5.3.Исследования несущей способности теплообменных труб с дефектами

В данном разделе приведены результаты исследований[10] по оценке несущей способности теплообменных труб с дефектами.

Допускаемая величина дефектов для парогенераторов АЭС с ВВЭР России, определенная консервативным путем, составляет 60 % от глубины стенки ТОТ и определена из условия отсутствия условий для массовой деградации ТОТ и наличии достоверной информации о состоянии ТОТ, что обеспечивается выполнением требований к проведению, периодичности и объемам проведения ВТК.

Для снижения консерватизма оценки допускаемой глубины дефектов ТОТ конкретного ПГ проводятся соответствующие расчетно-экспериментальные обоснования и используются методы контроля, которые дают информацию о морфологии дефекта (длине и других параметрах). Также, основанием для снижения консерватизма критерия глушения является информация о несущей способности ТОТ с дефектами, используемая в дальнейшем при расчетах.

С целью получения такой информации, в ОКБ «Гидропресс» были проведены испытания по оценке несущей способности ТОТ [10] с реальными эксплуатационными дефектами, образовавшимися в процессе эксплуатации трубного пучка ПГ на одной из АЭС с ВВЭР-1000.

Испытания проводились посредством нагружения образцов с дефектами

гидравлическим давлением до 50 МПа по внутренней полости при комнатной температуре. Нагружению давлением были подвергнуты пять образцов из десяти. Скорость подъема давления до величины до 50 МПа составляла от 0,4 до 0,6 МПа/мин.

После нагружения образцов проводилась выдержка в течение 5 мин и визуальный осмотр образцов для выявления падения давления или наличия течей.

В процессе проведении испытаний[10] при нагружении внутренним давлением на образцах с натурными дефектами с амплитудой сигнала при ВТК до 5,98 В и глубиной до 86 % от толщины стенки отсутствовали разрывы стенки труб и течи. Результаты измерений в процессе испытаний показали, что перемещения стенок обратимы, т. е. испытания проведены в упругой области деформаций металла образцов с сохранением исходной формы, а в результате ВТК образцов до и после испытаний (табл. 5.3.2) установлено, что статистически значимое (10%) изменение глубины дефектов от нагружения внутренним давлением вплоть до 50 МПа отсутствует.

Табл.5.3.2 – Результаты ВТК образцов ТОТ с дефектами до и после гидравлических испытаний

Таким образом, несущая способность стенки ТОТ с эксплуатационным дефектом при отсутствии коррозионных процессов достаточно высокая и, следовательно, возможна эксплуатация таких ТОТ при условии минимизации процессов, вызывающих коррозию трубных пучков ПГ и внедрении методов контроля дающих более полную информацию о морфологии дефектов.

Испытания на разрушение образцов с дефектами глубиной более 65 % от толщины стенки показали, что характеристики разрушения (овализация и остаточная деформация) для образцов с толщиной стенки 1,3 мм и 1,5 мм имеют близкие значения, а разрушение имеет одинаковый характер (без раскрытия). При эксплуатации ПГ нельзя полностью исключить возможности образования на поверхности ТОТ групп дефектов, язвенной коррозии , дефектов с глубиной, превышающей 85%. При этом, ТОТ с толщиной стенки 1,5 мм обеспечит большие прочность, жесткость и запас металла, по сравнению с аналогичной трубой с толщиной стенки 1,3 мм, что снижает вероятность разрушения ТОТ в процессе эксплуатации ПГ в течение 60 лет и, следовательно, обосновано применение трубы диаметром 16х1,5 мм для ПГ типа ПГВ-1000МКП.