кандидат технических наук, заместитель директора
Cand. Sci. (Eng.), Deputy Director of VNIIAES-STD, Director of the Department of NPP Resource Management
кандидат технических наук, руководитель департамента прочностной надежности оборудования и трубопроводов АЭС
Cand. Sci. (Eng.), Head of the Department of Strength Reliability of NPP Equipment and Pipelines
доктор технических наук, профессор, руководитель проекта
Dr. Sci. (Engn.), Professor, Project Manager
кандидат технических наук, руководитель направления по риск-анализу технического состояния оборудования и трубопроводов АЭС
Cand. Sci. (Eng.), Cand. Sci. (Eng.), Head of Risk Analysis of Technical Condition of NPP Equipment and Pipelines
кандидат технических наук, начальник отдела новой техники
Cand. Sci. (Eng.), Head of the Department of New Technology
заместитель генерального директора по развитию
Deputy General Director for Development
генеральный директор
General Director
Цель исследования – показать существенное влияние учета фактических значений остаточных напряжений на прочность и ресурс безопасной эксплуатации объектов атомной энергетики. Для определения прочности и ресурса использовались общепринятые подходы физики прочности и механики разрушения. Исследована степень влияния остаточных напряжений на прочность и ресурс элементов трубопроводов в случае циклически действующей нагрузки, при статической нагрузке, когда есть опасность хрупкого разрушения, и в случае коррозионного воздействия. Объектами исследования являлись трубопроводы атомных электростанций. Отмечено, что современное состояние науки и техники позволило создать методику неразрушающего контроля механических напряжений, действующих в металлоконструкциях, основанную на использовании метода акустоупругости. В настоящее время на базе этого метода разработана и аттестована для применения в области использования атомной энергии методика выполнения измерений остаточных сварочных и монтажных напряжений в трубопроводах. Методика измерений предусматривает определение мембранных и изгибных напряжений в кольцевых сечениях, расположенных на прямолинейных участках трубопроводов. Значения напряжений в конструктивных элементах трубопроводов и остаточных сварочных напряжений в наплавленном металле сварных соединений определяются с применением соотношений, основанных на использовании принципе уравновешивания. Показана актуальность введения в порядок контроля технического состояния трубопроводов и оборудования атомных электростанций процедуры определения фактического уровня остаточных напряжений, позволяющей существенно повысить достоверность оценки их прочности и ресурса. Обосновано, что для реализации процедуры определения фактического уровня остаточных напряжений необходимо использовать систему неразрушающего контроля остаточных сварочных и монтажных напряжений с использованием метода акустоупругости, основанную на методике измерений, позволяющей определять фактические значения остаточных напряжений с установленными характеристиками погрешности.
The objective of the study is to show the significant impact of taking into account the actual values of residual stresses on the strength and resource of safe operation of nuclear power facilities. Generally accepted approaches of strength physics and fracture mechanics were used to determine strength and service life. The degree of influence of residual stresses on the strength and service life of pipeline elements in the case of a cyclically acting load, under static load, when there is a danger of brittle fracture, and in the case of corrosion is investigated. The objects of the study were pipelines of nuclear power plants. It is noted that the current state of science and technology has made it possible to create a technique for non-destructive testing of mechanical stresses acting in metal structures based on the use of the acoustoelasticity method. Currently, on the basis of this method, a method for measuring residual welding and installation stresses in pipelines has been developed and certified for use in the field of atomic energy use. The measurement technique provides for the determination of membrane and bending stresses in annular sections located on rectilinear sections of pipelines. The values of stresses in the structural elements of pipelines and residual welding stresses in the deposited metal of welded joints are determined using ratios based on the use of the balancing principle. The relevance of introducing into the procedure for monitoring the technical condition of pipelines and equipment of nuclear power plants the procedure for determining the actual level of residual stresses, which significantly increases the reliability of the assessment of their strength and service life, is shown. It is proved that in order to implement the procedure for determining the actual level of residual stresses, it is necessary to use a non-destructive testing system for residual welding and installation stresses using the acoustoelasticity method based on a measurement technique that allows determining the actual values of residual stresses with established error characteristics.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.