Automatic Welding, 2015, №01



2015 №01 (07)

2015 №01 (01)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 1, 2015, с. 54-59
 

Оценка работоспособности трубопровода первого контура реактора ВВР-М с дефектами сварных соединений

О.В. Махненко, А.С. Миленин, Г.Ю. Сапрыкина

ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины. 03680, Киев-150, ул. Боженко, 11. Е-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Оценка несущей способности ответственных сварных трубопроводых элементов на основе результатов технической диагностики их состояния является важным этапом комплекса мероприятий по подтверждению их работоспособности и ресурса безопасной эксплуатации. В частности, в случае обнаружения различных дефектов несплошности материала необходимым является проведение расчетов на статическую прочность трубопровода и анализ соответствия его коэффициента прочности конструктивным требованиям. При подтверждении, что выявленная дефектность несущественно снижает несущую способность трубопровода, он может быть допущен в эксплуатацию при уточненных режимах силового и коррозионного воздействия. Предложено использовать критерии вязкого разрушения на основе многомерного конечно-элементного анализа развития упругопластических деформаций. Допустимость трещинообразных дефектов обосновывается критериями хрупковязкого разрушения. На примере алюминиевого трубопроводного элемента первого контура исследовательского реактора ВВР-М с обнаруженными множественными несплошностями сварного шва (газовыми порами, неметаллическими включениями) показаны порядок и основные принципы анализа несущей способности дефектного трубопровода. Общность предложенных методологических подходов позволяет использовать их при подтверждении работоспособности ответственных трубопроводов и сосудов давления из алюминиевых сплавов и высокопрочных сталей. Библиогр. 14, табл. 1, рис. 7.
 
Ключевые слова: алюминиевый трубопровод, допустимость дефектов, математическое моделирование, хрупковязкое разрушение, напряженно-деформированное состояние, численная оценка, несущая способность
 
Поступила в редакцию 20.10.2014
Подписано в печать 24.12.2014
 
1. ПНАЭ Г-7-023–90.Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения алюминиевых сплавов. Правила контроля. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 30 с.
2. ПНАЭ Г-7-010–89. Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения и наплавки. Правила контроля. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 129 с.
3. ПНАЭ Г-7-002–86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 118 с.
4. Махненко В.И. Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций. – Киев: Наук. думка, 1976. – 320 с.
5. Numerical methods for the prediction of welding stresses and distortions / V.I. Makhnenko, E.A. Velikoivanenko, V.E. Pochinok et al., 1999. – Vol. 13. – 148 p. – (Welding and Surfacing Reviews).
6. Расчетно-экспериментальное исследование сварочных напряжений в зоне кольцевых стыков трубопроводов ДУ-300 КМПЦ ЧАЭС-3 / В.И. Махненко, О.Г. Касаткин, Е.А. Великоиваненко, В.М. Шекера // Проблемы материаловедения при проектировании, изготовлении и эксплуатации оборудования АЭС : Сб. тр. V Междунар. конф., г. Пушкин, Россия, 1998. – СПб: ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», 1998. – Т.2. – С. 53–66.
7. Махненко В.И. Проблемы экспертизы современных сварных конструкций ответственного назначения // Автомат. сварка. – 2013. – № 5. – С. 22–29.
8. Карзов Г.П., Марголин Б.З., Швецова В.А. Физико-механическое моделирование процессов разрушения. – СПб.: Политехника, 1993. – 391 с.
9. Методические рекомендации МР-125-01–90. Расчет коэффициентов интенсивности напряжений и коэффициентов ослабления сечений для дефектов в сварных соединениях. – Киев, 1990. – 55 с.
10. Использование данных неразрушающего контроля в расчетах на прочность / Ю.И. Звездин, Е.Ю. Ривкин, Г.С. Васильченко, А.А. Овчинников // Тяжелое машиностроение. – 1990. – № 3. – С. 12–14.
11. Методические рекомендации МР-125-02–95. Правила составления расчетных схем и определения параметров нагруженности элементов конструкций с выявленными дефектами. – М.: НПО ЦНИИТМАШ, 1995. – 52 с.
12. Овчинников А.В., Зубченко А.С. Интерполяционные формулы расчета коэффициентов интенсивности напряжений для сосудов давления и трубопроводов // Вопр. атомной науки и техники. Сер.: Обеспечение безопасности АЭС. Вып. 27: Реакторные установки с ВВЭР. Вопросы прочности. – 2010. – С. 58–70.
13. Assessment of the integrity of structure containing defects / L. Milne, R.A. Ainsworth, A.R. Dowling, A.T. Stewart // International Journal of Pressure Vessels and Piping. – 1988. – 32, № 1–4. – P. 3–104.
14. Махненко В.И. Ресурс безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. – Киев: Наук. думка, 2006. – 618 с.