Page 21 - 07
P. 21
гочисленных экспериментов. При этом для адекватного ее определения при вы-
соких температурах испытывают образцы больших размеров (согласно требо-
ваниям для обеспечения плоской деформации [1, 2]). Однако отсутствует металл
после длительного интенсивного облучения потоком быстрых нейтронов в КР, из
которого можно было бы изготовить образцы нужных размеров. Во всем мире
используют концепцию температурного сдвига кривой (2) для определения КТХ
металла после наработки. При этом зависимость K IC(T) представляют в виде
K IC (T – (Т K0+DT К)), где Т K0 – КТХ металла в исходном состоянии, а DT K – ее
сдвиг вследствие деградации:
DT K = Т K – Т K0 . (3)
Составляющие правой части уравнения (3) принято находить по энергии разру-
шения образцов Шарпи (не менее 12 штук) при ударном изгибе в выбранном диа-
пазоне температур [3–6]. В атомной энергетике общепринято запас ХП, рассчи-
тываемый по критерию (1), представлять в терминах температуры. Следователь-
но, определение КТХ металла КР – важный этап оценки его ХП.
Постановка задачи. Действовавшие в СССР нормативные документы по
оценке ХП КР не регламентируют разброса значений КТХ. Следовательно, при
определении температурного запаса ХП КР не учитывается неопределенность
КТХ, полученной экспериментально. Это не совсем корректно, поскольку такая
оценка должна выполняться консервативно, т.е. с учетом неопределенности ис-
ходных данных. В некоторых странах при этом принимают во внимание разброс
ПТ. К примеру, нормы США в запас ХП закладывают неопределенность, повя-
занную з разбросом ПТ металла в исходном состоянии [7].
Недавно в Украине принята методика обработки результатов экспериментов
образцов-свидетелей (ОС) [8], которая регламентирует определение сдвига КТХ
как верхний 95%-ый доверительный интервал:
s F 1/3
n
95%
D T K (F n ) = A F + 1,96 × × , (4)
n F 0
где А F – коэффициент радиационного охрупчивания, вычисляемый по методу
наименьших квадратов (МНК) из приближения [3]
1/3
(F
D T K (F n ) = A F × n / F 0 ) . (5)
Здесь s – стандартное отклонение данных сдвигов КТХ от уравнения (5); n – ко-
личество экспериментальных данных; F n – плотность потока нейтронов, накап-
2
22
ливаемых металлом: F n=10 neutron/m – нормировочный коэффициент [3].
Рассмотрим пример определения КТХ [8]. Предположим, что в пяти лабо-
раториях оценили по пять значений КТХ металла сварного шва (СШ) КР в исход-
ном состоянии и после облучения потоком быстрых нейтронов, соответствую-
щего 60 годам эксплуатации. Причем после облучения все лаборатории получили
одно и то же значение КТХ: T K = 10°С (табл. 1).
Согласно требованиям Государственного научно-технического центра по
ядерной и радиационной безопасности (орган надзора в Украине) при определе-
нии температуры T K(F n)=T K0+DT K(F n) необходимо принимать консервативное
значение T K0 (в данном примере T K0 = 0°С). Из формул (4), (5) и данных табл. 1 прог-
нозируем, что значение КТХ СШ после 60 лет эксплуатации составляет 78,5°С [8].
В Украине для продления ресурса КР энергоблоков №1 Южно-Украинской
АЭС (ЮУ АЭС) и № 3 Ровенской АЭС использовали методику VERLIFE [9],
согласно которой сдвиг КТХ металла вследствие его облучения
b
D T K (F n ) = A F × n / F 0 ) , (6)
(F
27
