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

1.5. Методика учета подрастания трещин

Во время эксплуатации ресурс детали определяется интенсивностью процессов повреждения металла. Для большинства случаев эти процессы связаны с ползучестью (когда температура эксплуатации превышает температуру начала термоактивационных процессов), коррозией, усталостью или комбинацией перечисленных факторов. При наличии трещины ресурс определяется скоростью роста трещины. В общем виде скорость роста трещины da/dt зависит от коэффициента интенсивности напряжений

При ползучести чувствительность металла к трещинам не очень высока и при малых размерах трещин время до окончательного разрушения близко времени до разрушения, получаемого при обычных испытаниях гладких образцов на длительную прочность.

В коррозионно-активной среде скорость роста трещины также зависит от однако, для многих пар «металл-среда» существует пороговое значение коэффициента интенсивности напряжений Если то трещина либо не растет, либо растет со скоростью, незначимой для практического применения. С увеличением пластичности стали наблюдается тенденция стремления

При циклическом нагружении зависимость между скоростью роста трещины и размахом коэффициента интенсивности напряжений имеет вид

где N — число циклов нагружения; и m — константы материала; R — коэффициент асимметрии цикла.

Влияние коррозионной среды и температуры испытания (эксплуатации) может быть учтено с помощью коэффициентов и m. Коэффициент асимметрии цикла определяется максимальным Ктах и минимальным значениями коэффициентов интенсивности напряжении в цикле:

В литературе известны также другие зависимости

В методике М-02-91 [18, 19] использована зависимость (26). При этом в расчете не учитывают возможное торможение или ускорение развития трещины вследствие перегрузки или пересечения линий сплавления в сварных швах или наплавках.

Для расчета и выделяют циклы нагружения, как при расчете на сопротивление усталости [17], и для каждого цикла определяют .

Значения определяют с учетом остаточных напряжений, действующих по направлениям главных напряжений от усилий. При этом остаточные напряжения сжатия не учитывают.

Напряжения в расчете кинетики несплошностей принимают равными не более при температуре 20 °С при сохранении размаха напряжений.

Каждый i-й цикл из этой группы циклов нагружения характеризуется максимальным Ктгхи минимальным для заданной точки контура.

Коэффициент асимметрии цикла определяется по формуле

Для циклов нагружения, которые характеризуются значениями R < —1, в расчете принимают R = — 1.

Для i-го цикла нагружения рост несплошности от значения до значения я, рассчитывают по уравнению

где

В табл. 2 приведены значения для нескольких классов стали.

При расчете роста несплошности в деталях из легированных сталей типа 15Х2НМФА и их сварных соединений с учетом контакта несплошности с обессоленной водной средой при температуре до 300 °С значения констант и m выбирают по диаграмме усталостного разрушения, приведенной в методике М-02-91 [18].

Таблица 2. Константы для расчета кинетики трещин при

Если для подобного расчета для сталей типа 15Х2НМФА использовать константы из табл. 2, значение коэффициента Q необходимо увеличить в 10 раз.

Для хромоникелевых коррозионно-стойких сталей типа 08Х18Н10Т, их сварных соединений и наплавок в одной рабочей среде значение коэффициента (см. табл. 2) увеличивают в 2 раза, а при контакте несплошностей в деталях из тех же сталей с обессоленной водной средой кипящих реакторов (водой, паром, пароводяной смесью) коэффициент увеличивают в 10 раз. Допускается использование экспериментально обоснованных диаграмм усталостного разрушения в рабочей среде заданных параметров с учетом механических факторов R и

Влияние нейтронного облучения при расчете несплошностей не учитывается.

Уравнение применимо при

Значение следует рассматривать как пороговое ниже которого скорость роста трещины становится либо равной нулю, либо пренебрежимо малой.

При наличии n типов циклов нестационарного нагружения рост несплошностей рассчитывают для последовательности типовых i-х блоков нагружения, расположенных в порядке возрастания параметра А, где

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление