Об актуальности контроля остаточных напряжений и их снижения

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.

1. Никитина Н.Е. Акустоупругость. Опыт практического применения. Нижний Новгород: ТАЛАМ, 2005. 208 с. Режим доступа: http://vibro.donntu.ru/books/700.html?lang=ru (дата обращения 10.01.2024).

2. Камышев А.В., Миронов Н.А., Пасманик Л.А., Модестов В.С., Пивков А.В. Метод расчетно-инструментальной оценки напряженно-деформированного состояния элементов трубопроводов с использованием силовых граничных условий. Контроль. Диагностика. 2015;9:45–51. https://doi.org/10.14489/td.2015.09.pp.045-051

3. Камышев А.В., Пасманик Л.А., Смирнов В.А., Модестов В.С., Пивков А.В. Расчетно-инструментальный метод оценки напряженно-деформированного состояния с определением силовых граничных условий методом акустоупругости и его применение для анализа повреждаемости сварного соединения №111 парогенераторов АЭС с РУ ВВЭР. Тяжелое машиностроение. 2016;1-2:11-18. Режим доступа: https://cniitmash.com/tm/arxiv/2016/01-02-2016.html (дата обращения 10.01.2024).

4. Махутов Н.А., Пасманик Л.А., Камышев А.В. Метод акустоупругости для оценки напряженно-деформированного состояния и безопасности элементов трубопроводных систем. Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2018;1:19–29. Режим доступа: http://lamb.viniti.ru/sid2/sid2free?sid2=J1640152X (дата обращения 10.01.2024).

5. Камышев А.В., Данилов А.В., Пасманик Л.А. [и др.] Применение метода акустоупругости для определения остаточных сварочных напряжений в сварных соединениях. В мире неразрушающего контроля. 2020;23(3):10–17. https://doi.org/10.12737/1609-3178-2020-10-17

6. Камышев А.В., Пасманик Л.А., Ровинский В.Д., Гетман А.Ф., Губа С.В. Способ определения остаточных напряжений в металле шва сварных соединений трубопроводов (варианты). Патент RU 2711082 C1 Российская Федерация, МПК G01N 29/07 (2006.01). № 2019110165/28. Заявлен: 05.04.2019. Опубликован: 15.01.2020. 6 с. Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU2711082C1_20200115 (дата обращения 10.01.2024).

7. Гетман А.Ф. Теории и технологии обеспечения прочности технических объектов. Санкт-Петербург: Нестор-История, 2019. 629 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01010147510 (дата обращения 10.01.2024).

8. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. Москва: Машиностроение, 1981. 272 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01001044626 (дата обращения: 10.01.2024).