12.2. Влияние облучения на циклическую прочность основных материалов, сварных соединений и металла с наплавкой

Испытания облученных конструкционных материалов, их сварных соединений и наплавленного металла на циклическую прочность проводят в малоцикловой области нагружения (число циклов до разрушения N_f изменяется в интервале от 10² до 510⁴). Эти испытания проводят для определения коэффициентов снижения сопротивления циклическому разрушению материалов _F, их сварных соединений и металла наплавки _Fs в результате нейтронного облучения.

Коэффициент снижения сопротивления малоцикловому разрушению устанавливают при симметричном цикле заданных деформаций и при температуре 20 С в зависимости от температуры облучения, от переноса нейтронов (Е  0,5 МэВ) и амплитуды деформации.

Образцы для испытаний могут быть облучены предварительно или вырезаны из элемента конструкции, подвергавшегося в процессе эксплуатации действию нейтронного облучения. Геометрия рабочей части образцов должна соответствовать ГОСТ 25.502–79. Допускается использование образцов, приведенных на рис. 12.1–12.3.

d, мм	l, мм
3	6
5	10
7,5	15
10	20

Рис. 12.1. Форма и размеры рабочей части образца для испытаний в условиях осевого растяжения-сжатия при R  d

h, мм	b, мм	H/h	R/h
2 – 10	2 – 10	1,5 – 2	 5

Рис. 12.2. Форма и размеры рабочей части образца для испытаний при повторном изгибе

d, мм	L, мм	R, мм
3 – 10	3d	 d

Рис. 12.3. Формы и размеры рабочей части образца для испытаний при повторном кручении

Испытания облученных образцов на малоцикловую усталость осуществляют при нагружении заданными деформациями (осевое растяжение-сжатие, повторный изгиб или кручение) по симметричному циклу при температуре 20 С. Испытание образцов в исходном состоянии проводят по той же методике и на том же экспериментальном оборудовании, что и испытание облученных образцов. Данные испытаний облученных образцов на малоцикловую усталость обрабатывают в соответствии с нормами [1, см. приложение 2].

Коэффициент _F (_Fs) для рассматриваемых условий облучения определяют как отношение амплитуд разрушающих деформаций образцов облученного е_aF и необлученного е_a материалов при одинаковом числе циклов и представляют в виде _F = f(е_a)[_Fs = f(е_a)]. При определении значения _Fs используются кривые усталости, являющиеся нижними огибающими кривых усталости для различных зон сварного соединения или наплавки, включая переходные зоны.

12.3. Метод определения значения необратимого формоизменения в условиях нейтронного облучения

Метод распространяется на детали, перечисленные в разд. 7. При оценке составляющей значения необратимого формоизменения от действия нейтронного излучения не учитывается различие интегральных доз облучения по сечению детали.

Необратимое накопленное изменение размеров ∆l при флюенсе нейтронов F_n не должно превышать допускаемое необратимое изменение размеров [l] и допускаемый флюенс нейтронов [F_n], определяемые приближенно в интервале рабочих температур 623…923 К (350…650 С) по эмпирической формуле

(12.4)

где γ_p — характеристика распухания материала при облучении нейтронами с энергией более 0,1 МэВ; T = T_max — в С; а₁ = 0,024 МПа^–1 (0,24 мм²/кгс); ()₁ — наибольшее приведенное напряжение от механической нагрузки [()₁ < _s], МПа (кгс/мм²).

Осевое формоизменение при нейтронном облучении деталей и стационарных осевых температурных градиентах определяется путем линейного суммирования.

При нахождении значения необратимого формоизменения в условиях совместного или раздельного действия теплосмен, механической нагрузки и нейтронного излучения изменения размеров линейно суммируются.