Акустические и упругие свойства составляющих стенки корпуса реактора ВВЭР-440

О. И. Запорожец, Н. А. Дордиенко, В. А. Михайловский

Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина

Получена: 18.05.2016. Скачать: PDF

С помощью автоматизированной импульсной установки собственной разработки на частотах 10—30 МГц измерены объёмные скорости ($v_{ij}$) ультразвука (УЗ) в различных геометрических направлениях и на различных участках образцов из составляющих архивного фрагмента стенки корпуса реактора ВВЭР-440 (стали 15Х2МФА и 08Х18Н10Т) и корпусной стали 15Х2НМФА реактора ВВЭР-1000, а также плотность образцов ($\rho$). По значениям $v_{ij}$ и $\rho$ изучена акустическая и упругая анизотропия сплавов, их однородность, а также осуществлён текстурный УЗ-анализ двух слоёв наплавленного покрытия стенки корпуса реактора ВВЭР-440. В отличие от образцов из корпусных сталей обоих реакторов, в наплавке из стали 08Х18Н10Т зафиксированы акустическая и упругая неоднородности, анизотропия скоростей УЗ (до 26%) и соответствующих упругих модулей (до 52%), обусловленные наличием в материале чётко выраженной неоднородной текстуры, близкой к аксиальной. По температурным зависимостям продольной скорости УЗ $v_{l}(T)$ в образцах из составляющих стенки корпуса реактора ВВЭР-440 построены зависимости от $T$ упругих модулей $E$, $G$ и $B$ в общем температурном интервале 0—300°C для направления, нормального к поверхности стенки. Зависимости $v_{l}(T)$ и $E(T)$ использованы в предыдущих работах авторов в качестве калибровочных. Отмечается, что основная часть результатов публикуется впервые и их необходимо учитывать при анализе механических свойств корпусов реакторов ВВЭР и при использовании методов их неразрушающего УЗ-контроля.

Ключевые слова: стали 08Х18Н10Т, 15Х2МФА, 15Х2НМФА, объёмные скорости ультразвука, упругие свойства, упругая анизотропия, текстура, неоднородность.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v38/i06/0795.html

PACS: 06.60.Mr, 28.41.Qb, 43.58.+z, 62.20.D-, 81.40.Ef, 81.40.Jj, 81.70.Cv


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Р. К. Мелехов, В. І. Похмурський, Конструкційні матеріали енергетичного обладнання. Властивості, деградація (Київ: Наукова думка: 2003).
  2. O. I. Zaporozhets, A. V. Lichko, V. V. Nemoshkalenko, and A. I. Nosar, Met. Phys. Adv. Tech., 17: 961 (1999).
  3. О. І. Запорожець, М. О. Дордієнко, В. А. Михайловський, В. Б. Молодкін, А. І. Носар, Ю. О. Фролов, А. П. Шпак, Збірник наукових статей за результатами 2004–2006 рр. програми НАН України «Ресурс» (Київ: Інсти-тут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України: 2006), с. 212.
  4. Н. А. Дордиенко, О. И. Запорожец, В. А. Михайловский, В. Б. Молодкин, Металлофиз. новейшие технол., 34, № 7: 949 (2012).
  5. O. I. Zaporozhets, S. A. Kotrechko, N. A. Dordienko, V. A. Mykhailovsky, and A. V. Zatsarnaya, Problems of Atomic Science and Technology, 96, No. 2: 197 (2015).
  6. М. О. Дордієнко, О. І. Запорожець, Р. О. Мазманян, В. А. Михайловський, Ю. О. Фролов, А. П. Шпак, Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конс-трукцій, споруд та машин: Збірник наукових статей за результатами, отриманими у 2007–2009 рр. (Київ: Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України: 2009), с. 299.
  7. D. S. Kuperman and K. J. Reimann, IEEE Transactions on Sonics and Ultra-sonics, SU-27, No. 1: 7 (1980). Crossref
  8. C. M. Sayers, J. Phys. D: Appl. Phys., 15, No. 11: 2157 (1982). Crossref
  9. A. J. Allen, M. T. Hutchings, C. M. Sayers, D. R. Allen, and R. L. Smith, J. Appl. Phys., 54, No. 2: 555 (1983). Crossref
  10. R. B. Thompson, J. F. Smith, S. S. Lee, and G. C. Johnson, Metall. Trans. A, 20: 2431 (1989). Crossref
  11. M. Hirao and N. Hara, Appl. Phys. Lett., 50, No. 20: 1411 (1987). Crossref
  12. E. Holms and D. Beasley, J. Iron Steel Inst., 200: 283 (1962).
  13. J. Lewandowski, Ultrasonics, 24, No. 2: 73 (1986). Crossref
  14. M. Hirao, H. J. Fukuoka, K. Fujisawa, and R. Murayama, Metall. Trans. A, 20: 2385 (1989). Crossref
  15. А. А. Хлыбов, В. Г. Васильев, А. Л. Углов, Заводская лаборатория. Диагно-стика материалов, 73, № 12: 46 (2007).
  16. А. А. Хлыбов, В. Г. Васильев, А. Л. Углов, Атомная энергия, 106, № 1: 31 (2009).
  17. А. А. Хлыбов, А. Л. Углов, Труды Нижегородского государственного тех-нического университета им. Р. Е. Алексеева, № 1: 220 (2013).