автореферат диссертации по энергетике, 05.14.03, диссертация на тему:Исследование повреждений и разработка способов обеспечения работоспособности узла присоединения коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора АЭС с ВВЭР-1000

На правах рукописи УДК 621.039:621.18

Харченко Сергей Александрович

Исследование повреждений и разработка способов повышения ра-

ботоспособности узла присоединения коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора АЭС с ВВЭР-1000

специальность 05.14.03 ((Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации»

О

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОС'ДЛССП ВЕННАЯ

І.ИЬПИОТЕКА

_

На правах рукописи УДК 621.039:621.18

Харченко Сергей Александрович

Исследование повреждений и разработка способов повышения работоспособности узла присоединения коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора АЭС с ВВЭР-1000

специальность 05.14.03 «Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

эксплуатации оборудования. При концентрациях кислорода, соответствующих нормальным условиям при эксплуатации парогенератора (менее 0.005 мг/кг), коррозионные повреждения в лабораторных исследованиях не наблюдались.

В связи с этим являются актуальными исследования влияния на процесс коррозионного растрескивания стали 10ГН2МФА содержания коррозионно-активных примесей, отложений окислов меди и железа, наблюдавшихся в зонах коррозионного повреждения, выявления по результатам исследований условий инициации и развития коррозионных повреждений, а также разработка мероприятий, позволяющих замедлить или полностью исключить процессы коррозионного растрескивания стали в узле присоединения коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора.

Целью работы является исследование процессов возникновения и развития коррозионных трещин в металле узла присоединения коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-1000 в высокотемпературной воде в условиях низкоскоростного статического и циклического нагружения при наличии отложений окислов меди и железа с учетом параметров ВХР. Разработка способов повышения долговечности узла присоединения коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-1000 .

В рамках настоящей диссертационной работы для достижения данной цели поставлены и решены следующие задачи:

- разработка методики испытаний стали 10ГН2МФА при низкоскоростном статическом и циклическом нагружении в высокотемпературной воде при наличии шлама;

-исследование влияния состава шлама (процентного содержания окислов меди и железа), температуры, скорости деформирования, водородного показателя рН воды на коррозионное растрескивание стали 10ГН2МФА;

- выявление условий возникновения трещин в стали 10ГН2МФА при низкоскоростном статическом и циклическом нагружении в высокотемпературной воде при наличии кислорода и шлама;

- определение скорости роста трещин в стали 10ГН2МФА при низкоскоростном нагружении в зависимости от ВХР и состава шлама.

Методы исследования

Экспериментальные исследования механических свойств и характеристик трещиностойкости при статическом и циклическом нагружении выполнялось с использованием современных установок оснащенных автоклавами и аппаратурой

управления и регистрации параметров разрушения образцов. Длина исходных трещин в образцах определялась методом электрического потенциала, а также с использованием методов оптической микроскопии. Параметры ВХР определялись методами химического анализа. Характеристики трещин остойк ости определялись с использованием аппарата линейной и нелинейной механики разрушения.

Расчетная часть работы выполнялась путем численного моделирования методом конечных элементов напряженного состояния и развития разрушения в цилиндрических и компактных образцах. Расчет напряженного состояния осуществлялся в упругопластической постановке на основе теории течения с кинематическим упрочнением.

Научная новизна

Выявлены условия проявления коррозионного растрескивания стали 10ГН2МФА при низкоскоростном статическом и циклическом нагружении в высокотемпературной воде при наличии отложений шлама с различным процентным содержанием окислов меди и железа.

Определена скорость развития трещин при ЗДКР в условиях низкоскоростного нагружения при различных ВХР и наличии шлама. Определены параметры ВХР, при которых коррозионного растрескивания не происходит.

Для описания процесса образования и развития трещин при ЗДКР предложен деформационный критерий, параметры которого определяются с учетом ВХР и скорости нагружения.

Выявлено существенное снижение циклической прочности стали 10ГН2МФА при наличии шлама и низкоскоростном нагружении в области напряжений ниже условного предела текучести.

Для описания процесса возникновения трещин при низкоскоростном циклическом нагружении обосновано использование уравнение типа Лэнджера, параметры которого определяются с учетом снижения характеристик пластичности и прочности при статическом низкоскоростном нагружении.

Практическая ценность.

Результаты работы позволили уточнить условия проявления ЗДКР и обосновать комплекс мер по обеспечению долговечности узла приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-1000, включающих снижение уровня напряжений и исключение коррозионной составляющей в узле приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-1000.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием современных методов испытаний, аппарата линейной и нелинейной механики разрушения, использованием аттестованной измерительной аппаратуры, сопоставлением полученных экспериментальных данных с известными литературными данными и результатами расчета.

Личный вклад автора

Автор диссертационной работы:

- непосредственно участвовал в определении причин образования повреждений в узлах присоединения коллекторов к патрубкам парогенераторов, в определении основных факторов, способствующих повреждению металла в зоне сварного соединения № 111;

- предложил способы предотвращения повреждений в узлах присоединения коллекторов парогенераторов действующих АЭС с ВВЭР-1000;

- принимал непосредственное участие в экспериментальных исследованиях на этапах:

• постановки задачи;

- обсуждения и согласования технического задания на эксперимент;

- разработки методики испытания образцов на ЗДКР в условиях контакта со шламом, выполнении экспериментов;

- оснащения стенда средствами измерения;

- проведения экспериментов;

- анализа результатов экспериментальных исследований.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы были представлены на научных семинарах ОКБ "ГИДРОПРЕСС"; отдела прочности материалов и конструкций ЦНИИТМАШ; S-8-й международной конференции по горизонтальным парогенераторам. ОКБ ГП, Подольск Московской обл. 2006, 2008 и 2010г.; 11-й международной конференции " Material Issues in Design, Manufactering and Operation of Nuclear Power Plants Equipment", 14-18 июня, 2010, Петербург, ЦНИИ KM "Прометей"; 5-й и 6-й Международных научно-технических конференциях «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» (Подольск 2007 г. и 2009 г.); 8-й международной научно-технической конференции «Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики», Москва, концерн "Росэнергоатом", май 2012 г.

По теме диссертации опубликовано 16 работ.

Основное содержание диссертационной работы отражено в научных публикациях и докладах, из них 4 в ведущих рецензируемых научно-технических журналах «Вопросы атомной науки и техники» вып. 19, 2007 г. и вып. 21, 2008 г., «Атомная энергия» Том 104, вып. 1, январь 2008 г., «Теплоэнергетика» №3, март 2011 г., в 2-х описаниях к патенту на полезную модель.

Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит из пяти глав, выводов, списка литературы. Работа содержит 112 страниц машинописного текста, 89 рисунков, 19 таблиц. Список литературы включает 90 наименований.

Содержание работы

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, сформулированы цели и задачи исследований. На основе литературных данных сделан анализ состояния проблемы коррозионных повреждений узла приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-1000. Отмечен существенный вклад в исследования коррозионного растрескивания коллекторов ПГВ-1000 в перфорации и узле присоединения к корпусу парогенератора сотрудников ЦНИИТМАШ, ЦНИИКМ «Прометей», ОКБ «ГИДРОПРЕСС» - Хариной И.Л., Зуб-ченко А.С., Рябинина В.В., Трунова Н.Б. и др., а также Матохи К. (Чехия).

Рассмотрены условия нагружения узла присоединения коллектора. Показано, что повреждения коллекторов парогенераторов ПГВ-1000 изготовленных из стали 10ГН2МФА обусловлены замедленным деформационным коррозионным разрушением (ЗДКР), протекающим при скоростях деформации 10"* - 10'7 сек'1. Склонность к ЗДКР проявляется у многих низколегированных сталей в условиях высокого уровня напряжений и коррозионного воздействия водной среды в определенном интервале температур.

В первой главе Приведены результаты исследований механических характеристик стали 10ГН2МФА, еС трещиностойкости и малоцикловой усталости в обычных условиях на воздухе. Исследования проведены на стали различных плавок. Использовался металл коллектора парогенератора ПГВ-1000 производства Краматорского завода "Энергомашспецсталь", опытного коллектора № 70 изготовленного ПО « Ижорский завод», а также коллектора выведенного из эксплуатации парогенератора блока № 5 НВАЭС. Ряд испытаний выполнен на металле коллектора чешского зовода Vitcovice Heavy Machinery.

Во второй главе представлены результаты экспериментального исследования коррозионного растрескивания стали 10ГН2МФА при низкоскоростном нагру-жении в высокотемпературной воде.

На основе обобщения полученных в настоящей работе и известных литературных данных предложена методика прогнозирования изменения пластичности стали 10ГН2МФА в зависимости от параметров водной среды (содержания кислорода, хлора, температуры) и скорости пластической деформации. Предложены соотношения, описывающие изменение относительного сужения образца в зависимости от данных факторов.

В третьей главе описана методика автоклавных испытаний на модернизированной установке "Автограф" (Шимадзу) с максимальным усилием 10 т, позволяющей проводить автоклавные испытания цилиндрических и компактных образцов (типа СТ1) при кизкоскоростном статическом н циклическом нагружении.

Представлены результаты испытаний образцов из стали 10ГН2МФА, в условиях замедленного коррозионного растрескивания при наличии контакта рабочей поверхности образцов со шламом, содержащим окислы меди и железа, а также без шлама с различным уровнем растворенного кислорода (до 4.5 мг/кг).

По данным этих испытаний выполнена оценка скорости распространения трещины и определены условия, в которых коррозионного растрескивания не происходит. Испытания проводились на цилиндрических образцах диаметром 10 мм и компактных образцах типа СТ толщиной 20-25мм с выкружкой радиусом 3 мм.

Для исследования влияния отложений (шлама) окислов меди и железа цилиндрический образец устанавливали в тонкостенный стакан из нержавеющей стали, в котором помещался шлам нужного состава (рис.1). В компактном образце с выкружкой (рис.2), шламом заполнялась выкружка. С боковых сторон и со стороны выреза шлам удерживался тонкими пластинками, закрепленными на образце. Преимуществом образца с выкружкой является то, что при его испытании удается исследовать и момент зарождения трещины, и ее распространение в одинаковых водно-химических условиях (по крайней мере, на начальной стадии). При этом процесс распространения трещины происходит от инициирующей коррозионой трещины, а не от наведенной усталостной при механическом нагружении. Тем самым обеспечивается более адекватное моделирование условий развития реальных коррозионных трещин.

Для спрямления фронта коррозионной трещины на ряде образцов на боковых поверхностях были выполнены боковые канавки глубиной 10% от толщины образца.

Программа исследования ЗДКР включала следующие виды испытаний:

- испытания цилиндрических образцов на растяжение в условиях контактирования рабочей поверхности со шламом с различным процентным содержанием РсгО] (щи резО<) и СиО. В испытаниях варьировалась температура и скорость на-гружения. Водородный показатель соответствовал нормальному рНи=6;

- испытания цилиндрических образцов на растяжение в условиях контактирования рабочей поверхности со шламом 75%Рв20э + 25% СиО, с различной степенью деформации до стадии, предшествующей началу трещинообразования, последующей промывкой и продолжением испытания в чистой среде (после заливки в автоклав новой дистиллированной воды и повторного барботирования). Промывка заключалась в удалении с поверхности образца (без ее механического повреждения) отложений окислов меди и железа Испытания проводились при рабочей температуре Т- 260 °С, рН25 - 6;

- исследование влияния на коррозионное растрескивание водородного показателя (рН) воды при контактировании образца со шламом 75%Ре2Оз + 25%СиО при Т» 260 "С, рН25 -8.5 (испытания без кислорода, вода барботировалась после введения гидразина в концентрации 100 мкг/кг) и рН25 3 9.2 (испытания без кислорода. вода барботировалась после введения этаноламина 3.5 мг/кг и гидразина в концентрации 20 мкг/кг);

- испытания компактных образцов с выкружкой, заполненной шламом 75%Ре2Оэ + 25%СиО или ЮО%СиО при Т- 260 "С, рН25 - 6.

Для снижения концентрации кислорода (примерно до уровня [Ог] ¿1.005 мг/кг) вода перед испытаниями барботировалась в автоклаве аргоном. Шлам изготавливали смешиванием порошка РегОэ и СиО. Активным компонентом в шламе, как показали испытания, является окись меди.

образец-

■ ■ • ..... ; ' і і " ' ■ • ~~

Рисунок 1 - Образец на растяжение, рабочая часть которого контактирует со шламом.

Рисунок 2 - Компактный образец с выкружкой, заполненной шламом.

Скорость перемещения захватов составляла 1 мкм./мин. Применительно к цилиндрическим образцам таким условиям нагружения соответствует скорость де формации 3-10"7 сек"1.

Для определения условий локального деформирования в вершине выкружки был выполнен расчет МКЭ полей напряжений и пластических деформаций (рис...-) По данным расчета при скорости перемещения захватов 1мкм/мин скорость локальных деформаций составляет около 1.5 10"6 сек"1 .

Рисунок 3 - Распределение пластических деформаций в вершине выкружки компактного образца.

На рис.4а приведены диаграммы растяжения в координатах нагрузка-удлинение для нескольких образцов, испытанных при скорости деформирования 3-Ю"7 сек'1 в контакте со шламом состава 75%Ре2Оз + 25%СиО, характерным ДМ коллекторов'в ПГВ-1000. Образцы разрушались с небольшой пластической деформацией без образования выраженной шейки. Изменение толщины слоя шлама в пределах 1-3 мм не влияло на результаты испытаний.

Аналогичный эффект охрупчивания наблюдался при испытаниях образцов без шлама при повышении содержания кислорода до 0.73 мг/кг и более, рис.4б. На

рис.4б дня сопоставления приведена также кривая деформирования, полученная при скорости деформирования 10° сек'1, когда коррозионного растрескивания не происходит (абсолютное удлинение образца составляет примерно 12 мм , 4/ = 75%, что совпадает с данными испытаний на воздухе).

4500 4000 3500 3000 2S00 2000 1500 1000

негруна, кг

о

А 1

/

J г -"1 —444

/

/

У

-

0 500 1000 1500 2000 2500 J000 3500 4000 перемещение, мкм а

нагружп, кг 6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

•

J Г' \

/ •

/

• 18 ■ 17 '16

2000

4000 6000 8000 10000 12000 перемещение, мкм б

Рисунок 4 - Диаграммы растяжения образцов, испытанных при Т=260 "С со шламом 75°/оРе2Оз + 25% СиО в воде без кислорода (а) -13, 14,444 - мартенов екая плавка, 71- ЭШП и в воде с кислородом ([О2]" 0.73 мг/кг) без шлама (б): 16 - V- 3-Ю'7 сек '; 18 - у-Ю3 сек '; 17 - [СП»5.0мг/кг; уЗЮ-' сек '.

Результаты испытаний со шламом и в воде с повышенным содержанием кислорода при варьировании температуры показали, что в диапазоне температур 180290°С имеется провал пластичности (рис.5). Таким образом, во время стояночных

Р. «Г

\ 1

/

/ ■

то «в а 7 г

/ і

,7 \

т і

О щ ЛХ ш щ я 111 щ лц)

мрсноцмаа, ш

Рисунок 8 - Диаграммы растяжения образцов при испытании со шламом при Т= 260°С с варьированием рН.

1-рН* = 6;

2 - рН23 ж 8.5;

3 - рН" = 9.2.

На рис.9 приведены диаграммы растяжения двух образцов, полученные при комбинированном нагружении с промывкой. На первом этапе (короткий участок на диаграмме деформирования) образец испытывался со шламом до достижения некоторой деформации, не превышающей предельную (по моменту образования трещины). Затем он разгружался, промывался-илспытывался на втором этапе до разрушения в барботированном аргоном бшшсгиллате без шлама (длинный участок диаграммы деформирования). Видимые трещины на поверхности образца после 1-го натр ужения отсутствовали. Диаграммы 1-го и 2-го этапов на рис.9 совмещены в начале координат.

4М0 - ¿1 -— і ---

/

1

1МО /

в 10МІ ММ М09 «ИМ 5Ш» бвО« тем НОМ 9ММ ¡от

мм 1

г

141 /

У

і

|*М ІМІ МІ /

/

— —- -

—"И

• їмо гом ж «т

ЩИШЦЩ—

Рисунок 9 - Диаграммы растяжения образцов №333(а), 72 (б) при комбини рованном нагружении с промывкой, шлам 75%РегОэ+ 25% СиО.

После промывки разрушение образцов проходило по вязкому механизму с образованием шейки. Относительное поперечное сужение образцов зависело от

уровня предварительной деформации на 1-м этапе (в диапазоне 0.16+1.8%) и со* ставляло 20+60%. Существенным является то, что даже если 1-й этап нагружения проходил только в упругой области, при последующем нагружении после промывки наблюдалось снижение пластичности. Это указывает на то, что при медленном деформировании материал повреждается и в области упругих деформаций.

Процесс разрушения при ЗДКР можно рассматривать как состоящий из двух стадий - стадии зарождения трещины и стадии ее распространения. Первая стадия представляет собой некоторый инкубационный процесс, приводящий к ослаблению и охрупчиванию структуры металла в поверхностных слоях, который можно описать на основе деформационного критерия разрушения.

При использовании этого критерия величина повреждения при статическом нагружении в коррозионной среде определяется в виде

где йио, - накопленное коррозионное квазистатическое повреждения при ЗДКР в условиях заданной скорости деформирования и водно-химического режима (ВХР) - температуры, концентрации окиси меди, кислорода, и др. параметров;

е/ • упругопластическая деформация к моменту образования макротрещины (длиной до 0.5 - 1 мм);

¿е - приращение деформации;

£}(е',Т\0^\,\СиО\)- предельная деформация материала, являющаяся функцией скорости деформирования е' и параметров ВХР. Данная характеристика, является суммой упругой и пластической компонент деформации. Упругая деформация определяется в соответствии с законом Гука. Пластическая может быть установлена через относительное сужение щ образца к моменту образования макротрещины

С/- 1п(100/(100

Величина у/е выражается через относительное сужение при полном разрушении у/ в виде у/с "кг у, где кт -коэффициент, зависящий от ВХР испытаний (¿г

(1)

Образование макротрещины происходит при выполнении условия

А«, - 1

Критерий (1) основывается на линейном суммировании повреждений, определяемых отношением приращения текущей деформации к предельной деформации материала в заданных условиях нагружения и ВХР. При этом повреждение оценивается с учетом не только пластической, но и упругой компоненты деформации.

Как показали результаты испытаний, за момент образования трещины (глубиной около 1мм) при проявлении ЗДКР можно принять начало падение нагрузки на кривых статического растяжения.

Величина коррозионного повреждения А», для образцов, испытанных по режимам нагружения с промывкой при различной степени деформации на 1-м этапе нагружения находится в интервале 0.5-2.2.

На рис.10 показаны кривые деформирования компактных образцов с выкружкой, полученные в условиях проявления ЗДКР (Т-260°С, рН "б) в контакте со шламом в обескислороженной воде - кривая 1 и без шлама в воде с концентрацией кислорода 4.3 мг/кг - кривая 2. В этих случаях в вершине выкружки наблюдалось возникновение коррозионных трещин без заметных пластических деформаций образца.

При испытании без шлама в воде с концентрацией кислорода до 1.5 мг/кг, а также при более высокой скорости деформирования (103 мкм/мин) наблюдались значительные пластические деформации и утяжка образцов без образования трещин. Кривая деформирования для этого случая нагружения также приведена на рис.10 (кривая 3). Внешний вид образцов после испытаний показан на рис.11.

5 >900° Л««» >0«

у" .»А

/ \

л \ 1 \

Л хг ? \

/

оя и'

Рисунок 10-Диаграммы деформирования компактных образцов с выкружкой при Т=260 °С, рН =6.

1 - V =1 мкм/мин, со шламом;

2 - V =1 мкм/мин, [02] = 4.5 мг/кг,

3 - V =103 мкм/мин, [02] = 4.5 мг/кг.

Рисунок 11 - Внешний вид компактных образцов с выкружкой после испытаний при натр ужении со шламом (а) и без шлама (б).

Глубина трещин на образцах измерялась с помощью метода потенциала. На цилиндрических образцах • с использованием прибора Karl Deutsch, на компактных - прибора ИГТ-98Ц, разработанного в ЦНИИТМАШ. Измерения трещин проводились так же на оптическом микроскопе на шлифах после разрезки испытанных образцов. По данным этих измерений и длительности ниспадающего участка (стадии разрушения) на диаграммах деформирования компактных и цилиндрических образцов была установлена средняя скорость роста коррозионных трещин

При обработке результатов полагали, что в условиях низкоскоростного деформирования скорость роста трещины можно представить в виде vc = vm + vcor, где v„- скорость роста трещины, обусловленная механическим нагружением, a vcar -приращение скорости за счет коррозионного растрескивания.

На рис.12 приведены значения скорости коррозионного растрескивания vco,, полученные при испытаниях в воде с различной концентрацией кислорода, а также при испытаниях со шламом. Максимальные значения скорости коррозионного растрескивания наблюдались при испытании со шламом содержащим 75% РегОз+25% СиО в барботированной воде. В воде с повышенным содержанием кислорода до 4.5 мг/кг эффект от воздействия шлама сохранялся. Скорость роста трещины составляла МО"4 +2.510"4 сек"1.При испытании со шламом с содержанием окиси меди не более 10% и без шлама в воде с концентрацией кислорода [02] < 0.25 мг/кг скорость роста коррозионных трещин равна нулю (трещины не возникали) - точки на горизонтальной оси на рис.12. В этом случае предельные пластические деформации образца при разрушении соответствовали данным испытаний на воздухе.

В испытаниях без шлама при увеличении концентрации кислорода до 0.7 мг/кг и более эффект ЗДКР также проявлялся, однако предельные пластические деформации при разрушении были несколько выше, чем при испытаниях со шламом 75%РегОз+25% СиО. Соответственно значения у„, получены более низкие.

V-,

ыы/см

• -1 0-2 □ -3 Х-« « ■) 0-6 0-7

О •.< 1 М > ч » »» 4 45 і ювцапршри підорат игУкг

Рисунок 12 - Зависимость скорости роста коррозионных трещин от концентрации кислорода. 1,5 - цилиндрические образцы, испытания в воде с кисло родом без шлама; 2,4 - компактные образцы с выкружкой, испытания в воде с кислородом без шлама;3 - испытания в воде с кислородом с добавкой иона хлора ([СТ]" 5мг/л) без шлама, цилиндрический образец;б - испытания со шламом без окиси меди (100% РегО]) и с содержанием СиО до 10%, цилиндрические образцы; 7 - испытания со шламом 75% РегОз+25% СиО, цилиндрические и компактные образцы с выкружкой.

Для оценки скорости роста трещин в стали 10ГН2МФА в условиях ЗДКР при монотонном нагружении было выполнено конечно-элементное моделирования процесса распространения трещины в компактном образце СТ-1 при низкоскоростном нагружении в воде высоких параметров.

Расстояние между узлами элементов у вершины трещины составляло 0.04 мм. Длина начальной трещины 25 мм. Рассматривался случай плоской деформации Процесс развития трещины моделировался удалением закреплений в узлах на линии продолжения трещины. Эффект коррозионного воздействия учитывался на основе критерия (1) изменением величины предельной деформации, соответст-

4-

Г < >

□ * 5

р » I-1-1 I-1-1 I-ь.

вующей возникновению трещины при замедленном деформировании. Учитывалось также снижение предельных деформаций в вершине трещины за счет объемности НДС.

На основе выполненных расчетов были получены средние значения скорости роста трещин (в интервале подрастаний трещин до 2.75мм) в условиях замедленного деформирования.

На рис.13 показана расчетная зависимость скорости роста коррозионной трещины vcor -Ve-Vm при ЗДКР от пластичности и данные испытаний со шламом 75% Fe2Ü3+25% CuO в барботированной воде. Отличие экспериментальных данных от расчетных значений не превышает двух раз.

Ef

Рисунок 13 - Зависимость скорости роста коррозионных трещин от предельной деформации при низкоскоростном деформировании. 1- расчет на основе МКЭ; 2 - экспериментальные данные.

В четвертой главе представлены результаты исследования коррозионного растрескивания при нагружении с постоянной нагрузкой (деформацией) и при циклическом низкоскоростном нагружении.

Для исследования возможности развития коррозионных трещин в стали 10ГН2МФА при статическом нагружении использовались образцы типа двухкон-сольной балки (ДКБ) толщиной 20 мм, (в воде с концентрацией кислорода 4.5%) и компактные образцы СТ-1 (испытания со шламом 75% Ре20з+25% СиО) с начальными усталостными трещинами.

Нагружение ДКБ образцов до К1 - 30-60 МПа-м0'5 осуществлялось расклинивающей цилиндрической вставкой, после чего образец помещался в автоклав (без системы нагружения).

На образцах СТ-1 выход на установленный уровень К|, равный 60 и 90 МПа м05 осуществлялся при низкоскоростном нагружении со скоростью перемещения захватов 1 мкм/мин. Выдержка осуществлялась при постоянном заданном усилии. Длительность выдержек составляла до 300 час. Результаты этих испытаний показали, что коррозионный подрост трещин в отсутствует.

В работе была также исследована возможность коррозионного разрушения стали 10ГН2МФА при низкоскоростном циклическом нагружении при наличии контакта образца со шламом состава 25%СиО+75% ГегОэ.

Нагружение осуществлялось по отнулевому циклу. Скорость нагружения в полуцикле растяжения была принята такой же, как и в случае статического нагружения при ЗДКР т.е. порядка 3-Ю"7 сек'1. Разгрузка с целью снижения трудоемкости испытаний осуществлялась с более высокой скоростью. Длительность цикла составляла порядка одних суток.

— = - = В -1 р - ш

1 тт

!г с ] и

> \ г9

, с ¡а 1 —1 =1

— - - - ■и ■II чиио 111?« V № ■■■■■11 «■■■■и .-■'ЛИП

■ ■ 1 п . 13 а

"1 И п

' ~~1

1 J - -..

I И 1« I 10* I И* м I IV*

Рисунок 14 - 1- расчетная кривая усталости (в амплитудах условных на пряжений) для стали 10ГН2МФА на воздухе (г - -1), 2 - расчетная кривая усталости при низкоскоростном нагружении. Точки - экспериментальные данные: 1 - Т=20 °С, 2- Т«350°С - испытания на воздухе; 3 -Т - 260°С - ис пытания при низкоскоростном нагружении в воде со шламом.

Величина максимальных напряжений задавалась в интервале 0.8-1.0 от условного предела текучести. Полученные результаты испытаний в амплитудах на-

пряжений приведены на рис.14 (точки 3). В исследованном диапазоне напряжений число циклов до разрушения составляло от S до 20.

На этом же рисунке в амплитудах условных напряжений показаны экспериментальные данные для стали 10ГН2МФА (жесткое нагружение) при отсутствии коррозионной среды.

Как видно из рис.14, снижение амплитуды циклических напряжений при низкоскоростном нагружении зависит от уровня натр ужения и может составлять до 20 раз.

Полученные экспериментальные данные удалось описать зависимостью Лэнджера:

_ _ Е ес Д.,

Л. 1 -г

где Е = 2105 МПа - модуль упругости стали 10ГН2МФА; ес -характеристика пластичности, определяемая в соответствии с ПН АЭ Г-7-002-86; Л. I -=0.4-Л* - предел выносливости при симметричном цикле нагружения; Rm - временное сопротивление; т - коэффициент асимметрии цикла; тр =0.5. Эффект снижения пластичности в условиях ЗДКР учитывался на основе соотношения

^f ЗДКР

сЭДКР — с кагщ

V воздух

В таблице представлены значения параметров уравнения (2) для случая низкоскоростного нагружения со шламом и для нагружения в обычных условиях на воздухе. Величина еГШР определялась как среднее значение по данным испытаний трех образцов.

Таблица - Параметры уравнения кривой усталости

Условия нагружения ес,% R-i, МПа Rm. МПа Шр

на воздухе 140 34,6 208 520 0.5

в воде со шламом 0.68 0.168 178 450 0.5

Расчетные кривые усталости для испытаний на воздухе (г » -1) и в коррозионной среде со шламом (г 3 0) приведены на рис. 14.

Как следует из рис.14 расчет согласуется с экспериментальными данными. Полученный результат показывает возможность прогнозирования кривых усталости при низкоскоростном натр ужении в условиях проявления ЗДКР по данным соответствующих статических испытаний.

Для оценки скорости роста коррозионных трещин при медленном циклическом нагружении можно воспользоваться приближенным подходом, связывающим скорость роста трещины с предельной пластичностью (Махутов H.A.). В этом случае

/•„„

, где Кш- амплитуда коэффициента интенсивности де-

= J_

dN 2 я

ч е/

формаций.

Считая, что данное соотношение справедливо и при испытаниях на воздухе и при медленном циклическом нагружении в воде можно получить:

£/ПДКР )

где (.<Ь1<Ш')тп1г, - скорость роста трещины при циклическом нагружении на воздухе,

\')М1Ц,- скорость роста трещины при низкоскоростном циклическом нагружении в воде в условиях проявления ЗДКР, и еЫКг - пластичность материала при испытании на воздухе и в воде соответственно.

При "140% и Еццкр =0.68% (при наличии шлама) увеличение скорости роста трещины при низкоскоростном циклическом нагружении в воде при проявлении ЗДКР составляет = 4.24• 10*.

Полученные результаты позволяют проводить консервативную оценку повреждаемости, заменяя реальные циклы нагружения расчетными, обеспечивающими максимальный повреждающий эффект или максимальную скорость роста трещины.

В пятой главе описаны разработанные способы повышения работоспособности узла приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора АЭС с ВВЭР-1000

На основании выявленных условий проявления коррозионного растрескивания стали 10ГН2МФА предложен комплекс мер по повышению работоспособности узла приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-1000, включающих снижение уровня напряжений и исключение коррозионной составляющей в узле приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-1000.

Наиболее кардинальным решением проблемы коррозионного растрескивания данного узла является исключение медьсодержащих элементов второго контура АЭС с ВВЭР. В настоящее время принято решение Концерном Росэнергоатом об исключении медьсодержащего оборудования из состава АЭС с ВВЭР-1000.

Повышение долговечности узле приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-1000 может быть достигнуто снижением напряжений и повышением эффективности промывки (удаления шлама) кармана коллектора.

По данным расчета НДС в узле присоединения коллектора к корпусу показано, что при увеличении радиуса сопряжения наружной поверхности коллектора (R _ 30 мм) и внутренней поверхности патрубка Ду 1200 до максимально возможного (R " 120 мм) напряжения снижаются на 147 МПа и составляют 201 МПа, что существенно ниже предела текучести материала коллектора.

Модернизированная конструкция узла присоединения коллектора к корпусу с максимально возможными, из конструктивных соображений, радиусами галтель-ных сопряжений предназначена для вновь разрабатываемых ПГ.

Для действующих АЭС с ВВЭР-1000 предложен и внедряется «температурный» метод снижения напряжений. Суть метода заключается в создании сжимающих напряжений на галтели "кармана" коллектора путем охлаждения наружной поверхности узла присоединения коллектора в зоне сварного соединения № 111. В результате охлаждения образуется разность температур между внутренней и наружной поверхностями патрубка Ду 1200, переходного кольца и "кармана" коллектора, наружные слои металла становятся холоднее внутренних, меньше расширяются и сжимают внутренние слои.

Конструктивно данный метод реализуется установкой на узел соединения коллектора теплоносителя с патрубком Ду 1200 стального разборного кожуха, под который вентиляторами подается воздух. Кожух изготавливается разборным не менее чем из двух частей. Конструкция кожуха защищена патентом на полезную модель.

Для решения проблем связанных с наличием шламовых отложений, предложена врезка в нижнюю часть «кармана» двух дополнительных штуцеров Ду 27 с фланцевыми разъемами и установка смывных устройств для гидродинамической промывки (рис.15).

Крышки

Рисунок 15 - Смывное устройство

Смывное устройство представляет собой трубу 25x2,5 мм с б отверстиями диаметром 4 мм (по три на двух образующих). Вода подается по штуцеру смывного устройства и трубе 25x2,5 мм и разбрызгивается через отверстия диаметром 4 мм в «карман» Результаты применения «смывного» устройства на «горячем» коллекторе ПГ-1 блока 5 Нововоронежской АЭС показаны на рис. 16

Рис. 16 - Поверхность кармана коллекторов до (а) и после (б) гидродинамической промывки.

Наряду с применением гидродинамического смывного устройства для обес-

печения чистоты «карманов» коллекторов внедрена локальная химическая отмывка в зоне присоединения коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора, позволившая повысить эффективность процессов химического растворения и вывода отложений. Схема смывного устройства представлена на рис. 17, результаты применения химической отмывки показаны на рис. 18.

—" . - гианом СЕЬПЭЪ (киопоюупоеныи ыломг) - - тоужопэояад и! н*эхая«юц«п стали

Рисунок 17 - Схема локальной химической промывки

Рисунок 18 - Результаты локальной химической промывки а - до промывки, б - после промывки.

После химической промывки визуально зафиксировано минимальное количество отложений в объеме «горячего» «кармана» коллектора 5ПГ-1 (оснащенного дополнительными штуцерами). В «кармане» ПГ не оснащенном дополнительными штуцерами после завершения химической отмывки присутствовали частицы нерастворенных отложений и шлама, водная среда, слитая из «холодного» «кармана», была черного цвета с включение нерастворенных частиц отложений.

Выводы

Решена актуальная научно техническая задача повышения работоспособности узла приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-1000.

1. Разработана методика испытаний на замедленное коррозионное растрескивание стали в высокотемпературной воде при наличии отложений шлама в виде окислов меди и железа. Установлены границы проявления склонности стали 10ГН2МФА к ЗДКР по уровню температуры, скорости деформации, содержанию окиси меди в шламе. ... —

2. При полном или частичном удалении окиси меди из шлама, когда шлам представляет собой 100% Ре^Оз, а также при концентрациях в шламе СиО до 10% наблюдаются вязкие разрушения, ЗДКР не проявляется.

3. Проведение промывки образцов, начальное нагружение которых до стадии, предшествующей началу трещинообразования, осуществлялось в условиях проявления ЗДКР, предотвращает коррозионное растрескивание при последующем нагружении без шлама.

4. Повышение рН воды с 6 до 9.2 за счет добавления этаноламина и гидразина при испытании со шламом состава 75% Ре]Оэ+25% СиО исключает возможность коррозионного растрескивания.

5. По данным испытаний цилиндрических и компактных образцов определена скорость роста трещин в стали 10ГН2МФА в воде с варьируемой концентрацией кислорода. Показано, что в диапазоне концентрации кислорода от 0.73 до 4.5 мг/кг и хлора до 5мг/кг скорость роста коррозионных трещин составляет от 2-10'5 до -610'5 мм/сек.

6. При испытаниях со шламом содержащим 75% РегОэ+25% СиО наблюдаются квазихрупкие разрушения образцов из стали 10ГН2МФА с незначительной

величиной пластической деформации. Скорость роста коррозионных трещин достигает -2.510"* мм/сек, что в 2-4 раза выше, чем при испытаниях в воде с концентрацией кислорода до 4.5 мг/кг.

7. Испытания со шламом состава 75% РегОз+25% СиО в воде без кислорода и испытания без шлама в воде с концентрацией кислорода 4.5 мг/кг, выполненные на компактных образцах с начальной усталостной трещиной при постоянной нагрузке (при величине коэффициента интенсивности напряжений К | до 90 МПам05) показали отсутствие коррозионного подрастания трещин.

8. Для описания процесса образования и развития трещин при ЗДКР в условиях ниэкоскоростного статического натр ужения предложен деформационный критерий, в соответствии с которым повреждение определяется отношением текущей деформации к предельной упругопластической деформации металла при заданных параметрах ВХР и скорости натр ужения.

9. При низкоскоростном циклическом нагружении коррозионные разрушения возможны при максимальных напряжениях цикла ниже условного предела текучести. В качестве критерия возникновения трещин при низкоскоростном циклическом нагружении экспериментально обосновано использование уравнение Лэнд-жера, параметры которого определяются с учетом снижения характеристик пластичности и прочности при статическом низкоскоростном нагружении в условиях, соответствующих циклическому натр ужению.

10. Предложены способы обеспечения работоспособности узла приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора включающие в себя:

- конструктивное изменение конфигурации узла для новых проектов и внедрение системы обдува узла для действующих парогенераторов позволяющих уменьшить рабочие напряжения в месте присоединения к корпусу;

- модернизацию системы продувки парогенератора, оснащение «карманов» коллекторов смывными устройствами, введение локальной химической отмывки зоны присоединения коллектора к корпусу с целью исключения коррозионной составляющей повреждений;

- реализацию принятого отраслевого решения об исключении медьсодержащих элементов второго контура АЭС с ВВЭР 1000.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. А.Г. Казанцев, А.С. Зубченко, С.А. Харченко, И.Ю. Петрова. Влияние шлама CuO+FeiOj на коррозионное растрескивание стали 10ГН2МФА в высокотемпературной воде. Труды международной конференции по горизонтальным парогенераторам. ОКБ ГП, Подольск Московской обл. 2010г.

2. А.Г. Казанцев, А.С. Зубченко, С.А. Харченко. Коррозионное растрескивание стали 10ГН2МФА в высокотемпературной воде с отложениями окислов меди и железа. Proceedings of 11-th Int. Conf. " Material Issues in Design, Manufactering and Operation of Nuclear Power Plants Equipment", 14 - 18 June, 2010, St. Petersburg.

3. С.Л. Лякишев, С.А. Харченко, A.B. Кучерявченков, Н.Ф. Коротаев. Оптимизация конструкции узла приварки коллектора к корпусу парогенератора. Сборник трудов 7-го международного семинара по горизонтальным парогенераторам. Подольск, ОКБ "Гидропресс", 2006.

4. С.А.Харченко, Н.Б.Трунов, В.В.Денисов, Н.Ф.Коротаев. Анализ причин повреждения металла в зоне сварного шва № 111 парогенераторов ПГВ-ЮООМ. Сборник трудов 7-го международного семинара по горизонтальным парогенераторам. Подольск, ОКБ "Гидропресс", 2006.

5. С.Л. Лякишев, Н.Б. Трунов, С.А. Харченко, Н.Ф. Коротаев. Снижение напряжений в области сварного соединения №111 парогенератора ПГВ-ЮООМ механическим способом. Сборник трудов S-й международной научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР». Подольск, ОКБ "Гидропресс", 2007.

6. С.Л. Лякишев, Н.Б. Трунов, С.А. Харченко, Н.Ф. Коротаев. Снижение напряжений в области сварного соединения №111 парогенератора ПГВ-ЮООМ механическим способом. Сборник трудов конференции молодых специалистов ОКБ "Гидропресс" 2007. Подольск, ОКБ "Гидропресс", 2007.

7. Ю.Г. Драгунов, О.Ю. Петрова, С.Л. Лякишев, С.А. Харченко ОКБ «Гидропресс»; И.Л. Харина, A.C. Зубченко «ЦНИИТМАШ». Повышение надежности эксплуатации коллекторов парогенераторов ПГВ-1000 (1000 М) // Атомная энергия. Том 104, вып. 1, январь 2008, с. 32-38.

8. С.А. Харченко, С.Л. Лякишев, В.В. Денисов, О.Ю. Петрова. Анализ факторов, приводящих к повреждению коллекторов парогенератора ПГВ-ЮООМ. Сборник ВАНТ, серия: "Обеспечение безопасности АЭС", вып. 19, 2007, с. 5568.

9. С.Л. Лякишев, Н.Б. Трунов, С.А. Харченко, Н.Ф. Коротаев. Предотвращение повреждений коллекторов парогенератора ПГВ-Ю00М в зоне сварного соединения №111. Сборник трудов конференции молодых специалистов ОКБ "Гидропресс" 2008. Подольск, ОКБ "Гидропресс", 2008.

10. С.Л. Лякишев, Н.Ф. Коротаев, B.B. Денисов, С.А. Харченко. Пуги предотвращения повреждений коллекторов парогенератора ПГВ-ЮООМ в зоне сварного соединения №111. Сборник ВАНТ, серия: "Обеспечение безопасности АЭС", вып. 21. 2008, с. 69-74.

11. Н.Б. Трунов, С Л. Лякишев, С.А. Харченко, B.B. Денисов, Н.Ф. Коротаев. Разработка и обоснование мероприятий по обеспечению надёжной и безопасной эксплуатации сварных соединений № 111 парогенератора ПГВ-ЮООМ. Сборник трудов 6-й международной научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР». Подольск, ОКБ "Гидропресс", 2009.

12. С.А.Харченко, Н.Б.Трунов, Н.Ф.Коротаев, С.Л.Лякишев. Результаты работ по исследованию причин повреждения металла в районе сварного шва приварки коллектора первого контура к корпусу парогенератора и разработка компенсирующих мероприятий. Сборник трудов 8-го международного семинара по горизонтальным парогенераторам. Подольск, ОКБ "Гидропресс", 2010.

13. С.А.Харченко, Н.Б.Трунов, Н.Ф.Коротаев, С.Л. Лякишев Меры по обеспечению надежности сварного соединения коллектора 1 контура с корпусом парогенератора АЭС с ВВЭР-1000//Теплоэнергетика. №3, март 2011 г, с. 27-33

14. В.Н.Ловчев, ДФ.Гуцев, А.Г.Казанцев, А.С.Зубченко, С.А. Харченко Расчетно-экспериментальное обоснование методики оценки срока службы узла приварки коллектора к корпусу парогенератора ПГВ-1000". Труды 8-й международной научно-технической конференции «Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики», Москва, концерн "Росэнергоатом", 2012 г.

15. С.Л.Лякишев, Н.Б.Трунов, С.А.Харченко, А.В.Кучерявченков, Н.Ф. Коротаев // Парогенератор // Патент Российской Федерации на полезную модель № 69199. Зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей 10.12.2007 г. Бюл. № 34.

16. СЛ.Лякишев, Н.Б.Трунов, С.А. Харченко II Парогенератор // Патент Российской Федерации на полезную модель № 85607. Зарегистрирован в Государст-венномреестре полезных моделей 10.08.2009 г. Бюл. № 22.

Отпечатано ОАО ОКБ «ГИДРОПРЕСС» 21.05.2012 г., 100 экз. 142103, Московская обл., г. Подольск, Орджоникидзе, 21

1 2 - 1 6 484

2011355537

2011355537

Введение.

Конструкция узла приварки коллектора к корпусу парогенератора. Режимы нагружения, ВХР. Проблема возникновения и развития разрушений в 111 шве. Цель и задачи исследования.

1. Характеристики механических свойств, трещиносгойкости и циклической 13 прочности металла коллектора (стали 10ГН2МФА) на воздухе.

1.1 Химический состав, механические свойства стали 10ГН2МФА при растя- 13 жении.

1.2 Определение критической температуры хрупкости Т^ и характеристик ста- 17 тической вязкости разрушения. Построение мастер-кривой и кривых.

1.3 Сопротивление стали 10ГН2МФА малоцикловой усталости.

2. Влияние параметров среды и скорости нагружения на склонность к замед- 3 5 ленному деформационному коррозионному растрескиванию стали 10ГН2МФА

2.1 Методика прогнозирования влияния параметров высокотемпературной во- 3 5 ды на склонность стали 10ГН2МФА к ЗДКР

2.2 Конечно-элементное моделирование напряженно-деформированного со- 42 стояния и разрушения цилиндрических образцов при испытании на ЗДКР

3. Исследование закономерностей возникновения и развития трещин в стали 48 10ГН2МФА в высокотемпературной воде при ЗДКР.

3.1 Методика автоклавных испытаний при низкоскоростном нагружении.

3.2 Влияние параметров водной кислородосодержащей среды на возникнове- 54 ние и скорость роста трещин при статическом растяжении.

3.3 Определение условий возникновения и скорости роста трещин при статиче- 63 ском низкоскоростном растяжении при наличии шлама

3.4 Фракгографические исследования изломов образцов, разрушенных по ме- 76 ханизмуЗДКР.

3.5 Деформационный критерий образования коррозионных трещин в стали 10ГН2МФА при низкоскоростном статическом нагружении. Моделирование роста трещин при ЗДКР.

4. Исследование ЗДКР в условиях нагружения с постоянной деформацией и при циклическом низкоскоростном нагружении.

4.1 Испытания на коррозионное растрескивание в условиях нагружения с постоянной деформацией.

4.2 Исследование ЗДКР при циклическом нагружении

5. Разработка рекомендаций по повышению срока службы узла присоединения коллектора к корпусу парогенератора

Практика эксплуатации парогенераторов энергоблоков с реакторами ВВЭР-1000 имеющих в своём составе элементы из стали 10ГН2МФА, сосудов высокого давления реакторов Р\¥Я, В\У11 из сталей А533, А508 и др. свидетельствует о возможности растрескивания отдельных узлов оборудования с поражением больших объемов металла с характерными коррозионными признаками. Первые повреждения в результате коррозионного растрескивания были обнаружены в перфорациях коллекторов парогенераторов ПГВ-1000 на Южно-Украинской АЭС после 12 тысяч часов эксплуатации. Такие же повреждения были выявлены позже в коллекторах парогенераторов Нововоронежской, Ба-лаковской и Запорожской АЭС.

Коррозионное растрескивание наблюдали в трубных досках и дистанционирую-щих решетках парогенераторов на АЭС с Р\¥Я в США, Европе и Японии спустя 5-7 лет после ввода в эксплуатацию.

Подверженными коррозионному растрескиванию оказались также узлы присоединения коллекторов к патрубкам парогенераторов. Масштаб повреждений был такой, что в США были разработаны национальные программы исследований причин повреждений и мероприятий, способствовавших эксплуатационной надежности парогенераторов.

Применительно к отечественной стали 10ГН2МФА такие исследования были выполнены в НПО ЦНИИТМАШ, ЦНИИ КМ "Прометей" и ОКБ "ГИДРОПРЕСС".

В результате выполненных работ был сделан вывод о том, что в условиях эксплуатации, когда имеет место совокупное влияние низкоскоростного деформирования и коррозионной среды, низколегированные стали могут проявлять склонность к коррозионному растрескиванию в определенном интервале температур.

Металлографическими и фрактографическими исследованиями установлено, что характер трещин, наблюдаемых в эксплуатационных условиях в локальных участках оборудования, идентичен получаемым при лабораторных испытаниях на склонность к замедленному деформационному коррозионному растрескиванию (ЗДКР).

Определенным недостатком выполненных в этом направлении работ является то, что растрескивание стали 10ГН2МФА исследовалось в воде с повышенной 4 концентрацией кислорода, что нехарактерно для нормальных условий эксплуатации оборудования. При концентрациях кислорода, соответствующих нормальным условиям (менее 0.005 мг/кг) коррозионные повреждения в лабораторных исследованиях не наблюдались.

Наибольший объем отложений окислов меди и железа (шлама) наблюдается в так называемых "карманах", примыкающих к гантельному переходу R20 в зоне присоединения коллекторов к патрубкам парогенераторов (111 шов), рис. 1.

Патрубок Ду 1200

Карман" коллектора

Рисунок 1 - Узел приварки коллектора к корпусу парогенератора. По данным эксплуатации в указанной зоне неоднократно фиксировались коррозионные повреждения и трещины. При осмотре «карманов» поврежденных коллекторов после вырезки темплетов во всех случаях выявлено:

- наличие рисок, подрезов от грубой механической обработки, или язв и коррозионных каверн от которых брали свое начало зародышевые трещины;

- наличие отложений в «карманах» коллекторов; наличие меди в отложениях в «кармане» и в трещинах.

Вид поверхности темплета с внутренней стороны «кармана» представлен на рис. 2.

Шлам в «кармане» на рис.3

Выполнен химический анализ состава отложений. На 2ПГ-1 ЮУ АЭС - 78,75%

Ре203, 13,42% - СиО, 0,21% - М^О, 2,15% - нерастворимый остаток. На 1ПГ-1 Балаковской АЭС - 70,1% - Ре203,25,6% - СиО, 1% - СаО+ 8Ю2 -1%, 2% - нерастворимый остаток. Аналогичный состав отложений имел место и на остальных парогенераторах. 5

Рисунок 2 Вид поверхности темплета- Рисунок 3 «Карман» коллектора с внутренней стороны «кармана».

В связи с отмеченным является актуальным исследования влияния на процесс коррозионного растрескивания стали 10ГН2МФА содержания коррозионно-активных примесей, отложений окислов меди и железа, наблюдавшихся в зонах коррозионного повреждения, разработке на этой основе критериев инициации и развития коррозионных повреждений, а также мероприятий, позволяющих замедлить или полностью исключить процессы коррозионного растрескивания.

Ниже приведены результаты исследований темплетов вырезанных из поврежденной зоны. В результате исследований показано:

- химический состав металла патрубка коллектора соответствует требованиям ТУ 108.766-86, а металл сварного шва в зоне вырезки темплета соответствует химическому составу применяемых сварочных материалов Св-10ГН1МА под флюсом ФЦ-16;

- загрязненность основного металла неметаллическими включениями не превышает допустимой величины;

- структура основного металла в зоне разрушения однородная, типичная для стали 10ГН2МФА после закалки и высокого отпуска.

- фактические показатели и сертификатные данные характеристик ов и а0д как основного, так и наплавленного металла близки между собой.

В результате металлографических исследований в сечениях перпендикулярных магистральным трещинам в зоне радиусного перехода и радиусной проточки, были выявлены дополнительные концентраторы напряжений в виде подреза, коррозионных каверн, гребней от грубой механической обработки, от которых брали свое начало зародышевые трещины.

По виду и плотности коррозионных продуктов отложений на разных стадиях развития трещин можно заключить, что развитие дефекта до сквозного было стадийным и длительным (близким к общему времени эксплуатации парогенератора).

Основные результаты металлографических и фрактографических исследований сводятся к следующему:

- инициации трещин предшествовала питганговая и язвенная коррозия;

- зарождение трещин было многоочаговым, однако повреждение сварного соединения происходило благодаря распространению одной или нескольких магистральных трещин;

- характер распространения трещин - смешанный с преобладанием транскристал-литнош;

- на начальной стадии рост трещины осуществлялся путем слияния многих более мелких транскрисгаллитных трещин, напоминающих по микростроению трещины скола и квазискола;

- по мере продвижения трещины вглубь металла рельеф поверхности разрушения становился более разнообразным: отмечались области межзереннош разрушения, большое количество уступов, представляющих собой множественный "лестничный" узор, похожий на усталостный.

Рост трещин сопровождался вторичным растрескиванием, интенсивность которого увеличивалась по мере продвижения трещины. Кроме того, магистральные трещины имели множественные трещины сателлиты, ориентированные в различных направлениях по отношению к внутренней стенке коллектора

Траектория развития основной (магистральной) трещины при первичном разрушении свидетельствует о значительной роли растягивающих напряжений от механических нагрузок (давление рабочей среды, возможное защемление опор после замены ПГ и другие), остаточных напряжений (от сварки, ремонтной термообработки, монтажа) при наличии концентраторов в виде рисок и язв. Характер повторных повреждений свидетельствует о наличии больших остаточных технологических напряжений в первую очередь от термообработки при ремонте.

В результате можно сделать вывод, что разрушения происходили по механизму ЗДКР и имеют общий характер, в частности, стадийность и длительный характер развития - для протяженных дефектов сравнимый с временем эксплуатации ПГ. Процесс возникновения трещин мог инициироваться обнаруженными дополнительными концентраторами напряжений (подрез, коррозионные каверны, гребешки от грубой механической обработки).

Анализ скоростей деформирования в гантельном переходе 1*20, узла приварки коллектора к корпусу парогенератора выполнен по данным расчетов ОАО ОКБ Гидропресс для различных состояний: разогрев; пуск; снижение мощности; отключение ГЦН; включение ГЦН; расхолаживание; срабатывание АЗ; малая течь; разрыв паропровода,

В качестве примера на рис.4 приведены графики изменения во времени напряжений и скоростей деформаций для некоторых состояний. V и, мш

10'с'1

300 250 200 150 100 50 0 -50

1.25

0.75

0.25

0.5 0

0 30000 60000 90000 120000 150000

0 30000 60000 90000 120000 150000 а о, МПа 270

V, Ю'с 1

240 235

0 2800 5600 8400 11200 14000

0 2800 5600 8400 11200 14000' б

О 1200 2400 3600 4800 6000 В

2--

О 1200 2400 3600 4800 6000

Рисунок 4 - Расчетные состояния, а-разогрев, б-пуск, в-снижение мощности, г-отключение ГЦН, д-включение ГЦН

Анализ полученных результатов в обобщенном виде приведен в табл. 1 Таблица 1 - Параметры нагружения в различных расчетных состояниях. п/п Расчетное состояние Диапазон скоростей деформирования, сек1 Максимальные напряжения, МПа Минимальные напряжения, МПа

1 срабатывание АЗ (0.5-1.75)-10"6 290 240

2 малая течь (0.5-1.2)-10"^ 298 260

3 разрыв паропровода (0-3.2)-10"5 720 -40

4 разогрев. (0-1.2>10'7 250 0

5 пуск (0-0.23)-10"7 265 247

6 снижение мощности (0-1.15)-10"7 268 243

7 отключение ГЦН (0-2.4)-10"7 283 242

8 включение ГЦН (0-0.65)-10"6 264 245

9 расхолаживание. (0-4.2)-10"6 250 0

Из таблицы 1 и представленного выше рисунка 4 следует, что большинство режимов, за исключением аварийных, характеризуются скоростями деформации, при которых возможно проявление ЗДКР и достаточно высоким уровнем напряжений.

Целью и задачей исследования является исследование процессов возникновения и развития коррозионных трещин в металле узла присоединения коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-1000 в высокотемпературной воде в условиях низкоскоростного статического и циклического нагружения при наличии отложений окислов меди и железа с учетом параметров ВХР. Разработка способов повышения долговечности узла присоединения коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-1000.

В рамках настоящей диссертационной работы для достижения данной цели поставлены и решены следующие задачи:

- разработка методики испытаний стали 10ГН2МФА при низкоскоростном статическом и циклическом нагружении в высокотемпературной воде при наличии шлама;

-исследование влияния состава шлама (процентного содержания окислов меди и железа), температуры, скорости деформирования, водородного показателя рН воды на коррозионное растрескивание стали 10ГН2МФА;

- выявление условий возникновения трещин в стали 10ГН2МФА при низкоскоростном статическом и циклическом нагружении в высокотемпературной воде при наличии кислорода и шлама;

- определение скорости роста трещин в стали 10ГН2МФА при низкоскоростном нагружении в зависимости от ВХР и состава шлама

Методы исследования

Экспериментальные исследования механических свойств и характеристик трещи-ностойкости при статическом и циклическом нагружении выполнялось с использованием современных установок оснащенных автоклавами и аппаратурой управления и регистрации параметров разрушения образцов. Длина исходных трещин в образцах определялась методом электрического потенциала, а также с использованием методов оптической микроскопии. Параметры ВХР определялись методами химического анализ. Характеристики трещиностойкости определялись с использованием аппарата линейной и нелинейной механики разрушения.

Расчетная часть работы выполнялась путем численного моделирования методом конечных элементов напряженного состояния и развития разрушения в цилиндрических и компактных образцах. Расчет напряженного состояния осуществлялся в упругопласти-ческой постановке на основе теории течения с кинематическим упрочнением.

Научная новизна

Выявлены условия проявления коррозионного растрескивания стали 10ГН2МФА при низкоскоростном статическом и циклическом нагружении в высокотемпературной воде при наличии отложений шлама с различным процентным содержанием окислов меди и железа.

Определена скорость развития трещин при ЗДКР в условиях низкоскоростного на-гружения при различных ВХР и наличии шлама. Определены параметры ВХР, при которых коррозионного растрескивания не происходит.

Для описания процесса образования и развития трещин при ЗДКР предложен деформационный критерий, параметры которого определяются с учетом ВХР и скорости нагружения.

Выявлено существенное снижение циклической прочности стали 10ГН2МФА при наличии шлама и низкоскоростном нагружении в области напряжений ниже условного предела текучести.

Для описания процесса возникновения трещин при низкоскоростном циклическом нагружении обосновано использование уравнение типа Лэнджера, параметры которого определяются с учетом снижения характеристик пластичности и прочности при статическом низкоскоростном нагружении и ВХР, соответствующих циклическому нагруже-нию.

Практическая ценность.

Результаты работы позволили уточнить условия проявления ЗДКР по параметрам ВХР и нагруженности и обосновать комплекс мер по обеспечению долговечности узла приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора ПГВ-1000, включающих снижение уровня напряжений и исключение коррозионной составляющей в узле приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора! И В-1000.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием современных методов испытаний, аппарата линейной и нелинейной механики разрушения, использованием аттестованной измерительной аппаратуры, сопоставлением результатов расчетов и экспериментов, а также с известными литературными данными.

Личный вклад автора

Автор диссертационной работы:

- непосредственно участвовал в комиссиях по определению причин образования повреждений в узлах присоединения коллекторов к патрубкам парогенераторов, в определении основных факторов, способствующих повреждению металла в зоне сварного соединения № 111;

- предложил способы предотвращения повреждений в узлах присоединения коллекторов парогенераторов действующих АЭС с ВВЭР-1000;

- принимал непосредственное участие в экспериментальных исследованиях в узле присоед инения коллектора путем охлаждения данного узла воздухом на этапах:

- постановки задачи;

- обсуждения и согласования технического задания на эксперимент,

- разработке методики испытания образцов на ЗДКР в условиях контакт со шламом, выполнении экспериментов;

- оснащения стенда средствами измерения;

- проведения экспериментов;

- анализа результатов экспериментальных исследований.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы были представлены на научных семинарах ОКБ "ГИДРОПРЕСС", отдела прочности материалов и конструкций ЦНИИТМАШ; 5-8-й международной конференции по горизонтальным парогенераторам. ОКБ ГП, Подольск Московской обл. 2006, 2008 и 2010г., 11-й международной конференции " Material Issues in Design, Manufactering and Operation of Nuclear Power Plants Equipment", 14 - 18 июня, 2010, Петербург, ЦНИИ KM "Прометей",5-й и 6-й Международных научно-технических конференциях «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» ( Подольск 2007 г. и 2009 г.);

По теме диссертации опубликовано 15 работ.

Основное содержание диссертационной работы отражено в 15 научных работах и докладах, из них 4 в ведущих рецензируемых научно-технических журналах «Вопросы атомной науки и техники» вып. 19,2007 г. и вып. 21,2008 г., «Атомная энергия» Том 104, вып. 1, январь 2008 г., «Теплоэнергетика» №3, март 2011 г., в 2-х описаниях к патенту на полезную модель.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе разработанной методики испытаний на замедленное коррозионное растрескивание стали 10ГН2МФА в высокотемпературной воде при наличии отложений шлама в виде окислов меди и железа установлены границы проявления ЗДКР по уровню температуры, скорости деформации, содержанию окиси меди в шламе.

2. По данным испытаний цилиндрических и компактных образцов определена скорость роста трещин в стали 10ГН2МФА при ЗДКР в воде с варьируемой концентрацией кислорода. Показано, что в диапазоне концентрации кислорода от 0.73 до 4.5 мг/кг и хлора до 5мг/кг скорость роста коррозионных трещин составляет до ~6-10~5 мм/сек. Полученные данные согласуется с результатами зарубежных исследований, выполненных на близких по свойствам сталях.

3. Испытания образцов в обескислороженной воде в контакте со шламом, состав которого соответствует отложениям в коллекторах 111 В-1000 (75% Ре203+25% СиО), показали проявление в этих условиях ЗДКР. В испытаниях со шламом наблюдаются квазихрупкие разрушения, предельные деформации могут составлять менее 1%. Скорости роста коррозионных трещин -2.5-104 мм/сек, что в 4-5 раза выше, чем при испытаниях в воде с концентрацией кислорода до 4.5 мг/кг.

4. При содержании в шламе окиси меди менее 10% наблюдаются вязкие разрушения, ЗДКР не проявляется.

5. Проведение промывки образцов (удаления шлама), начальное нагружение которых до деформаций ниже предельной, осуществлялось в условиях проявления ЗДКР, исключает возможность коррозионного растрескивания при последующем низкоскоросг-ном нагружении в обескислороженной воде при отсутствии шлама. Однако в зависимости от величины предварительной деформации (даже если это упругая деформация) остаточная пластичность стали 10ГН2МФА снижается.

6. Для оценки момента зарождения трещины при ЗДКР пред ложен деформационный критерий разрушения, в котором величина накопленного коррозионно-механическош повреждения определяется линейным суммированием отношений приращения упругопластической деформации к предельной пластичности материала в заданных условиях нагружения и ВХР.

7. Повышение рН воды до 9.2 за счет добавления этаноламина и гидразина при испытании со шламом (75% Ре203+25% СиО) предотвращает проявление коррозионного растрескивания.

8. Испытания со шламом (75% Ре203+25% СиО) в воде без кислорода и испытания без шлама в воде с концентрацией кислорода до 4.5 мг/кг, выполненные на компактных образцах с начальной усталостной трещиной показали отсутствие склонности стали 10ГН2МФА к коррозионному растрескиванию при действии постоянной статической нагрузке (при К1 до 90 МПа-м0 5).

9. На основе данных циклических испытаний при низкоскоростном нагружении с частотой 1 цикл/сутки в условиях проявления ЗДКР установлена возможность возникновения разрушений при напряжениях ниже предела текучести и существенное снижение циклической прочности стали 10ГН2МФА (снижение амплитуд предельных напряжений до 20 раз).

Показана возможность описания кривых усталости в условиях проявления ЗДКР уравнением типа Лэнджера, параметры которого определяются с учетом снижения характеристик пластичности и прочности при статическом низкоскоростном нагружении в условиях, соответствующих циклическому нагружению.

10. Предложены способы обеспечения работоспособности узла приварки коллектора теплоносителя к корпусу парогенератора включающие в себя:

- конструктивное изменение конфигурации узла для новых проектов и внедрение системы обдува узла для действующих парогенераторов позволяющих уменьшить напряженное состояние в месте присоединения к корпусу;

- модернизацию системы продувки парогенератора, оснащение «карманов» коллекторов смывными устройствами, введение локальной химической отмывки зоны присоединения коллектора к корпусу с целью исключения коррозионной составляющей повреждений;

- реализацию принятого отраслевого решения об исключении медьсодержащих элементов второго контура АЭС с ВВЭР 1000.

1. ПНАЭ Г-7-002-86 Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок, М, Энергоатомиздат, 1989 г.

2. ГОСТ 9.903-81. Стали и сплавы высокопрочные. Методы ускоренных испытаний на коррозионное растрескивание. Госстандарт СССР, Москва, 1981.

3. РД ЭО 0330-01. Руководство по расчету на прочность оборудования и трубопроводов реакторных установок РБМК, ВВЭР И ЭГП на стадии эксплуатации. М, Федеральное агентство по атомной энергии. 2004.

4. ASTM Е 1921 05. Standard Method for Determination of Reference Temperature, T0, for Ferrites steels in Transition Range.

5. ГОСТ 25.506-85. Методы механических испытаний материалов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. Госстандарт СССР, Москва

6. Механика катастроф. Определение характеристик трещиностойкости конструкционных материалов. Методические рекомендации. М: ИЦ ГНТП " Безопасность", 1995.

7. BS 7448-2:1997. Fracture mechanics toughness tests Part 2. Method for determination of Kfc , critical CTOD and critical J values of welds in metallic materials.

8. BS 7448-4:1997. Fracture mechanics toughness tests Part 4. Method for determination of fracture resistance curves and initiation values for stable crack extension in metallic materials.

9. ASTM E 1820 99a Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness.

10. ESIS P2-92. ESIS Procedure for Determining the Fracture Behavior ofMaterials.11 .Ashok Saxena and S J. Hudak Jr. Review and extension of compliance information for common crack growth specimens. International Journal of Fracture 1978, Vol. 14, No 5.

11. Indig ME., Weber J.E., Weinstein D.Reviews on Coating and Corrosion, 1982, v.5, №1-4.

12. Indig M.E. Slow Strain-Rate Stress Corrosion Testing for Liquid Metal Fast Breeder Reactor, Stress Corrosion Cracking-The Slow-Rate Technigue, ASTM STP 665,1979.

13. Харина ИЛ. Труды 6-й международной конференции: Проблемы материаловедения при проектировании, изготовлении и эксплуатации оборудования АЭС. Санкт-Петербург, 2001.

14. Zvezdin Yu.L, Azbukin V.G., Vishkharyev O.M, Mamaeva E.I., Kharina IL., Selsky S.V.104

15. Proceeding of the International Symposium on Plant aging and Life Prediction of Corrodible Structures. May 15-18,1995, Sapporo, Japan.

16. Отчет ЦНИИТМАШ по теме "Обобщение результатов исследований по влиянию факторов среды второго контура на склонность стали 08Х18Н10Т и 10ГН2МФА к коррозионному растрескиванию", 2008.

17. Matocha К., Cicryt F. Комбинированное воздействие процесса старения и водной среды на докритический рост трещин и характеристики разрушения низколегированной стали. (перевод с англ.). Metallurgical Transactions А, 11 А, 2006.

18. Сборник тезисов докладов 7-й международной конференции по горизонтальным парогенераторам. Подольск, ОКБ Гидропресс, 2006г., с 125.

19. Федорова В А, Марголин Б.З., Костылев В Л Анализ возможных причин повреждений узла приварки коллектора к патрубку парогенератора ПГВ-ЮООМ. Сборник тезисов докладов 8-ой Международной конференции. Санкт-Петербург Сосновый Бор. 14-17 июня 2004.-с.60-61.

20. Махутов Н.А Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность.М.: Машиностроение, 1981,272 с.

21. Оценка динамики развития дефектов коррозионного характера в теплообменных трубках парогенератора ПГВ-1000 в процессе эксплуатации. Технический отчет ЦНИИ КМ "Прометей", 2004г.

22. A.Brozova, J.Burda, LPapp. Tube Degradation in Horizontal Steam

23. Generators Conditions and Experience. IAEA Technical Meeting on Steam Generator Problems, Repair and Replacement, 4-6 February 2003, Prague, Czech Republic.

24. Water chemistry second circuit optimization of NPP with WWER-1000. Biykov S.I., Siryaillnina LA, Archipov O.P. etal Report on 6 International seminar on horizontal steam generators, Russia, Podolsk, EDO «Gidropress», 22-24 March, 2004.

25. ЗЗБ.И. Герасимов, Ю.И. Звездин, E.B. Кузнецов, Г.Ф. Носов, НГ. Сандлер, И.Jl Харина. Перспективные материалы для трубных систем парогенераторов АЭС Л Теплоэнергетика, №10, 1992

26. ГОСТ 9.903-81. Стали и сплавы высокопрочные. Методы ускоренных испытаний на коррозионное растрескивание. Госстандарт СССР, Москва.

27. В.В.Герасимов, А.С.Монахов. Коррозия реакторных материалов, Москва, ЦНИИато-минформ, 1994.

28. Механика разрушения и прочность материалов (справочник), т. 4, под ред. В. В. Пана-сюка, Киев, «Наукова думка», 1990.

29. Yoshida К., Kojima. М, Iida М, Takahashi I. Fracture toughness ofweld metals in steel piping for nuclear power plants/international Journal of pressure vessels and piping. 1990, v.43.

30. David Broek. Elementary engineering Fracture Mechanics. Noordhott international publishing, Leyden, 1975.

31. Печерский В.М. Использование метода испытаний с постоянной скоростью деформирования для оценки склонности сталей и сплавов энергетических установок к коррозионному растрескиванию Автореферат канди датской диссертации. ЧПИ, Чимкент, 1988.

32. Kawakubo Т., Hishida М. Crack initiation and growth analysis by direct optical observation during SSRT in high temperature water. Corrosion- NACE, v.40,№3, pp.l20-126,1984.

33. Effect of LWR Coolant Environments on the Fatigue Life of Reactor Materials. NUREG/CR-6909, ANL-06/08,2006.

34. Отчет ЦНИИТМАШ по теме "Обобщение результатов исследований по влиянию факторов среды второго контура на склонность стали 08X18Н1 ОТ и 10ГН2МФА к коррознойному растрескиванию", 2008.

35. Kritsky V.G. The problems of corrosion and water-chemical regimes atNPP. St-Petersburg, 1996.

36. Kokoshkin I. A The role of water-chemical regime formation in improvement of reliable operation of energy equipment St-Petersburg, Works of TsKTT, No231,1986.

37. Kritsky V.G., Sofin M.V. et all Approach to quality standardization of blow-down water of steam generators forNPP with VVER. Teploenergetika, No7,1993.

38. Vyarezemsky V.G., Smirnov L.V., Ovchinnikov V.F. Yaskelyain AV. Influence of opera-lion regimes of circulation circuits of NPP with WER-1000 on steam generators SG-1000 reliability. Teploenergetika, No5,1998.

39. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений. Справочник, в 2 т. Т.1. /Под ред. А АГерасименко. М., Машиностроение, 1987.688 с.

40. Герасимов ВВ., Шувалов В. А., Иванова Т.Н. Количественная оценка влияния среды на время до разрушения для аусгенитных коррозионно-стойких сталей. Методика 34.4 М. Е34.195-6497, НИКИЭТ, Москва, 1979.

41. Крицкий В.Г. Проблемы коррозии и ВХР АЭС. СПб, СИНТО, 1996.

42. Broomfied G.H//J. Nucl. Water, 1965. v. 16. № 3.

43. Corrosion assisted cracking of stainless and low-alloy steels in LWR environment// EPRINP-5064S, February 1987.

44. Зарембо В.И., Крицкий В. Г. О принципиальной зависимости коррозии-эрозии углеродистых сталей в водных контурах энергетических установок от термодинамических факторов растворения// ЖПХ, 1988, № 4, с. 781-785.

45. Pipe crack evalution in operating water reactors NUREG/CR-4545, March 1986, №4.

46. Ford F.P., Povich ML// Corrosion, 1979, v. 35, № 12, p. 569.

47. Bassner T.F„ et al. Mitigation of stress corrosion cracking of AISI304 stainless steel by orfganic species at low concentration in oxygenation water at 284 °C// Proceeding of NACE Confeк»rence "Corrosion-90", 23-25 April, Nevada, paper №489.

48. Нагано X. "Хайкан щдаюшу". 1976, т. 9, № 5, с. 265-270.

49. Герасимов В.В. Коррозия реакторных материалов. М.:Атомиздат, 1980,250 с.

50. Березина И.Г. Разработка способов снижения коррозии оболочечного циркониевого сплава и повышения надежности ТВС РБМК-1000 при их эксплуатации и хранении ОЯТ. Автореферат на соискание ученой степени к.т.н., ГИ "ВНИПЮТ", 1998.

51. Крицкий В.Г., Березина И.Г., Сгяжкин П.С. Особенности коррозионного поведения сплава Zr+l%Nb в теплоносителе АЭС с РБМК-1000. Теплоэнергетика, №7,1998, с.62-67.

52. ВВ. Герасимов, А.С. Монахов. Коррозия реакторных материалов. М., 1995

53. Когаев В.П., Махугов НА, Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. М: Машиностроение, 1985, -224 с.

54. Москвичев В.В. Основы конструкционной прочности технических систем и инженерных сооружений. Новосибирск: Наука, 2002, -106 с.

55. Гетман А.Ф., Козин Ю.Н. Неразрушаюший контроль и безопасность эксплуатации сосудов и трубопроводов давления. М: Энершатомиздат, 1997,287 с.

56. Методика расчета на сопротивление хрупкому разрушению корпусов реакторов АЭС с ВВЭР при эксплуатации (МРКР-СХР-2004). РД ЭО 0606-2005. М.: концерн "РОСЭНЕРГОАТОМ', 2005г., 64 с.

57. MP 125-01-90. Расчет коэффициентов интенсивности напряжений и коэффициентов ослабления сечений для дефектов в сварных соединениях. М., НПО ЦНИИТМАШ, НИ-КИЭТ, 1991,58 с.

58. Tada Н. Paris P., Irwin G. The stress analysis of cracks. Handbook. Hellertown, Del. Research Corp., 1973.

59. Методические рекомендации MP 125-02-95. Правила составления расчетных схем и определение параметров нагруженности элементов конструкций с выявленными дефектами. М.: ЦНИИТМАШ, 1995,52 с.

60. B.C. Иванова, АЛ. Шанявский. Количественная фрактография, усталостное разрушение, Челябинск, Металлургия, 1988.

61. Чиркин B.C., Теплофизические свойства материалов ядерной техники, Справочник, Атомиздат, М., 1968.

62. Керштейн ИМ., Клюшников В. Д., Ломакин Е.В., Шестериков С.А.

63. Основы экспериментальной механики разрушения. М.: Издательство МГУ,1989,140 с.

64. Кудрявцев П.И. Нераспросграняющиеся усталостные трещины. М.: Машиностроение, 1982,176 с.

65. Маркочев В.М, Морозов Е.М. Метод разгрузки в экспериментальной механике разрушения.//Физико-химическая механика разрушения материалов. 1978, №1.-с. 12-22.

66. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975,542 с.

67. Numerical investigation of 3-D constraint effects on brittle fracture in SE(B) and C(T) specimens. Nureg/CR- 6317 UILU ENG-95-2001, pp.44.

68. СЛ. Лякишев, C.A. Харченко, A.B. Кучерявченков, Н.Ф. Коротаев. Оптимизация конструкции узла приварки коллектора к корпусу парогенератора Сборник трудов 7-ш международного семинара по горизонтальным парогенераторам. Подольск, ОКБ "Гидропресс", 2006.

69. СА.Харченко, Н.Б.Трунов, В.В.Денисов, Н.Ф.Коротаев. Анализ причин повреждения металла в зоне сварного шва № 111 парогенераторов ПГВ-ЮООМ. Сборник трудов 7-ш международного семинара по горизонтальным парогенераторам. Подольск, ОКБ "Гидропресс", 2006.

70. Ю.Г. Драгунов, О.Ю. Петрова, СЛ. Лякшпев, С А Харченко ОКБ «Гидропресс»; ИЛХарина, АС. Зубченко «ЦДИИТМАШ». Повышение надежности эксплуатации коллекторов парогенераторов ПГВ-1000 (1000 М) // Атомная энергия. Том 104, вып. 1, январь 2008, с. 32-38.

71. СА Харченко, СЛ. Лякшпев, В.В. Денисов, О.Ю. Петрова. Анализ факторов, приводящих к повреждению коллекторов парогенератора ПГВ-ЮООМ. Сборник ВАНТ, серия: "Обеспечение безопасности АЭС", вып. 19,2007, с. 55-68.

72. СЛ Лякишев, Н.Ф. Коротаев, В.В. Денисов, С.А. Харченко. Пути предотвращения повреждений коллекторов парогенератора ПГВ-ЮООМ в зоне сварного соединения №111. Сборник ВАНТ, серия: "Обеспечение безопасности АЭС", вып. 21,2008, с. 69-74.

73. САХарченко, НБ.Трунов, Н.Ф.Коротаев, СЛ. Лякишев Меры по обеспечению надежности сварного соединения коллектора I контура с корпусом парогенератора АЭС с ВВЭР-1000 // Теплоэнергетика. №3, март 2011 г, с. 27-33