ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.10.2024
Просмотров: 63
Скачиваний: 0
щиной стенки 1,5 мм облучали в интегральном потоке (14-70) X Х1019 нейтрон/см2. Изменение интегрального потока в указанных пределах не оказало влияния на сопротивление разрушению.
Из табл. 6.8 следует, что облучение повышает сопротивле-
Т а б л и ц а 6.8
Влияние облучения на разрушающие напряжения |
|
|||||||
для различной температуры (°С) труб из циркалоя-2 |
|
|||||||
|
со сквозным надрезом |
длиной |
12,7 мм |
|
|
|||
Содержание |
|
|
Разрушающее напряжение, кгс/мм* |
|
||||
Характеристика |
|
|
|
|
|
|
|
|
водорода, |
образцов |
20 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
% |
|
|||||||
0,002 |
Необлученные |
41 |
40 |
37 |
33 |
29 |
27 |
23 |
|
Облученные |
41 |
40 |
39 |
36 |
34 |
33 |
30 |
0,025 |
Необлученные |
30 |
35 |
37 |
33 |
29 |
27 |
23 |
|
Облученные |
16 |
20 |
34 |
36 |
34 |
33 |
30 |
0,04 |
Необлученные |
22 |
27 |
35 |
33 |
29 |
27 |
23 |
|
Облученные |
13 |
13 |
14 |
20 |
34 |
33 |
30 |
ние разрушению ненаводороженных труб. Разрушающие напря жения для наводороженных труб под действием облучения понижаются в области 20—200° С, а при более высокой темпе ратуре совпадают с соответствующими значениями для ненаво дороженных труб.
Б. Уоткинсом [181) подведены некоторые итоги изучения сопротивления разрушению труб реактора SGHWR. В этом реакторе были использованы трубы из холоднодеформированного па 30% циркалоя-2 с внутренним диаметром 128+0,25 мм, толщиной 4,7 мм, длиной 4660 мм, нагруженные до напряжения И кгс/мм2
|
|
|
|
Т а б л и ц а 6.9 |
Критическая длина трещины для труб из циркалоя-2 |
||||
|
|
Критическая длина трещины, мм |
||
s Ориентация] |
Температура, °С |
0,0025% |
0,02% |
0,03% |
гидридов |
||||
|
|
н, |
Н, |
н, |
Кольцевая |
40 |
118 |
56 |
43 |
|
100 |
117 |
76 |
58 |
|
200 |
112 |
102 |
76 |
Радиальная |
300 |
105 |
105 |
102 |
20 |
76 |
12 |
12 |
|
|
300 |
102 |
102 |
102 |
142
В табл. 6.9 приведены значения критической длины трещины в трубах при различной ориентации гидридов и напряжении 11 кгс/мм2'. В работе [138] исследовали сопротивление разру шению труб из сплава Zr — 2,5% Nb при нагружении внутрен ним давлением при комнатной температуре. Основные резуль таты испытаний приведены в табл. 6.10. Объем полученных данных недостаточен, кроме того наблюдается разброс данных, однако некоторые выводы все же можно сделать.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
6.10 |
|
Критическая длина трещины в трибах из сплава |
|
||||
|
|
|
Zr — 2,5% Nb |
|
|
|
|
|
Состояние материала |
Кольцевое напряже |
Критическая длина |
||
|
|
ние, кгс/мм2 |
трещины, |
мм |
||
+ |
Закалка + |
холодная |
деформация + |
13,6 |
52 |
|
отжиг |
|
|
14,2 |
38 |
|
|
|
|
|
|
15,2 |
27—35 |
|
|
|
|
|
17,0 |
27 |
|
|
|
|
|
17,4 |
23 |
|
|
|
|
|
18,0 |
24 |
|
|
|
|
|
18,3 |
31 |
|
|
|
|
|
19,0 |
32 |
|
|
Холодная деформация |
на 30% |
23,1 |
22 |
|
|
|
39,5 |
17,0 |
|
|||
|
Холодная деформация на 30% -(-на- |
11,6 |
77 |
|
||
водороживание |
на 30% -(-об- |
14,3 |
66 |
|
||
|
Холодная деформация |
12,9 |
38 |
|
||
лучение |
|
|
21,0 |
13 |
|
|
|
|
|
|
20,5 |
12 |
|
|
Холодная деформация на 30% -)- на- |
12,2 |
38 |
|
||
|
7,8 |
38 |
|
|||
водороживание + облучение |
8,2 |
38 |
|
|||
|
|
|
|
9,8 |
12 |
|
|
Закалка + |
холодная |
деформация -(- |
10,2 |
13 |
|
+ |
7,8 |
43 |
|
|||
отжиг + |
наводороживание |
8,5 |
41 |
|
||
|
|
|
|
9,5 |
12 |
|
|
|
|
|
10,2 |
6 |
|
|
|
|
|
11,8 |
30 |
|
|
|
|
|
13,6 |
19 |
|
|
|
|
|
17,7 |
11 |
|
Наводороживание существенно снижает критическую длину трещины в закаленных трубах. Критическая длина трещины для закаленных труб сплава Zr — 2,5% Nb существенно ниже, чем для циркалоя-2. Для холоднодеформированных труб даже после наводороживания критическая длина трещины больше, чем у закаленных ненаводороженных труб. У холоднодеформи рованных труб из сплава Zr — 2,5% Nb критическая длина
из
трещины также меньше, чем у циркалоя-2, но не в такой сте пени, как для закаленных труб. На холоднодеформированные
Рис. 6.5. Изменение критическом длины |
трещины, |
|
интегрального потока и |
концентрации |
водорода |
в трубах из циркалоя-2 в |
процессе эксплуатации |
|
реактора. |
|
|
трубы заметно влияет облучение. При эксплуатации важно
представлять |
кинетику наводороживания |
и |
облучения, чтобы |
|||||||||||
|
|
|
|
|
правильно |
оценить |
величину кри- |
|||||||
|
|
|
|
|
тического |
дефекта. |
На |
рис. 6.5, |
||||||
|
|
|
|
|
( 6.6 показано возможное измене |
|||||||||
|
|
|
|
|
ние |
интегрального |
|
потока |
ней- |
|||||
|
|
|
|
|
f тронов и степени наводорожива |
|||||||||
|
|
|
|
|
ния труб из циркалоя-2 в реак |
|||||||||
|
|
|
|
|
торе SGHWR, а также измене |
|||||||||
|
|
|
|
|
ние |
критической |
длины |
трещи |
||||||
|
|
|
|
|
ны. |
|
Концентрация |
|
водорода |
|||||
|
|
|
|
|
0,02% |
может |
быть |
|
уже |
после |
||||
|
|
|
|
|
15 лет |
эксплуатации |
и |
0,04% — |
||||||
|
|
|
|
|
после 30 лет. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
В ряде работ было исследо |
||||||||
Дпина трещины 21, мм |
|
вано сопротивление |
|
разрушению |
||||||||||
Рис. |
6.6. Зависимость |
разрушаю |
циркониевых сплавов по крите |
|||||||||||
рию раскрытия |
трещин. |
В |
рабо |
|||||||||||
щих |
напряжений и |
критической |
те |
[83] |
проводились |
измерения |
||||||||
длины трещины для труб |
из цир |
раскрытия трещин в трубах диа |
||||||||||||
|
кониевых сплавов: |
|
||||||||||||
/ — циркалой-2; |
2 — расчетная |
кривая |
метром |
127 мм |
и |
толщиной |
||||||||
и экспериментальные данные (X) для |
5,1 |
мм из |
циркалоя-2, нагружав- |
|||||||||||
|
сплава |
Zr —2,5% Nb. |
|
|||||||||||
144
шихся внутренним давлением, а также в небольших образцах, вырезавшихся из разрушенных труб, при статическом изгибе.
За критическую величину раскрытия трещин принималось раскрытие трещин либо в момент разрушения образца, либо в момент достижения максимальной нагрузки. Это состояние — начало падения нагрузки до окончательного разрушения об разца— было характерным для пластичных материалов. Ре зультаты испытаний приведены в табл. 6.11.
Т а б л и ц а 6.11
Результаты испытаний труб и образцов из сплава циркалой-2
|
|
|
Раскрытие |
Раскрытие |
Разрушающе г напряжение |
|
Г Содержание |
Длина |
для труб, |
кгс1ммг |
|||
трещины |
трещины |
|
|
|||
водорода, |
надреза |
в тру |
в трубах, |
при испытании |
|
|
% |
бах, |
мм |
мм |
образцов, мм |
Эксперимент |
Теория |
|
|
|
|
|
||
0,0025 |
50,8 |
0,71 |
0,56 |
25 |
22,5 |
|
0,02 |
76,2 |
0,94 |
0,50 |
18 |
14 |
|
50,8 |
0,19 |
0,20 |
14 |
14,3 |
||
0,04 |
76,2 |
0,10 |
0,14 |
6,7 |
7,9 |
|
25,4 |
0,16 |
0,16 |
25,5 |
25,2 |
||
|
50,8 |
0,09 |
0,10 |
9,6 |
10,2 |
|
|
50,8 |
0,09 |
0,074 |
9,6 |
8,9 |
|
|
76,2 |
0,05 |
0,02 |
4,8 |
4,1 |
|
Как видно из табл. 6.11, величина раскрытия трещины в образцах несколько меньше величины раскрытия трещины в ненаводороженных трубах. В наводороженных образцах соответ ствие между величинами раскрытия трещин в трубах и образцах существенно лучше. По раскрытию трещин в образцах рас считаны разрушающие напряжения, которые оказались близкими
кэкспериментальным значениям.
Втабл. 6.12 приведены результаты определения критического раскрытия трещин в образцах из циркалоя-2, облученного при температуре 300° С в интегральном потоке (1,7-=-2,7) • 1018 нейтрон[см2 при напряжении 11 kzcJmm2.
Втабл. 6.12 приведены также величины критической длины
трещины при напряжении 11 kzcJmm2 и температуре 300° С. Из таблицы видно, что влияние наводороживания существенно при температуре 20° С. При более высокой температуре оно невелико. Размеры критической трещины таковы, что трудно ожидать наличия в исходном состоянии или возникновения дефектов подобных размеров в трубах каналов реакторов.
Наводороживание и облучение снижают критическое рас крытие трещины даже при температуре 300° С (табл. 6.13). Эти данные получены для циркалоя-2 на образцах, вырезанных из труб, испытанных при трехточечном изгибе, после облучения в
145
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
6.12 |
|
Значения |
критической |
величины и |
раскрытия |
трещины |
|||||
|
|
|
|
в трубах из циркалоя-2 |
|
|
|
||
Темпера- |
|
0,002% |
Н2 |
0 ,0 2 % н2 |
|
0,05% н 2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
тура, |
"С |
6, |
ММ |
21, мм |
6, ММ |
21, мм |
б, |
мм |
21, мм |
|
|
||||||||
20 |
|
0,1—0,15 |
100—115 |
0,05—0,075 |
76—89 |
0,056 |
76 |
||
100 |
|
0,075—0,4 |
76—127 |
0,13—0,15 |
100—115 |
0,14—0,15 |
100—115 |
||
200 |
|
0,15—0,3 |
>115 |
0,15—0,23 |
100—115 |
>0,23 |
>115 |
||
250 |
|
>0,23 |
>115 |
>0,25 |
>115 |
>0,25 |
>115 |
||
300 |
|
>0,20 |
>100 |
>0,31 |
>127 |
>0,18 |
>100 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
6.13 |
|
Влияние наводороживания и облучения на раскрытие трещины при различной температуре (°С)
Содержа |
Характери |
|
Раскрытие |
трещины |
б, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ние водоро |
стика образца |
20 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
да, % |
|
|||||||
0,002 |
Необлученные |
0,63 |
0,93 |
1,5 |
2,00 |
2,54 |
0,43 |
0,50 |
|
Облученные |
0,1 |
0,15 |
0,25 |
0,30 |
0,37 |
||
0,02 |
Необлученные |
0,06 |
0,15 |
0,50 |
1,0 |
1,7 |
2,3 |
0,50 |
|
Облученные |
0,01 |
0,015 |
0,038 |
0,046 |
0,20 |
0,38 |
|
0,04 |
Необлученные |
0,025 |
0,035 |
0,08 |
0,20 |
1,0 |
2,3 |
0,10 |
|
Облученные |
|
0,01 |
0,015 |
0,025 |
0,038 |
0,055 |
|
0,08 |
Необлученные |
0,025 |
0,034 |
0,07 |
0,15 |
0,45 |
1,7 |
0,06 |
|
Облученные |
|
0,01 |
0,012 |
0,088 |
0,03 |
0,046 |
|
интегральном потоке (2,94-9,3) ■10го нейтрон/см2 [86]. Было исследовано сопротивление разрушению сплава Zr — 2,5% Nb отечественного производства.
В, М. Маркочев, В. Ю. Гольцев, Е. Ю. Ривкин и А. М. Васнин испытывали образцы из листа толщиной 4 мм в состоянии поставки и после отжига при 550° С в течение 5 ч. Механические свойства листов при комнатной температуре приведены в табл. 5.5. Образцы для нагружения растяжением длиной 300 мм, шириной 100 мм имели центральный надрез с усталостной тре щиной на концах надреза, а образцы для статического изгиба длиной 55 мм и высотой 11 мм'— боковой надрез также с уста лостной трещиной. В процессе испытаний при комнатной тем пературе измеряли нагрузку, действующую на образец, рост трещины и ее раскрытие в момент страгивания. Результаты испытаний приведены в табл. 6.14.
146