Исследование сопротивления деформированию и разрушению металла сварных швов корпуса ВВЭР

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследования механических свойств и сопротивления хрупкому разрушению (СХР) металла сварного шва корпуса ВВЭР, выполненного современными сварочными материалами с использованием сварочной проволоки Св-15ХГМТА и керамического флюса 48АФ-71. Механические свойства исследованы посредством испытаний образцов на растяжение, а СХР – посредством испытаний образцов на ударный изгиб и на трещиностойкость. Анизотропия механических свойств и СХР исследованы при испытаниях указанных образцов, ориентированных в двух направлениях: в первом случае поверхность разрушения перпендикулярна оси сварного шва, во втором – параллельна. Показано, что металл шва, выполненного по данной технологии не имеет анизотропии как по механическим свойствам, так и по СХР. Предложено объяснение разброса СХР на основании результатов проведенных металлографических исследований. Полученные экспериментально прочностные и пластические характеристики сварного шва, выполненного современными сварочными материалами, позволяют заключить, что для исследовательских работ из соображений экономии материала для испытаний на растяжение можно применять цилиндрические пятикратные образцы диаметром 3 мм, имеющие поперечную относительно оси шва ориентацию, вместо образцов диаметром 6 мм и более продольной ориентации, при этом масштабным фактором можно пренебречь. Установлена корреляционная зависимость между значениями референсной температуры Т0, определенной по методу Master Curve, и референсной температуры Т100, определенной по методу Advanced Unified Curve, и значением критической температуры хрупкости Тк0 для исследуемого металла шва в исходном состоянии.

Об авторах

Е. В. Юрченко

НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»

Автор, ответственный за переписку.
Email: mail@crism.ru
канд. техн. наук 191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

М. Н. Тимофеев

НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: mail@crism.ru
канд. техн. наук 191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

Б. З. Марголин

НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: mail@crism.ru
д-р техн. наук 191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

С. Н. Галяткин

НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»

Email: mail@crism.ru
канд. техн. наук 191015, Санкт-Петербург, Шпалерная ул., 49

Список литературы

  1. Национальный стандарт Российской Федерации. Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Расчет на сопротивление хрупкому разрушению корпуса водо-водяного энергетического реактора. ГОСТ Р 59115.14-2021. - М., 2021.
  2. ASTM E 1921-10ε1 . Standard Test Method for Determination of Reference Temperature, T0, for Ferritic Steels in the Transition Range // Annual Book of ASTM Standards. - 2010. - V. 03.01.
  3. Margolin B. Z., Gulenko A. G., Nikolaev V. A., Ryadkov L. N. A new engineering method for prediction of the fracture toughness temperature dependence for RPV steels // Int. J. Pres. Ves. & Piping. - N 80. - 2003. - P. 817-829.
  4. Margolin B. Z., Gulenko A. G., Fomenko V. N., Kostylev V. I. Further Improvement of the Prometey Model and Unified Curve Method. Part 2. Improvement of the Unified Curve Method // Eng. Fract. Mech. - 2018. - N 191. - P. 383-402.
  5. Национальный стандарт Российской Федерации Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Методы определения характеристик трещиностойкости конструкционных материалов. ГОСТ Р 59115.6-2021.
  6. Comparison of Irradiation-Induced Shifts of KJC and Charpy Impact Toughness for Reactor Pressure Vessel Steels. NUREG/CR-6609 U.S. Nuclear Regulatory Commission FIEN Office of Nuclear Regulatory Research Washington, DC 20555-0001. Oak Ridge National Laboratory.
  7. Юрченко Е. В. Исследование и прогнозирование радиационного и теплового охрупчивания материалов эксплуатируемых и перспективных корпусов реакторов ВВЭР // Дис. ... канд. техн. наук. - СПб., 2015.
  8. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭГ-7-002-86) / Госатомнадзор СССР. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 525 с.
  9. Национальный стандарт Российской Федерации. Материалы оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Методы определения ударной вязкости и критической температуры хрупкости по результатам испытаний на ударный изгиб. ГОСТ Р 70431-2022. - М., 2022.
  10. Margolin B. Z., Gulenko A. G., Fomenko V. N., Kostylev V. I. Further Improvement of the Prometey Model and Unified Curve Method. Part 2. Improvement of the Unified Curve Method // Eng. Fract. Mech. - 2018. - N 191. - P. 383-402.
  11. Тимофеев М. Н., Галяткин С. Н., Фоменко А. В., Шубин О. В. Анализ опыта изготовления корпуса реактора и блока верхнего проекта ВВЭР-ТОИ из сталей 15Х2НМФА кл. 1 и 15Х2МФА-А мод. А // Тяжелое машиностроение. - 2021. - № 9. - С. 9-13.
  12. ГОСТ Р 50.05.12-2018. Межгосударственный стандарт. Сварные соединения. Методы определения механических свойств.
  13. AWS B4.0:2016. Standard Methods for Mechanical Testing of Welds, by American Welding Society, 2016.
  14. ГОСТ Р 50.05.12-2018. Национальный стандарт Российской Федерации. Система оценки соответствия в области использования атомной энергии. Оценка соответствия в форме контроля. Контроль радиационного охрупчивания корпуса реактора атомной станции.
  15. Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии. Сварка и наплавка оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (НП-104-18). - М.: Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору. - 2018. - 260 с.
  16. ASTM E399-90. Standard Test Method for Plane-Strain Fracture Toughness of Metallic Materials, ASTM International, West Conshohocken, PA, 1997.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).