Mathematical modeling of residual stresses in WWER-1000 elements after heat treatment

Abstract

Визначення залишкового ресурсу та продовження терміну безпечної експлуатації внутрішньокорпусних пристроїв енергоблоків ВВЕР-1000 на понадпроектний період до 60 років є важливою науково-технічною задачею атомної енергетики України. У процесі тривалої експлуатації елементи внутрішньокорпусних пристроїв -вигородка та шахта внутрішньокорпусна -піддаються інтенсивному впливу ушкоджуючої радіаційної дози, що викликає процеси радіаційного окрихчення, розпухання і повзучості в матеріалі (аустенітна сталь 08Х18Н10Т). Врахування технологічних залишкових напружень після зварювання і наступної термообробки необхідно при розрахунковому обґрунтуванні ресурсу безпечної експлуатації елементів внутрішньокорпусних пристроїв. В роботі за допомогою математичного моделювання отримані розподіли залишкових напружень в об'ємі вигородки і шахти внутрішньокорпусної після електрошлакового зварювання й поля їх перерозподілу після технологічного процесу післязварювальної термообробки по режиму аустенізації. Визначено, що залишкові зварювальні напруження в процесі аустенізації в значній мірі релаксують, однак, у вигородці, яка має складну геометрію зі змінною товщиною стінки і охолоджуючими каналами, за рахунок виникнення в процесі аустенізації при охолодженні істотного градієнта температур утворюються високі залишкові напруження, які необхідно враховувати при визначенні ресурсу внутрішньокорпусних пристроїв ВВЕР-1000. Бібліогр. 8, рис. 8

Influence of the heat transfer coefficient on the level of residual stress after heat treatment of the VVER-1000 reactor baffle

“…Отримані результати математичного моделювання напруженого стану показали, що локальний високотемпературний нагрів при ЕШЗ і подальше охолодження призводить до утворення в розглянутих елементах ВКП високих залишкових напружень розтягу до 230 МПа в осьовому напрямку в зоні зварного шва, тобто до межі текучості матеріалу, а в радіальному і окружному напрямках внаслідок рівномірності зварювального нагріву по товщині при ЕШЗ до більш низького рівня залишкових напружень до 50 МПа [11].…”