vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2020-65-2-153-161vestift-594Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYОценка ресурса труб главного циркуляционного трубопровода АЭС по критерию трещиностойкости с учетом эксплуатационной деградации свойствEstimation of the resource of pipes of the main circulation pipeline of a NPP by the criterion of crack resistance with account of operational degradation of propertieshttps://orcid.org/0000-0001-9074-0878БогдановичА. В.BogdanovichA. V.

Богданович Александр Вальдемарович – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры теоретической и прикладной механики

пр. Независимости, 4–406, 220030, Минск

Alexander V. Bogdanovich – D. Sc. (Engineering), Associate Professor, Professor of the Department of Theoretical and Applied Mechanics

4, room 406, Nezavisimosti Ave., 220030, Minsk

bogal@tut.byБелорусский государственный университетBelarusian State University202007072020652153161Copyright © Богданович А.В., 20202020Богданович А.В.Bogdanovich A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/594

Приводятся результаты экспериментального определения характеристик циклической трещиностойкости образцов из нержавеющей пластичной стали 08Х18Н12Т. Компактные образцы толщиной 20 мм, вырезанные из труб Ду 550ç 30 первого контура главного циркуляционного трубопровода (ГЦТ), исследовались при внецентренном растяжении в исходном состоянии и после 100 тыс. ч эксплуатации в условиях Ново-Воронежской АЭС. С использованием нового инженерного подхода, основанного на измерении утяжки образца и построении диаграммы циклического упругопластического разрушения образца с трещиной в координатах «утяжка – коэффициент интенсивности напряжений, вычисленный с учетом поправки на пластичность», дана расчетная оценка ресурса труб Ду 550ç 30 ГЦТ АЭС из стали 08Х18Н12Т по критерию циклической трещиностойкости с учетом эксплуатационной деградации свойств, вызванной наработкой 100 тыс. ч. Определен ресурс (живучесть), выраженный в количестве циклов изменения внутреннего давления, для трубы с наиболее опасными дефектами (поверхностная полуэллиптическая трещина и комбинированный дефект «питтинг + трещина»). Выполнен анализ влияния уровня начальной поврежденности и вида опасного дефекта на живучесть труб. Полученные результаты могут использоваться для анализа поврежденности и прогнозирования ресурса труб из пластичных металлов и сплавов в системах охлаждения реакторов, а также магистральных трубопроводов транспорта углеводородов.

The results of an experimental determination of the characteristics of cyclic crack growth resistance of specimens made of stainless steel 08Kh18N12T are given. Compact samples 20 mm thick cut from Du 550–30 pipes of the primary circuit of the main circulation pipeline (MCР) were studied under eccentric tension in the initial state and after 100 thousand hours of operation in the conditions of the Novo-Voronezh NPP. Using a new engineering approach based on measuring the specimen tightening and constructing a cyclic elastoplastic fracture diagram for a specimen with a crack in the coordinates “tightening – the stress intensity factor, calculated taking into account the plasticity correction”, a calculated life estimation is given for the pipe of Du 550–30 MCР NPP, made of 08Kh18N12T steel, according to the criterion of cyclic crack growth resistance, taking into account operational degradation of properties caused by the running time of 100 thousand hours. The life (survivability), expressed in a number of cycles of change in internal pressure, for a pipe with the most dangerous defects (surface semi-elliptical crack and combined defect “pitting + crack”) is determined. An analysis of the influence of the level of initial damage and the type of hazardous defect on the survivability of the pipes is made. The results can be used to analyze damage and predict the life of pipes made of ductile metals and alloys, in cooling systems of reactors, as well as main pipelines of hydrocarbon transport.

трубопроводтрещиностойкостьресурсдлительная эксплуатациякоэффициент интенсивности напряженийутяжкаскорость роста трещиныpipelinecrack resistancelifelong-term operationstress intensity factortighteningcrack growth rateReferencesАркадов, Г.В. Надежность оборудования и трубопроводов АЭС и оптимизация их жизненного цикла (вероятностные методы) / Г.В. Аркадов, А.Ф. Гетман, А. Н. Родионов. – М.: Энергоатомиздат, 2010. – 424 с.Arkadov G. V., Getman А. F., Rodionov А. N. Reliability of NPP Equipment and Pipelines and Optimization of their Life Cycle (Probabilistic Methods)]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1987. 424 p. (in Russian).Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. – М.: Металлургия, 1989. – 525 с.Standards for Calculating the Strength of Equipment and Pipelines of Nuclear Power Plants. Moscow, Metallurgia Publ., 1989. 525 p. (in Russian).Сосновский, Л.А. Живучесть линейной части нефтепровода / Л.А. Сосновский, А. В. Богданович, А.М. Бордовский. – Гомель: НПО «ТРИБОФАТИКА», 2004. – 112 с.Sosnovskii L. A., Bogdanovich A. V., Bordovskii A. M. The Survivability of the Linear Part of the Pipeline. Gomel, S&P Group “Tribo-Fatigue”, 2004. 112 p. (in Russian).Комплексное экспериментальное исследование свойств стали 08Х18Н12Т в связи с длительной эксплуатацией ГЦТ АЭС / Л.А. Сосновский [и др.] // Вес. Акад. навук БССР. Сер. фiз.-тэхн. навук. – 1991. – №1. – С. 42–52.Sosnovskii L. A., Hamaza L. A., Getman A. F., Babich N. K., Bogdanovich A. V. A comprehensive experimental study of the properties of 08Kh18N12T steel in connection with the long-term operation of the MCP of NPP. Vestsi Akademii navuk BSSR. Seryya fizika-technichnych navuk [Proceedings of the Academy of Sciences of BSSR. Physical-technical series], 1991, no. 1, pp. 42–52 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.