Главная > Разное > Концепция безопасности «течь перед разрушением» для сосудов и трубопроводов давления АЭС
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

2.2. Оценка фактического состояния металла ГЦТ

Главные циркуляционные трубопроводы Ду 500 ВВЭР-440 изготовлены из стали 08Х18Н12Т. Трубы размером 560x33,5 мм поставляли заводом «Баррикада» по техническим условиям ТУ477-01-171-71; изготавливали методом прошивки кованой заготовки и последующей горячей прокатки на пилькерстане.

Рис. 45. НВАЭС. Блок III. Петля № 6

Трубы поставляются после термической обработки, состоящей из аустенизации при температуре 1150 °С с охлаждением в воде и последующего отпуска при 850 °С в течение 2 ч. Охлаждение после отпуска также проводили в воде.

Трубные блоки изготавливали на Подольском машиностроительном заводе им. С. Орджоникидзе, требования к качеству изготовления блоков регламентированы ТУ 108-769-78, на поставку 179-ВТУ-016.

Рис. 46. Трубопровод уравнительный правый НВАЭС. Блок III

Сборку и сварку выполняли в соответствии с требованием чертежей и основных положений по сварке ОП1513-72.

Представление об уровне и стабильности химического состава, механических свойств и микроструктуре металла трубопроводов Ду 500 по сертификатным данным дает табл. 12.

Анализ данных по химическому составу и механическим свойствам показывает, что они соответствуют требованиям ТУ 477-01-171-71.

Рис. 47. Трубопровод уравнительный левый. НВАЭС. Блок III

Некоторые незначительные отклонения по С, Mn и Cr в одной из плавок, не должны сказаться отрицательно на служебных характеристиках стали, так как во всех плавках отношение Сr к Ni значительно ниже 1,8. По ТУ 477-01-171-71 содержание Ti должно быть в пределах 0,4—0,6. В данном случае в некоторых плавках оно превышено. Соотношение Ti/C должно быть минимальным, вместе с тем при Ti < 0,5 < С сталь недостаточно стабилизирована и склонна к МКК.

Рис. 48. Рачетная схема петли № 1: 1 — трубопровод питательной воды; 2 — паропровод; 3 — уравнительный трубопровод правый; 4 — горячая нитка ГЦТ; 5 — реактор; 6 — холодная нитка ГЦТ; 7 — ГЦН; 8 — парогенератор; 9 — уравнительный трубопровод левый

Таблица 1 1. Длины отдельных частей трубопровода

Таблица 12. Механические свойства основного металла главных циркуляционных трубопроводов Ду 500 из стали 0Х18Н12Т

(см. скан)

Продолжение табл. 12

(см. скан)

Продолжение табл. 12

(см. скан)

(см. скан)

Рис. 49. НВАЭС. Блок III. Петля № 1.

Рис. 50. Изменение свойств стали 08Х18Н12Т при различном содержении углерода

Избыток титана, особенно в крупнозернистом металле, снижает механические свойства, его пластичность в сложнонапряженном состоянии. В нашем случае часть плавок имеют соотношение Ti/C больше 7,5, что приводит к образованию избыточных высокодисперсных фаз и некоторому снижению пластических свойств металла.

Механические свойства исследованных плавок имеют разброс. В табл. 12 показаны минимальные и максимальные значения мехнических свойств: имеет разброс до до до до при 300 °С до 31%.

Неоднородность пластических характеристик и ударной вязкости связаны с разнозернистостью аустенитного зерна, некоторой загрязненностью металла неметаллическими включениями. На рис. 50 показано изменение свойств стали 08Х18Н12Т при различном содержании углерода. Предел прочности и текучести практически не меняется при массовом содержании С от 0,05 до 0,08%, удлинение и ударная вязкость меняются незначительно, однако, при содержании С 0,07% на кривых имеется перегиб и снижение 6 и KCV. Изменение предела прочности, ударной вязкости от содержания Ti в стали исследованных плавок показано на рис. 51. Предел прочности практически не меняется при содержании Ti от 0,35 до 0,65%, ударная вязкость падает начиная с 0,58% содержания Ti приблизительно на 10—15%.

Трубопроводы компенсации объема изготовлены также из стали 08Х18Н12Т. Трубы размером 245x18 мм и отводы поставляются Подольским машиностроительным заводом им. С. Орджоникидзе по техническим условиям 242-60 (в настоящее время ТУ 14-3-197-73) в аустенизированном и правленом состоянии.

Рис. 51. Изменение предела прочности и ударной вязкости стали 08Х18Н12Т при температуре 20 °С и различном содержании Ti

Монтаж трубопроводов осуществлялся в соответствии с проектом, разработанным СССР Теплоэлектропроектом г. Москвы.

Химический состав и механические свойства труб из стали 08Х18Н12Т по техническим условиям ТУ 14-3-197-73 приведены в табл. 13 и 14.

Анализ химического состава 96 плавок металла трубопроводов компенсации объема КолАЭС показал, что содержание Сг, Si, S и Р находится в пределах требований технических условий. Отмечается превышение содержания углерода в четырех плавках, из которых изготовлены штампованные колена Ду 225, в этих же плавках отмечается повышенное содержание Mn (1,53—1,81%) по сравнению с требованием ТУ (не более 1,5%). В ряде плавок содержание Ni находится ниже технических требований. Однако соотношение эквивалентов Сг и Ni во всех анализируемых плавках составляли 1,3—1,62 (ниже 1,8). Все анализируемые плавки имеют стабильную аустенитную структуру.

Анализ механических свойств металла труб показал, что некоторые элементы имеют прочностные характеристики ниже требований ТУ примерно на что учитывали при расчете прочности и трещиностойкости.

В табл. 15—18 и на гистограммах (рис. 52—55) показано распределение значений предела текучести ПРИ комнатной температуре и 350 °С. Видно, что максимальный разброс наблюдается у отводов при 350 °С и составляет 4,65. Это еще раз подтверждает влияние технологии изготовления на формирование структуры, а, следовательно, и свойств элементов трубопроводов из стали 08Х18Н10Т.

Таблица 13. Требования ТУ 14-3-197-71 на химический состав металла труб из стали ОХ18Н10Т и ОХ18Н12Т

Таблица 14. Требования ТУ 14-3-197-71 на механические свойства металла труб из стали ОХ18Н10Т и ОХ18Н12Т

Таблица 15. Распределение значении прямых участков труб 024518 трубопроводов компенсации объема

Таблица 16.

Таблица 17. Распределение значений прямых участков труб трубопроводов компенсации объема

Таблица 18. Распределение значений прямых участков труб трубопроводов компенсации объема

С помощью полученных результатов можно сделать вывод, что практически все трубы и элементы трубопроводов Ду 500 и системы компенсации объема удовлетворяют требованиям технических условий. Некоторое различие прочностных характеристик прямых участков труб и штампованных элементов (в частности колен, тройников и переходов) можно объяснить размером зерна полуфабриката. Как правило, в штампованных элементах размер зерна составляет 3—4 балл., в трубах — 7—9 балл. При различных термических обработках (нагрев под деформацию, окончательная термообработка и др.) происходит процесс выделения вторичных фаз. Этот процесс более резко протекает в мелкозернистом материале, особенно при большом значении отношения Ti/C. Низкая скорость выделения вторичных фаз в крупнозернистом материале, увеличение расстояния между частицами соответствует развитию неоднородности деформации, что в итоге приводит к снижению прочности.

Сварные соединения главного циркуляционного трубопровода Ду 500 изготовлены как на заводе, так и на монтажной площадке.

Рис. 52. Распределение значений прямых участков труб компенсации объема

Рис. 53. Распределение значений прямых участков труб компенсации объема

Рис. 54. Распределение значений отводов трубопроводов компенсации объема

Рис. 55. Распределение значений отводов трубопроводов компенсации объема

Заводские сварные швы (рис. 56) выполняли комбинированной сваркой. Корень шва выполнялся аргонодуговой сваркой с присадочным материалом Св-04Х19Н11М3 диаметром 4 мм по ГОСТ 2246-70 сертификат 5507/18 (табл. 19).

Последующие швы выполнялись ручной электродуговой сваркой покрытыми электродами ЭА-400/10У, партия 814 (табл. 20).

При монтаже трубопроводов Ду 500 также применялась комбинированная сварка. Корень шва выполнялся автоматической сваркой с проволокой Св-04Х13Д11М3 диаметром 1,6 мм, остальные слои сварного шва — ручной дуговой сваркой.

Рис. 56. Разделка и сварка поперечного однородного сварного шва ГЦТ

Таблица 19. Химический состав проволоки Св-04Х19Н11М3 сертификат № 5507/18

Таблица 20. Свойства электродов партии

Таблица 21. Механические свойства и химический состав партии 578

Таблица 22. Механические свойства и химический состав партии № 700

Таблица 23. Механические свойства и химический состав партии № 913

Рис. 57. Композитный шов патрубка Ду 500 волокон Св-04Х18Н11М3 - сертификаты № 9215/18 () и № 4207 ().

Рис. 58. Композитный шов приварки Ду 200 к КО

При ручной электродуговой сварке покрытыми электродами применялись электроды (табл. 21—23), которые поставлялись Московским опытно-сварочным заводом и Ижевским металлургическим заводом. Содержание феррита в них 4—5%, результаты испытаний по МКК отвечают требованиям ГОСТ 6032-84.

Широко была применена также автоматическая аргонодуговая сварка проволокой Св-04Х19Н11М3.

Образцы-свидетели варили толщиной 33,5 мм и показали полный провар наплавленного металла с основным, отсутствие несплавлений, трещин и шлаковых включений.

Разделка композитных швов приварки ГЦТ к корпусу реактора показана на рис. 57, а дыхательного трубопровода Ду 200 к КО - на рис. 58.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление