Фізично обґрунтований критерій визначення критичної температури крихкости за випробувань на ударну в’язкість реакторних криць і їхніх зварних швів

С. Котречко$^{1}$, В. Ревка$^{2}$, К. Сорока$^{1}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Інститут ядерних досліджень НАН України, просп. Науки, 47, 03680 Київ, Україна

Отримано: 10.08.2023; остаточний варіант - 22.08.2023. Завантажити: PDF

Спираючись на уявлення щодо фізичної природи крихкости та пластичности металу запропоновано критерій визначення критичної температури крихкости за випробувань на ударну в’язкість. Показано, що в першому наближенні критерій сталости величини локальної пластичної деформації в околі концентратора напружень може використовуватися для кориґування порогового рівня ударної в’язкости $KCV_{th}$ в залежності від величини границі плинности $\sigma_{0.2}$ металу. Одержано наближену аналітичну залежність рівня $KCV_{th}$ від величини $\sigma_{0.2}$ корпусного металу для реакторів ВВЕР-1000. Теоретично обґрунтовано, що пороговий рівень $KCV_{th}$ ударної в’язкости не є однозначною функцією величини $\sigma_{0.2}$. На рівень $KCV_{th}$ додатковий вплив має здатність металу чинити опір крихкому руйнуванню в умовах концентрації напружень. Одержано наближену залежність, яка уможливлює прогнозувати рівень $KCV_{th}$ з урахуванням міцности металу $\sigma_{0.2}$. В інтервалі значень $\sigma_{0.2}$ = 400–690 МПа ця залежність узгоджується з пороговими значеннями, яких наведено в стандарті ПНАЕ Г-7-002-86.

Ключові слова: критична температура крихкости, пороговий рівень ударної в’язкости, радіяційне окрихчення, тест за Шарпі, реакторні криці.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i08/1015.html

PACS: 46.50.+a, 62.20.fk, 62.20.fq, 62.20.mj, 62.20.mm, 62.20.mt, 81.40.Np


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. Standard Practice for Design of Surveillance Programs for Light-Water Moderated Nuclear Power Reactor Vessels, ASTM E185-16 (2016).
  2. K. Wallin, Innovative Approaches to Irradiation Damage and Fracture Analysis, ASME Pressure Vessels and Piping Conference-JSME Co-sponsorship (July 23–27, 1989, Honolulu, Hawaii).
  3. B. Tanguy, J. Besson, R. Piques, and A. Pineau, Engng. Fract. Mech., 72: 49 (2005). Crossref
  4. Normy Raschyota na Prochnost Oborudovaniya i Truboprovodov Atomnykh Ehnergeticheskih Ustanovok [Standards for Strength Calculation of Equipment and Pipelines of Nuclear Power Plants], PNAE G-7-002-86 (in Russian).
  5. S. A. Kotrechko and Yu. Ya. Meshkov, Problemy Prochnosti, No. 4: 352 (2001) (in Russian).
  6. S. A. Kotrechko, Yu. N. Podrezov, I. N. Maksimchuk, and A. V. Kranikov, Mekhanicheskoe Razrushenie Materialov [Mechanical Failure of Materials]. Inorganic Materials Science (Eds. G. G. Gnesin and V. V. Skorohod) (Kiev: Naukova Dumka: 2007), vol. 1 (in Russian).
  7. S. A. Kotrechko, Yu. Ya. Meshkov, and G. S. Mettus, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 12, No. 6: 3 (1990) (in Russian).
  8. S. A. Kotrechko and Yu. Ya. Meshkov, Ukr. Phys. J., 36, No. 7: 1087 (1991) (in Russian).
  9. S. A. Kotrechko, Yu. Ya. Meshkov, G. S. Mettus, and D. I. Nikonenko, Problemy Prochnosti, No. 1: 72 (2000).
  10. S. A. Kotrechko and Yu. Ya. Meshkov, Problemy Prochnosti, No. 2: 55 (2009) (in Russian).
  11. S. A. Kotrechko and Yu. Ya. Meshkov, Predelnaya Prochnost. Kristally, Metally, Konstruktsii [Ultimate Strength. Crystals, Metals, Structures] (Kiev: Naukova Dumka: 2008) (in Russian).
  12. Materialy Metalevi. Vyprobuvannya na Udarnyi Vygyn za Charpi. Chastyna 1. Metody Vyprobuvannya [Metallic Materials. Charpy Impact Bending Test. Part 1. Test Method], DSTU EN 10045-1:2006 (in Ukrainian).
  13. S. Kotrechko, B. Strnadel, and I. Dlouhy, Appl. Fract. Mech., 47: 171 (2007). Crossref
  14. Inzhenernaya, Nauchnaya i Tekhnicheskaya Podderzhka. Metodika Opredeleniya Radiatsionnogo Okhrupchivaniya Metalla Korpusov Reaktorov i Srokov Vygruzki Obraztsov-Svideteley po Rezultatam Ikh Ispytaniy, [Engineering, Scientific and Technical Support. Method for Determining the Radiation Embrittlement of The Metal of Reactor Vessels and The Timing of Unloading Witness Samples Based on The Results of Their Tests], SOU NAEK 087:2015 (in Russian).
  15. F. J. Zerilli, and R. W. Armstrong, J. Appl. Phys., 65, No. 5: 1816 (1987). Crossref
  16. V. D. Yaroshevich and D. G. Ryvkina, Fiz. Met. Metalloved., 31, Iss. 6: 1293 (1971) (in Russian).