с.
- Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения М: Наука, 1974, 640 с.
- Шоршоров М.Х., Виноградов Л. В., Устинов Л. М. Расчет коэффициента интенсивности напряжений для трещин, распространяющихся перпендикулярно границе раздела разнородных материалов. Физика и химия обработки материалов, 1978, № 5, с. 146−150.
- Шоршоров М.Х., Виноградов Л. В., Устинов Л. М. Расчет методом сечений коэффициентов интенсивности напряжений для трещин, расположенных у границы раздела разнородных сред, — Механика композитных материалов, 1979, № 6, с. 982−990.
- Ярема С.Я. Исследования роста усталостных трещин и кинетические диаграммы усталостного разрушения. Физико-химическая механика материалов, 1977, т. 13, № 4, с. 3−22.
- Amzallag С., Bernard I.L., Babbe R.A. In: Deriving a design Fracture resistance curve for analysing crack initiation, Advances in Fracture Research, 5th Int. Conference on Fracture, 1981, v.2. p. 597−604.
- ASME. Boiler and pressure Vessel code: Section XI New York, 1986, 719 p.
- Bowie O.L., Frese C.E. On the «overlapping» problem in crack analysis. Eng. Fract. Mech., 1976, 8, № 2, p.373−379.
- BS PD 6493 Guidance on some methods for the derivation of acceptable levels for defects in fusion welded joints. London, British standards institution, 1980.
- Burdekin F.M., Dawes M.G., Widgery D.S. Properties and requirements for weld metal in relation to failure by brittle fracture.- IIW, Document X-506−69, p.56.
- Cameron S.W., Komedy A.F. An appreciation of the problems associated with the use of fitness for purpose techniques. Transactions of the Jut. Conf. by strength of welding structures, London, 1981, Paper 13.
- Cowan A., Fearnehough G.D. et al. Effects Radiat, Struct. Metals. Philadelphia, Pa, 1967, p. 107−132.
- Desine T.M., Floreen S., Hayden H.W. Fracture mechanisms in maraging steel-iron beminates Eng.Fract.Mech., 1974, v.6, № 2, p.315−325.
- Dowlmg A.R., Townley C.H.A. The effect of defect on structural failures: a two-criteria approuch.- Intern J. Pressure Vessels and Piling, 1975, v.3, № 2, p.77−107.
- Dugdale D.S., Yielding of steel sheets containing slits. J. Mech and Phys. Solids, 1960, v. 8, № 2, p. 100−108.
- Frost N., Dugdale D. The propagation of fatigue cracks in sheet speciments.-Journal of the Mechams Physics of Solids, 1958, v.6, № 2, p.92−101.
- Gray T.G.F. Convenient closed form stress intensity factors for common crack configurations Int. J. Fract. — 1977 — 13, № 1, p.65−75.
- Griffith A.A. The theory of rupture.- Proc. First Intern, congr. Appl. Mech., Delft, 1924, p.55−63.
- Crutzen S., Jehenson P., Nichols R.W., Mc Donald N. The major Results of the PISC II RRT. Nucl. End. and Design, vol. 115, 1989, 7.21
- Hardrath H., McEvily A. In: Proceedings of the Crack Propagation Symposium.- Cranfield, 1961, v. l, p.231−237.
- Plawthorne J.R., Mager T.R. In: Fracture Toughness, Philadelphia, ASTM STP 514, 1972, p. 151−163
- Hawthorne J.R., Steel L.E., U.S. Naval Res. Lab. Rept. NRL Progr., Maret, 1966, p.34−35.
- Head A.K. The growth of fatigue cracks.- The Philosophical Magazine, 1953, v.44, № 4, p.925−938.
- Ingham T., Harrison R.P. A comparison of published methods of calculation of defect significance, Transactions of the Int. Conf. for Strength of Welded Structures, London, 1981, Paper 46
- Irwin G.R. Fracturing of metals. Cleveland, ASM, 1948, p.147−164.
- Jack A.R., Price A.J. Int. J. of Fracture Mech., 1970, v.6, № 6, p.401−409.
- Jessop T. J. Non- destructive testing of welded joints «Qual. Assur. Weld. Constr. «London, New York, 1983, p. 151−166.
- Kume R., Okabauashi H., Naiki T. Internal Stresses in Thick Plates Weld-Overlaid with Aystenitik Stainless Steel (Report 1) Transactions of the Japan Welding Society, vol. 5, # 1, 1974, p.p. 32−38.
- Landerman E., Yanichko S.E. et al. Effects Radiat. Struct. Metals, Philadelphia, 1967, p. 260−275.
- Landes J.D., Bedley J.A. The effect of specimen geometry on JiC fracture toughness. In: Proceedings of the 1971 National Symposium of Fracture Mechanics. Part 11, ASTM 514, American Society for Testing and Materials, 1972, p.24−29.
- Lemaire J., Cibois E. Rev. metallurgie (France), 1965, vol. 62, № 9, p.785−790.
- McEvily A., Hlg W. The rate of fatigue-crack propagation in two aluminium alloys.- NASA TN, 4394, Washington, 1958.
- Meester P.J.A., Van Asbrock Ph., Radiat. Damage Reactor Mater. Proc. Sym-pos., Vienna, 1969, vol.1, p.351−363.
- Milne J., Amsworth R.A., Dowling A.R., Stewart A.T. Assessment of the integrity of structures containing defects CFGB report, R/H/R6-Rev. 3. Central electricity generating Board, 1986, 280p.
- Newman J. C. A rewiew and assessment of the stress-intensity factors for aur-face cracks. Part-through crack fatigue life prediction: ASTM Spec. Techn. Publ, 1979, № 687, p. 16−42.
- Newman J.C., Raju J.S. An empirical stress-intensity factor elongation for the surface crack.-Eng. Fract. Mech., 1981, 15, № 1, p.185−192.
- Orawan E. Fatigue and fracture of metals. -N.Y., Wiley, 1950, p. 139.
- Raju J.C., Newman J.C. Stress-intensity factors for a wide range of semi-elliptical surface cracks in finit-thickness plates. Eng. Fract. Mech., 1979, 1 1, № 4, p.817−829.
- Sih G.C. Handbook of stress-intensity factors. Inst, of Fract. and Solid Mech. Lehigh Univercity, 1973, 648 p.
- Swenson D.O., Rou C.A. The stress distribution around a crack perpendicular to interface between materials. Int. J. Fract. Mech., 1970, V.6, № 4, p. 357−365.
- Vacek M., Vrtel J. Radiat. Damage Reactor Mater. Proc. Sympos., Vienna, 1969, vol.1, Vienna,! 969, p.339−349.
- Wells A.A. Critical crack tip opening displacements as fracture criterion.- Jn: Proc. Crack Propag.Symp., Cranfild, 1961, v. l, p.210−221.
- Zak A.R., Williams M.L. Crack point stress singularities at bi-matenals interface.- J. Appl. Mech., 1963, v.85, № 1, p. 142−143.
- УТВЕРЖДАЮ Зам. руководителямиО ДНИИТМАШи* -Г—-КГвсеен ко9891. АКТ19 г. Мы, нижеподписавшиеся представители завода т.т.
- НИКИЭТ зав. отделом Бугаенко Сергей Евгеньевичдолжность, фамилия, и.о. представителя) зав. лабораторией Ривкин Евгений Юрьевич