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

Abstract

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.

Evaluation of load-carrying capacity of critical welded piping elements based on the results of technical diagnostics of their state is an important stage of a package of measures to confirm their operability and remaining safe operating life. In particular, in the case of detection of various defects of material discontinuity, it is necessary to perform static strength analysis of the piping and analysis of its strength factor correspondence to design requirements. If it is confirmed that the detected defects only slightly lower the piping load-carrying capacity, it can be allowed to operate in precised modes of force and corrosion impact. It is proposed to apply ductile fracture criterion based on multidimensional finite-element analysis of elastoplastic strain development. Admissibility of crack-like defects is substantiated by brittle-ductile fracture criteria. The case of an aluminium piping element of WWR-M research reactor primary circuit with detected multiple discontinuities of the weld (gas pores, nonmetallic inclusions) was used to show the sequence and main principles of analysis of defective piping load-carrying capacity. Community of the proposed methodological approaches allows their application at confirmation of operability of critical piping and pressure vessels from aluminium alloys and high-strength steels.