Сравнение российских и французских нормативных методик определения радиационного охрупчивания корпусов реакторов с водой под давлением
Приводятся результаты эксперимента по сравнению российских и французских нормативных методик определения
 радиационного охрупчивания корпусных сталей. Наводяться результати експерименту по порівнянню російських та французьких нормативних методик визначення
 радіаційного окрихчення ко...
Saved in:
| Published in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Date: | 2004 |
| Main Authors: | , , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2004
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79544 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Сравнение российских и французских нормативных методик определения радиационного охрупчивания корпусов реакторов с водой под давлением / В.Н. Голованов, Д.В. Козлов, В.И. Прохоров, В.М. Раецкий, В.К. Шамардин, В.А. Красноселов, Ж.П. Массу, К. Тролля, Р. Бертранд // Вопросы атомной науки и техники. — 2004. — № 3. — С. 38-45. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860022004747337728 |
|---|---|
| author | Голованов, В.Н. Козлов, Д.В. Прохоров, В.И. Раецкий, В.М. Шамардин, В.К. Красноселов, В.А. Массу, Ж.П. Тролля, К. Бертранд, Р. |
| author_facet | Голованов, В.Н. Козлов, Д.В. Прохоров, В.И. Раецкий, В.М. Шамардин, В.К. Красноселов, В.А. Массу, Ж.П. Тролля, К. Бертранд, Р. |
| citation_txt | Сравнение российских и французских нормативных методик определения радиационного охрупчивания корпусов реакторов с водой под давлением / В.Н. Голованов, Д.В. Козлов, В.И. Прохоров, В.М. Раецкий, В.К. Шамардин, В.А. Красноселов, Ж.П. Массу, К. Тролля, Р. Бертранд // Вопросы атомной науки и техники. — 2004. — № 3. — С. 38-45. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | Приводятся результаты эксперимента по сравнению российских и французских нормативных методик определения
радиационного охрупчивания корпусных сталей.
Наводяться результати експерименту по порівнянню російських та французьких нормативних методик визначення
радіаційного окрихчення корпусних сталей.
Experimental results on comparison of Russian and French methodology of determination of radiation embrittlement of pressure vessel steels are presented.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:47:53Z |
| format | Article |
| fulltext |
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
МАТЕРИАЛЫ РЕАКТОРОВ НА ТЕПЛОВЫХ НЕЙТРОНАХ
УДК 621.039.531
СРАВНЕНИЕ РОССИЙСКИХ И ФРАНЦУЗСКИХ НОРМАТИВНЫХ
МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИАЦИОННОГО ОХРУПЧИВАНИЯ
КОРПУСОВ РЕАКТОРОВ С ВОДОЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
В.Н. Голованов, Д.В. Козлов, В.И. Прохоров, В.М. Раецкий,
В.К. Шамардин, В.А. Красноселов
ГНЦ РФ НИИАР, г. Димитровград, Россия;
Ж.П. Массу, К. Тролля, Р. Бертранд
EdF, г. Фонтенвро, Франция
Приводятся результаты эксперимента по сравнению российских и французских нормативных методик определения
радиационного охрупчивания корпусных сталей.
ВВЕДЕНИЕ
Целью работы была оценка влияния методики
вырезки образцов (включающей в себя ориентацию
продольной оси образца, ориентацию надреза, место
вырезки образца и т.д.) и методики определения Тк
(критической температуры хрупкости) на величину
∆TF (сдвиг критической температуры хрупкости по-
сле облучения).
Сравнивались методики, включенные в действу-
ющие Национальные коды России и Франции:
ПНАЭ-Г-7-002-86 «Нормы расчета на прочность
оборудования и трубопроводов атомных энергети-
ческих установок», ГОСТ 6996-66, ГОСТ 1497-84,
ГОСТ 9454-78; RCC-M «Правила проектирования и
изготовления механических компонентов атомных
электростанций с реакторами с водой под давлени-
ем», MC 1000, MC 1220, S1 331.
Для проведения эксперимента из 4-го блока Ка-
лининской АЭС (ВВЭР-1000/320) были отобраны
металлы обечайки и сварного шва № 4, находящиеся
в самой радиационно-нагруженной части корпуса.
Облучение образцов проводилось при температуре
290 0С до флюенса 6⋅1019 см-2 (Е>0,5МэВ), что соот-
ветствует рабочей температуре и флюенсу на конец
тридцатилетнего срока эксплуатации для ВВЭР-
1000.
Изменение свойств под действием облучения
определялось по результатам испытаний на ударный
изгиб и одноосное растяжение. Была проведена
оценка свойств основного металла, металла сварно-
го шва и зоны термического влияния по российской
и французской методикам.
Исследования проводились в рамках проекта
KL2007 «Сравнение нормативных кодов по проек-
тированию и изготовлению корпусов реакторов с
водой под давлением».
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ
Для изготовления образцов и проведения иссле-
дований в ГНЦ РФ НИИАР был передан блок разме-
ром 1000×1500 мм (рис. 1), представляющий собой
участок сварного шва № 4 (это ближайший к АЗ
сварной шов) и прилегающие к нему участки обеча-
ек.
Шов № 4
Блок
для ГНЦ РФ
НИИАР
________________________________________________________________________________
38 ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2004. № 3.
Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (85), с. 38-45.
Рис. 1. Корпус 4-го блока Калининской АЭС (ВВЭР-
1000/320).
Расположение блока металла, переданного
в НИИАР для изготовления образцов
В табл. 1 приведено содержание основных леги-
рующих и примесных элементов в сварном шве и
верхней обечайке, из которой изготавливались об-
разцы основного металла, в табл. 2 – режимы термо-
обработки основного металла и металла сварного
шва.
Таблица 1
Химический состав исследуемых материалов
Содержание элементов, мас.%
C Si Mn Cr Ni Mo V Cu S P Co Sb Sn As
Основной металл 0,17 0,24 0,50 1,93 1,28 0,52 0,08 0,05 0,012 0,009 0,002 0,0019 0,0019 0,002
Сварной шов 0,08 0,34 0,69 1,90 1,52 0,69 - 0,07 0,014 0,01 - - - -
Таблица 2
Режимы термической обработки основного металла
и металла сварного шва
Тип металла Вид термической
обработки
Температура
термической
обработки, 0С
Скорость
нагрева, 0С/ч
Время вы-
держки
Характер охлаждения
Основной ме-
талл
Изотермический
отжиг с закалкой
910…920 М/п 8 ч С печью до 700 0С
680…700 36 ч 20 мин
900…915 30 8 ч В воде до температуры
100 0С на поверхности
детали
Отпуск 650…660 М/п 17ч 40мин На воздухе
Отпуск 610…630 8 4 ч 40 мин С печью до 400 0С
Далее на воздухе
Отпуск 610…622 5,5 4 ч 50 мин С печью до 400 0С
Далее на воздухе
Отпуск 640…660 8 8 ч 30 мин С печью до 300 0С со
скоростью 7 0С/ч
Далее на воздухе
Сварной шов
Отпуск 610…630 8 4 ч 40 мин С печью до 400 0С
Далее на воздухе
Отпуск 610…622 5,5 4 ч 50 мин С печью до 400 0С
Далее на воздухе
Отпуск 640…660 8 8 ч 30 мин С печью до 300 0С со
скоростью 7 0С/ч
Далее на воздухе
Для сравнения методик определения критиче-
ской температуры хрупкости и вырезки образцов
были изготовлены следующие типы образцов Шар-
пи:
− образцы основного металла, изготовленные в со-
ответствии с требованиями российской и фран-
цузской документаций;
− образцы металла сварного шва, изготовленные в
соответствии с требованиями российской и
французской документаций;
− образцы зоны термического влияния, изготов-
ленные по российской методике.
Образцы для испытания на растяжение были
изготовлены из основного металла и металла свар-
ного шва по единой технологии (без разделения на
«российские» и «французские»). Ниже дано краткое
описание каждого типа образцов.
1 – образцы типа Шарпи из основного металла,
вырезанные в соответствии с требованиями
RCC-M MC 1000, MC 1220, S1 331, на расстоя-
нии 23 мм от внутренней поверхности обечайки
(слой металла соответствует 1/4 толщины поков-
ки, проходившей основную термообработку).
Ориентация образцов осевая, ориентация надреза
радиальная. Ориентация трещины Lθ;1
2 – образцы типа Шарпи из металла сварного шва,
вырезанные в соответствии с требованиями
RCC-M MC 1000, MC 1220, S1 331. Ориентация
образцов осевая, ориентация надрезов радиаль-
ная. Образцы изготовлены из наружной части
1 Каждый тип ударных образцов можно охарактеризовать векто-
ром нормали к плоскости распространения трещины и вектором
направления движения фронта трещины. Здесь приняты следую-
щие обозначения: L – вектор параллельный образующей обе-
чайки, R – вектор параллельный радиусу, θ – вектор параллель-
ный касательной к окружности обечайки.
39
сварного шва, расстояние от поверхности образ-
цов до поверхности обечайки составляет 20, 35,
50, 65, 80 и 95 мм. Ориентация трещины Lθ;
3 – образцы типа Шарпи из основного металла,
вырезанные в соответствии с требованиями
ГОСТ 9454-78. Ориентация образцов тангенци-
альная (по окружности обечайки), ориентация
надрезов радиальная. Ориентация трещины θL;
4 – образцы для испытаний на растяжение из
основного металла, вырезанные в соответствии с
требованиями ГОСТ 1497-84. Продольная ось
образцов расположена тангенциально;
5 – образцы типа Шарпи из металла сварного шва,
вырезанные в соответствии с требованиями
ГОСТ 6996-66, имеют осевую ориентацию, над-
рез расположен тангенциально. Ориентация тре-
щины LR;
6 – образцы для испытаний на растяжение из ме-
талла сварного шва, вырезанные в соответствии с
требованиями ГОСТ 6996-66. Продольная ось
образцов имеет осевую ориентацию;
7 – образец типа Шарпи из металла зоны термиче-
ского влияния, вырезанный в соответствии с тре-
бованиями ГОСТ 6996-66. Образцы зоны терми-
ческого влияния изготовлены таким образом, что
ось надреза находится на расстоянии 0,3…0,5 мм
от линии сплавления металла шва и основного
металла. Ось надреза располагается в основном
металле. Ориентация образцов осевая, ориента-
ция надреза тангенциальная. Ориентация трещи-
ны LR.
На рис. 2 приведена схема вырезки из блока.
Рис. 2. Схема вырезки образцов для механических испытаний
по российским и французским нормам
Изготовлено пять комплектов ударных образцов.
Для испытаний в облученном и исходном состояни-
ях каждый комплект был разделен на партии по 21-
24 образца. С целью уменьшения погрешностей при
определении Тк , связанных с разбросом свойств в
объеме металла, образцы для испытаний в исходном
и облученном состоянии выбирались «через один».
ОБЛУЧЕНИЕ
Облучение образцов проводилось в стенде «Кор-
пус» на исследовательском реакторе РБТ-6 (г. Ди-
митровград, НИИАР). Возможности стенда позволя-
ют облучать большое количество образцов в хорошо
поддерживаемых и контролируемых условиях. Эти
условия близки к условиям работы корпусов реакто-
ров с водой под давлением по температурным и ней-
тронно-физическим параметрам.
Образцы облучались с сентября 1999 г. по
февраль 2000 г. (срок облучения 164 дня), при тем-
пературе 290 0С. Температура облучения в рабочем
сечении каждого образца вычислялась по показани-
ям шестнадцати термопар, расположенных в облу-
чаемом блоке образцов. Флюенс нейтронов опреде-
лялся по результатам измерений нейтронно-актива-
ционных детекторов, которые были помещены в ам-
пулу с образцами. Среднее значение флюенса бы-
стрых нейтронов (Е>0,5 МэВ) для всего массива об-
разцов 6,2×1019 см-2, отклонение частных значений
флюенса от среднего (для каждого образца) не пре-
вышает 7 %.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ
НА РАСТЯЖЕНИЕ
40
Образцы для испытаний на растяжение были вы-
резаны из основного металла и металла сварного
шва. Ориентация продольной оси образцов основно-
го металла тангенциальная, а образцов сварного
шва осевая. Механические свойства, определенные
при температурах 20 и 350 0С в необлученном и об-
лученном состояниях, приведены в табл. 3 и 4.
Облучение вызвало прирост пределов текучести
и прочности. Для образцов основного металла при-
рост σ0,2 и σв составил 40…50 МПа и при 20 и при
350 0С, для образцов сварного шва прирост этих ве-
личин больше и составляет 80…100 МПа.
Таблица 3
Результаты испытаний на растяжение
образцов основного металла до и после облучения
Маркировка об-
разцов
Температура
испытаний, 0С
Предел те-
кучести,
МПа
Предел проч-
ности, МПа
Равномерное отно-
сительное удлине-
ние, %
Общее относительное
удлинение, %
Необлученные
4-8 350 505 575 4,9 17,7
4-6 350 510 585 4,8 17,8
4-4 20 585 690 7,3 22,0
4-2 20 575 685 7,2 21,3
Облученные
7-4 350 555 645 5,9 16,9
3-4 350 535 625 5,3 16,4
1-4 20 620 730 9,9 22,0
5-4 20 625 735 8,6 20,5
Таблица 4
Результаты испытаний на растяжение
образцов из металла сварного шва до и после облучения
Маркировка об-
разцов
Температура ис-
пытаний, 0С
Предел текучес-
ти, МПа
Предел прочно-
сти, МПа
Равномерное относи-
тельное удлинение, %
Общее относительное
удлинение, %
Необлученные
L-B 350 440 510 7,9 18,1
K-B 350 465 520 7,1 18,5
K-B 20 540 615 11,4 24,7
L-B 20 525 630 10,8 24,3
Облученные
L-C 350 525 600 6,5 16,3
K-C 350 545 600 5,9 15,9
L-C 20 640 715 10,6 22,7
K-C 20 615 680 9,8 20,9
Нужно отметить, что прочность металла сварно-
го шва в исходном состоянии менее 549 МПа, и по
требованиям ПНАЭ Г-7-002-86 [2] критериальное
значение ударной вязкости при определении Тк рав-
но 49 Дж/см2. Равномерное и общее удлинение по
сле облучения либо не изменилось, либо изменилось
незначительно (на 1…3%).
РЕЗУЛЬТАТЫ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ
В табл. 5 приведены критические температуры
хрупкости, определенные по критериальному значе-
нию ударной вязкости 6 кгм/см2 (59 Дж/см2), и удар-
ная вязкость на уровне верхнего шельфа для каждо-
го типа образцов.
Таблица 5
Свойства металла корпуса ВВЭР-1000 до и после облучения при различных способах вырезки
образцов
Тип образцов Тк0, 0С ТкF, 0С ∆TF, 0С Ударная вязкость в области верхнего шель-
фа, Дж/см2
необлученные облученные
Основной металл (RCC-M) -12 26 38 165 120
Металл сварного шва (RCC-M) -20 38 58 175 150
Основной металл (ГОСТ)
-63 -32 31 255 210
Металл сварного шва (ГОСТ)
-30 24 54 175 155
Металл зоны термического
влияния (ГОСТ) -59 -29 30 225 185
41
Для всех типов образцов влияние облучения ка-
чественно одинаково. Оно заключается в сдвиге
температуры хрупко-вязкого перехода в область бо-
лее высоких температур и в понижении максималь-
ных значений ударной вязкости на верхнем шельфе
температурной зависимости, но для каждого типа
образцов исходные значения и количественные из-
менения указанных характеристик различны.
В табл. 6 приведены значения критических тем-
ператур хрупкости и их сдвиги, определенные по
этим зависимостям.
Таблица
6
Критические температуры хрупкости, определенные по величине ударной вязкости
и по доле вязкой составляющей в изломе
Тип образцов Тк0, 0С Т50, 0С ТкF, 0С ТF50, 0С ∆TF, 0С ∆TF50, 0С
Основной металл
(RCC-M) -12 -4 26 29 38 33
Металл сварного
шва (RCC-M) -20 -1 38 41 58 42
Основной металл
(ГОСТ) -63 -19 -32 11 31 30
Металл сварного
шва (ГОСТ) -30 0 24 45 54 45
Металл зоны тер-
мического влия-
ния (ГОСТ)
-59 -41 -29 -8 30 3
Примечание: Т50, ТF50, – температура хрупкости, определенная по доле вязкой составляющей в необлученном и облученном состоя-
ниях; ∆TF50 – сдвиг после облучения
На рис. 3, 4 показаны зависимости ударной вяз-
кости и доли вязкого излома от температуры испы-
таний, для каждого типа образцов до и после облу-
чения.
Эти данные являются основным результатом проде-
ланной работы по определению влияния способа
вырезки образцов и методики определения критиче-
ской температуры хрупкости на получаемые свой-
ства различных зон корпуса ВВЭР-1000.
Температура, °С Температура,
°С
Рис. 3. Температурные зависимости ударной вязкости для основного металла, сварного шва и ЗТВ
( необлученный, облученный)
42
Э
не
рг
ия
, Д
ж
Эн
ер
ги
я,
Д
ж
Д
ол
я
вя
зк
ог
о
из
ло
ма
, %
Д
ол
я
вя
зк
ог
о
из
ло
ма
, %
Основной
металл (RCC-M)
Температура, °С Температура, °С
Рис. 4. Температурные зависимости доли вязкого излома для каждого типа образцов ( необлученный
облученный)
Ниже приводится сравнение полученных харак-
теристик в зависимости от типа образцов, которые
можно условно разделить на три группы:
1). Образцы основного металла и зоны термиче-
ского влияния, изготовленные по требованиям
ГОСТ 9454-78 и ГОСТ 6996-66;
2) . Образцы, изготовленные из металла
сварного шва;
3). Образцы основного металла, изготовленные
по требованиям RCC-M.
1). Образцы основного металла и зоны термическо-
го влияния, изготовленные по требованиям «россий-
ской» нормативной документации
В необлученном состоянии температура хрупко-
вязкого перехода, определяемая по величине погло-
щенной энергии, находится в районе -60 0С, а удар-
ная вязкость – на уровне верхнего шельфа свыше
220 Дж/см2. После облучения происходит сдвиг тем-
пературы хрупковязкого перехода на 30 0С и пони-
жение ударной вязкости на 40…45 Дж/см2. Сдвиг,
определенный по доле вязкой составляющей в изло-
ме, почти не отличается от сдвига, определенного по
ударной вязкости, но абсолютные значения Т50 и ТF50
для зоны термического влияния на 20 0С ниже, чем
для основного металла. Имеются небольшие раз-
личия в величине ударной вязкости на верхнем
шельфе: для образцов ЗТВ уровень верхнего шельфа
ниже на 25…30 Дж/см2, чем у основного металла.
Таким образом, зона термического влияния по
своим свойствам мало отличается от основного ме-
талла, если проводить испытания образцов, взятых
по российским нормам.
2). Образцы металла сварного шва
Основное отличие образцов заключается в ори-
ентации надреза, который на «российских» образцах
расположен тангенциально, а на «французских» ра-
диально (если описывать образцы ориентацией тре-
щины, то LR и Lθ соответственно). Кроме того, ме-
ста вырезки образцов по ГОСТ 6996-66 расположе-
ны ближе к поверхности и корню шва, но зависимо-
сти значений ударной вязкости от глубины вырезки
образцов не наблюдается. Для обоих типов образцов
ударная вязкость на уровне верхнего шельфа до об-
лучения равна 170 Дж/см2, и после облучения пони-
жается до 150…155 Дж/см2. Сдвиг кривой KCV(T)
на уровне 6 кГм/см2 (59 Дж/см2) равен 54 0С для об-
разцов по ГОСТ 6996-66 и 58 0С для образцов по
RCC-M, однако значения Тк0 и ТкF для «российских»
образцов ниже на 10…15 0С. Интересно, что при
определении критической температуры по доле вяз-
кого излома разница в абсолютных значениях Т50 и
ТF50 между «российскими» и «французскими» образ-
цами исчезает, а величина сдвигов уменьшается до
45 0С (ГОСТ 6996-66) и 42 0С (RCC-M).
Необходимо отметить, что значение предела те-
кучести (см табл. 4) для металла сварного шва ниже
549 МПа, и по п.5.5. Приложения 2 ПНАЭ Г-7-002-
86 [2] критериальное значение ударной вязкости со-
ставляет 49 Дж/см2. Однако для единообразия в
сравнении с другими типами образцов критериаль-
ное значение ударной вязкости оставлено равным
6 кГм/см2 (59 Дж/см2). Использование критериаль-
ного значения 49 Дж/см2 не изменяет ситуацию
принципиально, но при этом Тк понижается на
7…8 0С, а ∆TF составляет 62 0С для «российских» и
65 0С для «французских» образцов.
3). Образцы основного металла, изготовленные по
требованиям RCC-M
Образцы этого типа характеризуются самой низ-
кой ударной вязкостью на верхнем шельфе до и по-
сле облучения (165 и 120 Дж/см2) и самой высокой
Тк.. Однако ∆TF=38 0С, а ∆TF50=33 0С, что близко к
значениям, полученным на основном металле и зоне
термического влияния при вырезке образцов по рос-
сийской методике.
Наиболее важным, по-видимому, является раз-
личие характеристик, полученное на образцах
основного металла, вырезанных по российским и по
французским нормативным требованиям.
Ударная вязкость на уровне верхнего шельфа
различается в 1,7 раза. Абсолютные значения Тк0 и
ТкF различаются на 50…60 0С. Для Т50 и ТF50 раз-
личия меньше (15…20 0С). Это связанно с тем, что
критические температуры хрупкости, определяемые
по ударной вязкости и по доле вязкого излома, для
«французских» образцов почти не отличаются, а для
«российских» отличаются на 430С. Показанные раз-
личия являются следствием технологии изготовле-
ния обечаек для корпуса реактора.
Известно, что в цилиндрическом сосуде (каким
является корпус реактора), нагруженном внутрен-
ним давлением, тангенциальные напряжения пре-
восходят осевые в 2 раза, и более вероятно развитие
гипотетической трещины в направлении θR и θL.
Поэтому процесс изготовления обечайки ориентиро-
ван на придание наилучшей трещиностойкости в
указанных направлениях. Российские нормативные
документы предлагают оценить свойства в наиболее
опасном, с точки зрения распространения трещины
в работающем корпусе, направлении (т.е. θL), а
французские – оценить наихудшие свойства металла
без учета специфики работы всего корпуса в целом.
Исходя из сказанного, полученные результаты не
следует рассматривать как недостаточную консерва-
тивность российской методики по определению кри-
тической температуры хрупкости. Расчет вероятно-
сти хрупкого разрушения конструкции учитывает не
только свойства материала, но и действующие в
процессе эксплуатации нагрузки и геометрические
характеристики существующих или предполагае-
мых концентраторов напряжений. Это должно при-
ниматься во внимание при оценке консервативности
сравниваемых методик.
43
Металл сварного шва оказался менее чувстви-
телен к ориентации распространения трещины, и
критические температуры хрупкости (Тк0 и ТкF ) раз-
личаются на 10 0С для исходного и на 16 0С для об-
лученного состояний. Хотя и здесь свойства метал-
ла, определенные по российской методике, несколь-
ко лучше, но различие не так велико, как в случае с
основным металлом. Интересно то, что при измере-
нии Т50 и ТF50 различия отсутствуют, а величина
сдвига, как сказано выше, уменьшается. Причина
этого пока неясна. Возможно, что при определении
доли вязкой составляющей излома в металле много-
проходного сварного шва корреляция между удар-
ной вязкостью и долей вязкого излома носит
несколько иной характер, отличный от основного
металла.
Таким образом, в случае с металлом сварного
шва разница свойств, определенных по российской
и французской нормативным документациям, зави-
сит не от методики вырезки образцов, а от способа
определения критической температуры хрупкости.
В рамках существующего подхода оценки сдвига
температурной зависимости КIC по величине сдвига
критической температуры хрупкости различия мето-
дик в случае сварного шва важнее, чем в случае
основного металла. Обоснованное принятие ∆TF50 в
качестве меры радиационного охрупчивания (или
величины сдвига температурной зависимости КIC)
могло бы быть одним из предложений по усовер-
шенствованию нормативной документации, позво-
ляющей определять максимальный безопасный срок
эксплуатации реакторов с водой под давлением. Од-
нако подобное обоснование не может быть проведе-
но по результатам только одного эксперимента, так
как должно базироваться на гораздо большем
объеме представительных, статистически обосно-
ванных данных по корреляции между сдвигами тем-
пературных зависимостей ударной вязкости, доли
вязкого излома и КIC.
0
20
40
60
80
100
1 2 3 4 5
Типы образцов
Сд
ви
г к
ри
ти
че
ск
ой
те
мп
ер
ат
ур
ы
х
ру
пк
ос
ти
,
0 С
Рис. 5. Экспериментальные сдвиги критических
температур хрупкости и их гарантированные зна-
чения:
1 – образцы основного металла по требованиям
(RCC-M MC 1000, MC 1220); 2 – образцы металла
сварного шва (RCC-M MC 1000, MC 1220, S1331);
3 – образцы основного металла (ГОСТ 9454-78);
5 – образцы сварного шва (ГОСТ 6996-66); 7 – об-
разцы зоны термического влияния ( ГОСТ 6996-6)
Гарантированное значение ∆TF для металла
сварного шва; Гарантированное значение ∆TF
для основного металла
– ∆TF ;
– ∆TF50;
– TF, при критериальном значении ударной вязко-
сти 49 Дж/см2( для сварного шва)
На рис. 5. показаны сдвиги критических темпера-
тур хрупкости для всех типов образцов и их распо-
ложение относительно линий, показывающих гаран-
тированные (приведенные в ПНАЭ Г-7-002-86 [2])
значения ∆TF.
Все значения находятся ниже гарантированных
значений для основного металла и сварного шва.
Это говорит о высокой радиационной стойкости ис-
следованных материалов независимо от применяе-
мых методик изготовления образцов и определения
механических свойств. Кроме того, на этом рисунке
видно, что для металла шва различия между сдвига-
ми, определенными по ударной вязкости и доле вяз-
кого излома, достаточно велики, и поэтому выбор
более оптимального параметра, характеризующего
радиационную стойкость сварного шва, может слу-
жить направлением дальнейших исследований.
Что касается отличий между российской и фран-
цузской методиками при исследовании свойств
основного металла, то выводы о преимуществах той
или иной методики необходимо делать в контексте
полного анализа по оценке степени риска хрупкого
разрушения корпуса ядерного реактора.
ВЫВОДЫ
1. Образцы, изготовленные в соответствии с тре-
бованиями ГОСТ и RCC-M, облучены в стенде
«Корпус» на реакторе РБТ-6 при температуре 290 0С
до флюенса (6,6±0,6)⋅ 1019 см-2. Это соответствует
температуре эксплуатации корпуса ВВЭР-1000 и
флюенсу на конец проектного срока эксплуатации.
2. Для каждого типа образцов определены крити-
ческие температуры хрупкости по значениям удар-
ной вязкости и доле вязкой составляющей в изломе.
Наиболее существенно отличия в «российской» и
«французской» методиках проявляются при опреде-
лении свойств основного металла. Уровень ударной
вязкости на верхнем шельфе для «российских» об-
разцов выше в 1,7 раза, чем у «французских», а кри-
тические температуры хрупкости (определенные по
ударной вязкости) различаются более чем на 50 0С,
как для исходного, так и для облученного состоя-
ний.
При исследовании металла сварного шва также
имеют место различия в определении сдвигов кри-
тической температуры хрупкости. Сдвиги, опреде-
ленные по доле вязкой составляющей в изломе, на
10…20 0С меньше сдвигов, определенных по ве-
личине ударной вязкости.
44
3. Изготовление образцов по требованиям RCC-
M дает более консервативную оценку состояния ма-
териала до и после облучения, и для основного ме-
талла различия с образцами, изготовленными по
требованиям ГОСТ весьма велики. Металл сварного
шва менее чувствителен к способу изготовления об-
разцов, однако определение ∆TF по ударной вязко-
сти и по виду поверхности разрушения дает раз-
личие до 20 0С.
4. Все полученные значения ∆TF и ∆TF50 не пре-
вышают 65 0С. Значения критической температуры
хрупкости как для основного металла, так и для ме-
талла сварного шва после облучения образцов ней-
тронами до проектного флюенса меньше гарантиро-
ванных значений, указанных в [2]. В рамках суще-
ствующего подхода оценки сдвига температурной
зависимости КIC по величине ∆TF (∆TF50), различия
между методиками невелико.
ЛИТЕРАТУРА
1.Облучение ампулы М7 в стенде КОРПУС /Отчёт.
О-4967. Димитровград: ГНЦ РФ НИИАР, 2000 г.
2.Правила проектирования и изготовления механи-
ческих компонентов атомных электростанций с
реакторами с водой под давлением (RCC-M) EdF-
CLI. 1995.
3.Нормы расчета на прочность оборудования и
трубопроводов атомных энергетических установок
(ПНАЭ-Г-7-002-86). М.: «Энергоатомиздат», 1989.
ПОРІВНЯННЯ РОСІЙСЬКИХ ТА ФРАНЦУЗЬКИХ НОРМАТИВНИХ МЕТОДИК ВИЗНАЧЕННЯ
РАДІАЦІЙНОГО ОКРИХЧЕННЯ КОРПУСІВ РЕАКТОРІВ З ВОДОЮ ПІД ТИСКОМ
В.М. Голованов, Д.В. Козлов, В.І. Прохоров, В.М. Раєцький, В.К. Шамардін,
В.А. Красносьолов, Ж.П. Массу, К. Тролля, Р. Бертранд
Наводяться результати експерименту по порівнянню російських та французьких нормативних методик визначення
радіаційного окрихчення корпусних сталей.
СOMPARISON OF RUSSIAN AND FRENCH METHODOLOGY OF DETERMINATION
OF RADIATION EMBRITTLEMENT OF PRESSURIZED-WATER REACTOR VESSEL
V.M. Golovanov, D.V. Kozlov, V.I. Prokhorov ,V.M. Raetskiy, V.K. Shamardin,
V.A. Krasnoselov, J.P. Massu, K. Trollya, R. Bertrand
Experimental results on comparison of Russian and French methodology of determination of radiation embrittlement of pres-
sure vessel steels are presented.
45
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
УДК 621.039.531
СРАВНЕНИЕ РОССИЙСКИХ И ФРАНЦУЗСКИХ НОРМАТИВНЫХ МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИАЦИОННОГО ОХРУПЧИВАНИЯ КОРПУСОВ РЕАКТОРОВ С ВОДОЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
В.Н. Голованов, Д.В. Козлов, В.И. Прохоров, В.М. Раецкий,
В.К. Шамардин, В.А. Красноселов
ГНЦ РФ НИИАР, г. Димитровград, Россия;
Приводятся результаты эксперимента по сравнению российских и французских нормативных методик определения радиационного охрупчивания корпусных сталей.
ВВЕДЕНИЕ
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ
Таблица 1
Химический состав исследуемых материалов
Содержание элементов, мас.%
Co
Sb
Sn
As
Режимы термической обработки основного металла
ОБЛУЧЕНИЕ
Таблица 3
Результаты испытаний на растяжение
Необлученные
Облученные
Таблица 5
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-79544 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:47:53Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Голованов, В.Н. Козлов, Д.В. Прохоров, В.И. Раецкий, В.М. Шамардин, В.К. Красноселов, В.А. Массу, Ж.П. Тролля, К. Бертранд, Р. 2015-04-02T19:38:44Z 2015-04-02T19:38:44Z 2004 Сравнение российских и французских нормативных методик определения радиационного охрупчивания корпусов реакторов с водой под давлением / В.Н. Голованов, Д.В. Козлов, В.И. Прохоров, В.М. Раецкий, В.К. Шамардин, В.А. Красноселов, Ж.П. Массу, К. Тролля, Р. Бертранд // Вопросы атомной науки и техники. — 2004. — № 3. — С. 38-45. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79544 621.039.531 Приводятся результаты эксперимента по сравнению российских и французских нормативных методик определения
 радиационного охрупчивания корпусных сталей. Наводяться результати експерименту по порівнянню російських та французьких нормативних методик визначення
 радіаційного окрихчення корпусних сталей. Experimental results on comparison of Russian and French methodology of determination of radiation embrittlement of pressure vessel steels are presented. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Материалы реакторов на тепловых нейтронах Сравнение российских и французских нормативных методик определения радиационного охрупчивания корпусов реакторов с водой под давлением Порівняння російських та французьких нормативних методик визначення радіаційного окрихчення корпусів реакторів з водою під тиском Сomparison of russian and french methodology of determination of radiation embrittlement of pressurized-water reactor vessel Article published earlier |
| spellingShingle | Сравнение российских и французских нормативных методик определения радиационного охрупчивания корпусов реакторов с водой под давлением Голованов, В.Н. Козлов, Д.В. Прохоров, В.И. Раецкий, В.М. Шамардин, В.К. Красноселов, В.А. Массу, Ж.П. Тролля, К. Бертранд, Р. Материалы реакторов на тепловых нейтронах |
| title | Сравнение российских и французских нормативных методик определения радиационного охрупчивания корпусов реакторов с водой под давлением |
| title_alt | Порівняння російських та французьких нормативних методик визначення радіаційного окрихчення корпусів реакторів з водою під тиском Сomparison of russian and french methodology of determination of radiation embrittlement of pressurized-water reactor vessel |
| title_full | Сравнение российских и французских нормативных методик определения радиационного охрупчивания корпусов реакторов с водой под давлением |
| title_fullStr | Сравнение российских и французских нормативных методик определения радиационного охрупчивания корпусов реакторов с водой под давлением |
| title_full_unstemmed | Сравнение российских и французских нормативных методик определения радиационного охрупчивания корпусов реакторов с водой под давлением |
| title_short | Сравнение российских и французских нормативных методик определения радиационного охрупчивания корпусов реакторов с водой под давлением |
| title_sort | сравнение российских и французских нормативных методик определения радиационного охрупчивания корпусов реакторов с водой под давлением |
| topic | Материалы реакторов на тепловых нейтронах |
| topic_facet | Материалы реакторов на тепловых нейтронах |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79544 |
| work_keys_str_mv | AT golovanovvn sravnenierossiiskihifrancuzskihnormativnyhmetodikopredeleniâradiacionnogoohrupčivaniâkorpusovreaktorovsvodoipoddavleniem AT kozlovdv sravnenierossiiskihifrancuzskihnormativnyhmetodikopredeleniâradiacionnogoohrupčivaniâkorpusovreaktorovsvodoipoddavleniem AT prohorovvi sravnenierossiiskihifrancuzskihnormativnyhmetodikopredeleniâradiacionnogoohrupčivaniâkorpusovreaktorovsvodoipoddavleniem AT raeckiivm sravnenierossiiskihifrancuzskihnormativnyhmetodikopredeleniâradiacionnogoohrupčivaniâkorpusovreaktorovsvodoipoddavleniem AT šamardinvk sravnenierossiiskihifrancuzskihnormativnyhmetodikopredeleniâradiacionnogoohrupčivaniâkorpusovreaktorovsvodoipoddavleniem AT krasnoselovva sravnenierossiiskihifrancuzskihnormativnyhmetodikopredeleniâradiacionnogoohrupčivaniâkorpusovreaktorovsvodoipoddavleniem AT massužp sravnenierossiiskihifrancuzskihnormativnyhmetodikopredeleniâradiacionnogoohrupčivaniâkorpusovreaktorovsvodoipoddavleniem AT trollâk sravnenierossiiskihifrancuzskihnormativnyhmetodikopredeleniâradiacionnogoohrupčivaniâkorpusovreaktorovsvodoipoddavleniem AT bertrandr sravnenierossiiskihifrancuzskihnormativnyhmetodikopredeleniâradiacionnogoohrupčivaniâkorpusovreaktorovsvodoipoddavleniem AT golovanovvn porívnânnârosíisʹkihtafrancuzʹkihnormativnihmetodikviznačennâradíacíinogookrihčennâkorpusívreaktorívzvodoûpídtiskom AT kozlovdv porívnânnârosíisʹkihtafrancuzʹkihnormativnihmetodikviznačennâradíacíinogookrihčennâkorpusívreaktorívzvodoûpídtiskom AT prohorovvi porívnânnârosíisʹkihtafrancuzʹkihnormativnihmetodikviznačennâradíacíinogookrihčennâkorpusívreaktorívzvodoûpídtiskom AT raeckiivm porívnânnârosíisʹkihtafrancuzʹkihnormativnihmetodikviznačennâradíacíinogookrihčennâkorpusívreaktorívzvodoûpídtiskom AT šamardinvk porívnânnârosíisʹkihtafrancuzʹkihnormativnihmetodikviznačennâradíacíinogookrihčennâkorpusívreaktorívzvodoûpídtiskom AT krasnoselovva porívnânnârosíisʹkihtafrancuzʹkihnormativnihmetodikviznačennâradíacíinogookrihčennâkorpusívreaktorívzvodoûpídtiskom AT massužp porívnânnârosíisʹkihtafrancuzʹkihnormativnihmetodikviznačennâradíacíinogookrihčennâkorpusívreaktorívzvodoûpídtiskom AT trollâk porívnânnârosíisʹkihtafrancuzʹkihnormativnihmetodikviznačennâradíacíinogookrihčennâkorpusívreaktorívzvodoûpídtiskom AT bertrandr porívnânnârosíisʹkihtafrancuzʹkihnormativnihmetodikviznačennâradíacíinogookrihčennâkorpusívreaktorívzvodoûpídtiskom AT golovanovvn somparisonofrussianandfrenchmethodologyofdeterminationofradiationembrittlementofpressurizedwaterreactorvessel AT kozlovdv somparisonofrussianandfrenchmethodologyofdeterminationofradiationembrittlementofpressurizedwaterreactorvessel AT prohorovvi somparisonofrussianandfrenchmethodologyofdeterminationofradiationembrittlementofpressurizedwaterreactorvessel AT raeckiivm somparisonofrussianandfrenchmethodologyofdeterminationofradiationembrittlementofpressurizedwaterreactorvessel AT šamardinvk somparisonofrussianandfrenchmethodologyofdeterminationofradiationembrittlementofpressurizedwaterreactorvessel AT krasnoselovva somparisonofrussianandfrenchmethodologyofdeterminationofradiationembrittlementofpressurizedwaterreactorvessel AT massužp somparisonofrussianandfrenchmethodologyofdeterminationofradiationembrittlementofpressurizedwaterreactorvessel AT trollâk somparisonofrussianandfrenchmethodologyofdeterminationofradiationembrittlementofpressurizedwaterreactorvessel AT bertrandr somparisonofrussianandfrenchmethodologyofdeterminationofradiationembrittlementofpressurizedwaterreactorvessel |