ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Система оценки соответствия в области использования атомной энергии

ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ В ФОРМЕ КОНТРОЛЯ

Контроль радиационного охрупчивания корпуса реактора атомной станции

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2019

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Концерн Росэнергоатом»

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 322 «Атомная техника»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 декабря 2018 г. № 1174-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

©Стандартинформ, оформление. 2019

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

и

хрупкому разрушению в процессе эксплуатации, и минимизацией вклада пространственной неоднородности в результаты испытаний ОС.

7.1.2.2    Все образцы одного материала и одного типа всех комплектов должны быть изготовлены из одних и тех же слоев по толщине сварной пробы или припуска обечайки.

7.1.2.3    Образцы, которые входят в состав одного комплекта [дополнительного (контрольного) или облучаемого], должны быть вырезаны из одного темплета максимально компактно по азимуту.

7.1.2.4    Облучаемые ОС для испытаний на ударный изгиб должны быть вырезаны из объемов металла. прилегающих к внутреннему диаметру готового изделия (без учета наплавленного покрытия) в два слоя по толщине. Вырезка образцов ОМ в два слоя по толщине и два ряда по высоте.

7.1.2.5    Образцы дополнительных (контрольных) комплектов (1-го. 2-го и 3-го) вырезают из темпле-тов. удаленных друг от друга на расстояние не менее 90° по азимуту.

7.1.2.6    Заготовки под образцы для испытаний на вязкость разрушения вырезают таким образом, чтобы рабочие части образцов, вырезанных из разных слоев по толщине, находились на минимальном расстоянии друг от друга.

7.1.2.7    Заготовки для ОС ОМ следует вырезать на расстоянии не менее 70 мм от торца заготовки под термическую обработку со стороны установки теплового барьера и на расстоянии не менее 100 мм при отсутствии теплового барьера при выполнении операции закалки. Вырезку образцов ОМ следует производить из двух рядов припуска обечайки со стороны реза между обечайкой и кольцом из припуска, то есть максимально близко к металлу готовой обечайки.

7.1.2.8    Все облучаемые элементы КР должны быть обеспечены расширенным дополнительным (контрольным) комплектом. Расширенный контрольный комплект предназначен для определения абсолютных значений характеристик сопротивления материалов хрупкому разрушению для элементов корпусов реакторов на этапе эксплуатации и учета пространственной неоднородности свойств по элементу КР при определении остаточного ресурса КР.

Расширенный дополнительный (контрольный) комплект должен состоять из образцов для испытаний на ударный изгиб. Образцы расширенного дополнительного (контрольного) комплекта должны быть вырезаны из нескольких слоев по толщине сварного соединения или припуска обечайки. Слои (не менее 12) должны охватывать всю толщину готового изделия. Из каждого слоя вырезают не менее 12 образцов на ударный изгиб. Слои должны быть размещены таким образом, чтобы радиальная координата рабочей части образцов на ударный изгиб из двух слоев по толщине совпадала с радиальной координатой рабочей части образцов на вязкость разрушения. Допускается включать образцы для испытаний на ударный изгиб дополнительных (контрольных) комплектов в состав расширенного дополнительного (контрольного) комплекта. Для КР. которые введены в эксплуатацию до подготовки настоящего стандарта, допускается отсутствие расширенного дополнительного (контрольного) комплекта.

Порядок испытаний расширенного дополнительного (контрольного) комплекта и обработки результатов испытаний — в соответствии с приложением Б.

7.1.3 Ориентация образцов

7.1.3.1    Ориентация заготовок для разрывных образцов — азимутальная.

7.1.3.2    Ориентация заготовки образцов сварного шва на ударный изгиб — аксиальная. Надрез на образце выполняют таким образом, чтобы разрушение образца происходило в радиальном направлении в плоскости, перпендикулярной к оси корпуса реактора (в соответствии с приложением В).

7.1.3.3    Ориентация заготовки образцов ОМ на ударный изгиб — азимутальная. Надрез на образце выполняют таким образом, чтобы его разрушение происходило в аксиальном направлении (в соответствии с приложением В). Ориентация образцов на вязкость разрушения должна совпадать с ориентацией образцов для испытаний на ударный изгиб.

7.1.3.4    Ориентация заготовок образцов ЗТВ на ударный изгиб — аксиальная. Надрез на образце выполняют таким образом, чтобы его вершина примыкала к границе сварного шва и ОМ, выявляемой травлением, а разрушение происходило в области ЗТВ ОМ в радиальном направлении. Надрез выполняется в соответствии с 7.1.3.2.

7.1.4    Общие требования к образцам

Образцы должны быть изготовлены по требованиям стандартов на соответствующие виды испытаний и должны иметь уникальную маркировку¹), включающую идентификаторы блока АЭС. к которому

’) Для корпусов реакторов, которые на момент подготовки настоящего стандарта уже находились в эксплуатации. допускается использование фактически существующей маркировки ОС 8

они относятся, элемента КР. который они контролируют (идентификация сварного шва. обечайки. ЗТВ) и места вырезки заготовки под образец из сварной пробы или припуска обечайки.

7.1.5    Требования к формуляру

В формуляре должна быть представлена следующая информация:

-    химический состав материалов, из которых изготовлены образцы;

-    описание термической обработки, включая предварительную, основную и фактическую скорость охлаждения с температуры окончательного отпуска;

-    фактические схемы вырезки всех образцов с указанием маркировки;

-    протоколы наведения усталостных трещин в образцах на вязкость разрушения;

-    фактическая схема расположения образцов. НАИ и мониторов температуры в контейнерах с указанием маркировки и/или фотография заполненного образцами контейнера до выполнения операции сварки с различаемой маркировкой.

7.1.6    Требования к архивному металлу

7.1.6.1    КР должен быть обеспечен темплетами архивного металла к каждому элементу КР размером не менее 300 мм по окружности и 60 мм по высоте. Архивный металл используют в случае необходимости по специальному техническому решению.

7.1.6.2    Архивный металл должен входить в обьем поставки.

7.1.6.3    Эксплуатирующая организация должна обеспечить хранение, идентификацию и своевременное предоставление для испытаний контрольных и дополнительных комплектов ОС. а также архивного материала.

7.2 Комплекты образцов-свидетелей

7.2.1    Типы комплектов

7.2.1.1    Для контроля радиационного охрупчивания необходимо сформировать два типа комплектов: дополнительные (контрольные) и облучаемые комплекты.

7.2.1.2    Для контроля радиационного охрупчивания необходимо сформировать не менее двух контрольных комплектов с одинаковой номенклатурой образцов. Количество ОС в этих комплектах должно быть достаточно для идентификации исходного состояния металла. Контрольные комплекты должны быть изготовлены и переданы эксплуатирующей организации одновременно с облучаемыми комплектами.

7.2.1.3    Число облучаемых комплектов должно обеспечивать контроль металла облучаемых элементов КР в период времени т. равный т s 1 •5 т_служ. где т_служ — назначенный срок службы.

7.2.1.4    Первый дополнительный (контрольный) комплект испытывают одновременно с первым облучаемым комплектом в том случае, если он не был испытан ранее вместе с первым температурным комплектом. Второй дополнительный (контрольный) комплект предназначен для испытаний при замене испытательного оборудования и (или) методик испытания облучаемых комплектов. Одновременно с первым дополнительным (контрольным) комплектом испытывается расширенный контрольный комплект.

7.2.1.5    Испытания каждого из облучаемых комплектов должны быть завершены не позднее чем через два года с момента извлечения образцов из реактора.

7.2.2 Номенклатура образцов

7.2.2.1    Дополнительный (контрольный) комплект должен содержать образцы всех типов каждого из материалов, включенных в облучаемый комплект в количестве, достаточном для корректного определения критической температуры хрупкости, параметров температурной зависимости предела текучести и предела прочности и построения температурной зависимости коэффициента интенсивности напряжения. Металл зоны термического влияния может быть представлен только образцами для определения критической температуры хрупкости.

7.2.2.2    Для определения свойств материала в исходном состоянии на дополнительном (контрольном) комплекте ОС должно быть испытано следующее количество образцов:

-    на растяжение — не менее 15 образцов из ОМ (по три образца для каждой из пяти температур испытаний) и не менее 15 образцов из МСШ (по три образца для каждой из пяти температур испытаний);

-    на ударный изгиб — не менее 12 образцов из ОМ. не менее 12 образцов из МСШ и не менее 12 образцов из металла ЗТВ;

-    для определения параметров вязкости разрушения — не менее 12 образцов из ОМ и не менее 12 образцов из МСШ.

7.2.2.3 Каждый облучаемый комплект должен содержать все типы образцов каждого из материалов в количестве, достаточном для корректного определения критической температуры хрупкости, параметров температурной зависимости предела текучести и предела прочности и построения температурной зависимости коэффициента интенсивности напряжения.

7.2.2    4 Для определения свойств материала на облучаемом комплекте ОС (для группы однородно облученных ОС) при каждой выгрузке должно быть испытано следующее количество образцов:

-    на растяжение — не менее шести образцов из ОМ (по три образца для каждой из двух температур испытаний — 20 °С и 350 °С) и не менее шести образцов из МСШ (по три образца для каждой из двух температур испытаний — 20 °С и 350 °С);

-    на ударный изгиб — не менее 12 образцов из ОМ. не менее 12 образцов из МСШ и не менее 12 образцов из металла ЗТВ;

-    для определения параметров вязкости разрушения — не менее 12 образцов из ОМ и не менее 12 образцов из МСШ.

7.2.2.5 При отсутствии возможности выполнения требований по 7.2.2.2 и 7.2.2.4 по количеству образцов для получения представительных характеристик металла КР, находящихся в эксплуатации, следует использовать реконструированные или малоразмерные образцы.

7.2.2    6 В случае несоответствия качества изготовления ОС требованиям стандартов на испытания. действующих на момент проведения испытаний, для выполнения требований 1.2.2.2 и 7.2 2 4 для проведения испытаний на ударный изгиб и вязкость разрушения следует использовать реконструированные образцы, для проведения испытаний на статическое растяжение — образцы, изготовленные из половин испытанных образцов типа Шарли или SE(B)-10.

7.2.3    Компоновка облучаемых комплектов

Необходимо компоновать образцы облучаемых комплектов таким образом, чтобы каждая контейнерная сборка представляла из себя полноценный облучаемый комплект. Допускается применение фактически реализованных схем размещения образцов облучаемого комплекта для КР, спроектированных до выпуска настоящего стандарта. Целесообразно добиваться максимально возможной унификации комплектов. Образцы одного типа в облучаемом комплекте должны быть расположены таким образом, чтобы минимизировать разброс значений флюенса быстрых нейтронов на образцах одного типа. Значения флюенса быстрых нейтронов для образцов одной группы не должны различаться более чем на 10 % от среднего значения для этой группы.

7.2.4    Периодичность выгрузки облучаемых комплектов

Облучаемые комплекты следует выгружать не реже чем один раз в десять лет.

7.3    Процедура контроля

7.3.1    В реактор до начала его эксплуатации устанавливают облучаемые комплекты ОС. Периодически часть образцов выгружают и доставляют в организацию, которая проводит испытания и исследования ОС.

Каждой группе образцов приписывается определенное по специальной процедуре, изложенной в разделе 8, значение флюенса быстрых нейтронов. Сопоставление характеристик, получаемых при испытаниях облучаемых комплектов с характеристиками, полученными при испытаниях дополнительного (контрольного) комплекта позволяет оценить изменение свойств материалов КР вследствие радиационного охрупчивания.

7.3.2    Результаты испытаний расширенного дополнительного (контрольного) комплекта предназначены:

-    для определения гарантированного значения критической температуры хрупкости для элемента КР в состоянии поставки:

-    для определения поправки на пространственную неоднородность температурной зависимости вязкости разрушения для элемента КР.

7.4    Требования к условиям облучения

7.4.1    Контейнеры и контейнерные сборки

7.4.1.1    Облучаемые ОС вместе с мониторами температуры и НАИ устанавливаются в реактор в контейнерах. Контейнеры должны гарантировать герметичность на все время нахождения в реакторе. Для всех образцов и мониторов температуры при помощи вставок (заполнителей) должен быть обеспечен эффективный теплосьем таким образом, чтобы температура облучения удовлетворяла тре-

бованиям 7.4 2.1 с целью обеспечения ее идентичности температуре теплоносителя, омывающего контейнер.

7.4.1.2    Контейнерная сборка должна обеспечить фиксированное положение контейнеров в реакторе на все время облучения и возможность ее извлечения из реактора в назначенный срок. Материалы. из которых изготовлена контейнерная сборка, и конструкция самой сборки должны обеспечить ее безопасную эксплуатацию в течение всего времени пребывания в реакторе и извлечения из реактора.

7.4.1.3    Каждый контейнер должен содержать комплект НАИ. Каждая контейнерная сборка должна быть обеспечена комплектом мониторов температуры.

7.4.2 Места облучения образцов-свидетелей

7.4.2.1    Контейнерные сборки должны быть размещены в местах, обеспечивающих возможность безопасной установки и извлечения контейнерных сборок и температуру облучения, отличающуюся от температуры внутренней поверхности облучаемых элементов КР при эксплуатации не более чем на 10 °С.

7.4.2.2    Конструкция контейнеров и контейнерных сборок с ОС должна обеспечивать заданную ориентацию по отношению к активной зоне реактора.

7.4.2.3    Конструкция контейнеров и контейнерных сборок с ОС. а также расположение ОС в контейнере должны быть такими, чтобы наибольшее различие флюенса быстрых нейтронов в области испытания образцов (область разрушения образцов для испытаний на ударный изгиб и вязкость разрушения. рабочая область — для образцов для испытаний на статическое растяжение) из одного контейнера не превышало 20 %.

7.4.2.4    Расположение контейнерных сборок с ОС в реакторе должно обеспечивать коэффициент опережения облучения образцов от 1.2 до 5.0.

7.4.2.5    Контейнерные сборки с ОС размещаются на внутренней поверхности КР. Допускается применение фактически реализованных схем размещения контейнерных сборок с ОС облучаемого комплекта для КР, спроектированных до выпуска настоящего стандарта.

7.4.2.6    ОС размещаются в плоских контейнерах, обеспечивающих компоновку образцов в один слой, в плоскости, перпендикулярной к радиусу КР Допускается применение фактически реализованных схем размещения образцов в контейнерных сборках для КР. спроектированных до выпуска настоящего стандарта.

7.5 Нейтронно-дозиметрическое сопровождение облучения комплектов

образцов-свидетелей

7.5.1    Нейтронно-дозиметрическое сопровождение облучения комплектов ОС осуществляется с помощью НАИ.

7.5.2    В качестве активируемых элементов НАИ следует использовать проволоку или диски, изготовленные из металлической фольги, из следующих материалов:

-    железо, обогащенное по изотопу ^Fe (не менее 90 вес. %) или естественного обогащения (с чистотой не менее 99,99 %);

-    медь, обогащенная по изотопу ⁶³Си (не менее 90 вес. %);

-    ниобий особой чистоты (с содержанием Та не выше 3 ppm).

7.5.3    Основные характеристики активируемых элементов, используемых в НАИ, представлены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 —Основные характеристики активируемых элементов

Материал активируемого элемента Пороговая реакция Период полураспада Регистрируемое излучение и его характеристики Изотоп Fe-54 ^Fe (n.pJ^Mn 312,05 сут ± 57.6 мин Гамма-излучение с энергией 0.835 МэВ Nb-93 “Nbfn.n')93"^ 16,13 года ± 51,13 сут Конверсионные электроны с энергией в диапазоне от 11,78 до 30,75 кэВ, или рентгеновское излучение с энергией 16.6 кэВ и 18,6 кэВ Изотоп Си-63 63Cu(n,a)60Co 5,27 года ♦ 3,36 ч Гамма-излучение с энергией 1,17 МэВ и 1,33 МэВ

7.5.4    Допускается расширение набора активируемых элементов НАИ элементами, активация которых происходит по другим дозиметрическим реакциям.

7.5.5    Количество и схема размещения НАИ в контейнерах должны обеспечивать получение экспериментальных результатов, достаточных для подтверждения результатов расчетов поля быстрых нейтронов в контейнерах с ОС и их уточнения при необходимости.

7.5.6    Количество индикаторов, расстояние между ними и их взаимное расположение друг относительно друга в радиальном и осевом направлениях контейнера с ОС следует определять, исходя из геометрии и размеров контейнера, а также с учетом его компоновки. Необходимо устанавливать не менее четырех НАИ в каждый контейнер. Допускается применение фактически реализованных схем установки НАИ в облучаемые комплекты ОС для KR спроектированных до выпуска настоящего стандарта.

7.5.7    Программа контроля свойств металла КР в процессе эксплуатации по ОС должна исключать возможность установки на облучение контейнерных сборок, не оснащенных НАИ.

7.5.8    НАИ должны быть расположены на удалении от замыкающего сварного шва контейнера для того, чтобы обеспечить отсутствие перегрева индикаторов в процессе заварки контейнера на предприятии — изготовителе комплекта ОС. При выполнении замыкающего герметичного сварного шва на контейнере предприятие — изготовитель комплекта ОС должно исключить возможность нагрева индикаторов свыше 280 °С.

7.5.9    С целью компенсации возможных методических погрешностей расчета флюенса нейтронов на КР необходимо обеспечить постоянное нейтронно-дозиметрическое сопровождение облучения внешней поверхности КР в случае если конструкция РУ допускает техническую возможность реализации такого сопровождения. Сопровождение должно выполняться для элементов КР подлежащих контролю радиационного охрупчивания. Сопровождение реализуется посредством размещения НАИ у внешней поверхности КР и их периодического снятия для измерений. Снятие и измерение индикаторов следует проводить не реже одного раза в две топливные кампании.

7.6 Контроль температуры образцов

7.6.1    Каждая контейнерная сборка должна быть обеспечена средствами контроля максимальной температуры облучения ОС. Контроль максимальной температуры облучения ОС следует осуществлять с использованием плавких мониторов температуры. Погрешность измерения максимальной температуры облучения не должна превышать ± 6 °С.

7.6.2    Для контроля температуры облучения следует выбирать такие материалы, температура плавления которых находится в диапазоне от (7"_тепл - 2 ®С) до (7"_тепп + 20 °С). где Г_тег1п — температура теплоносителя, с шагом по температуре плавления не более 10 °С. Допускается использование плавких мониторов с температурой плавления в более широком диапазоне температур.

7.6.3    Мониторы для контроля температуры должны быть расположены на удалении от замыкающего сварного шва контейнера для того, чтобы обеспечить отсутствие перегрева мониторов в процессе заварки контейнера на предприятии — изготовителе комплекта ОС. При выполнении замыкающего герметичного сварного шва на контейнере предприятие — изготовитель комплекта ОС должно исключить возможность нагрева мониторов свыше Т_тепп - 20 °С. Плавкие мониторы температуры устанавливают в стальные вставки или в тело ОС. Размеры и конкретные места размещения стальных вставок с плавкими мониторами температуры в контейнере определяют на стадии разработки конструкторской документации.

8 Исследование образцов-свидетелей

8.1 Определяемые характеристики

Испытания одного комплекта ОС должны обеспечить определение следующих характеристик:

-    параметры температурной зависимости предела текучести и предела прочности в соответствии с приложением Г;

-    значение критической температуры хрупкости в соответствии с приложением Д;

-    параметры температурной зависимости вязкости разрушения в соответствии с приложением Е;

-    флюенс быстрых нейтронов (в соответствии с 8.3);

-    химический состав металла на образцах для элементов С. Si. Mn. Cr. Ni. Mo. Си. S. Р. V по методикам измерений, соответствующим требованиям приказа Госкорпорации «Росатом» [4] и Федераль-

ного закона [5]. при этом минимальное число образцов для определения химического состава каждого материала должно быть не менее четырех;

-    значение твердости в соответствии с ГОСТ Р ИСО 6507-1.

Для образцов ЗТВ предусмотрено только определение критической температуры хрупкости.

Для каждого комплекта образцов должны быть проведены микроструктурные исследования, определяющие доминирующие механизмы изменения свойств металла при облучении.

8.2    Требования к входному контролю образцов-свидетелей в организации, которая

занимается исследованиями образцов-свидетелей

8.2.1    Организация, выполняющая исследования ОС, должна осуществлять входной контроль, который заключается в визуальной оценке состояния поверхности каждого образца. При наличии повреждений проводят устранение повреждений и последующий контроль геометрических размеров образца. Образцы с отступлениями от требований соответствующих стандартов не испытывают.

8.3    Определение флюенса нейтронов

8.3.1    Определение флюенса быстрых нейтронов на образцах-свидетелях

8.3.1.1    Флюенс быстрых нейтронов определяется на основе экспериментальных данных, полученных при исследовании ОС. и следующих расчетных функционалов нейтронного поля:

-    флюенс и приведенная на номинальную мощность работы реактора плотность потока быстрых нейтронов в местах облучения ОС и НАИ для каждой кампании работы реактора;

-    приведенные на момент окончания облучения удельные активности активируемых элементов

НАИ;

-    приведенные на момент окончания облучения удельные активности ^Мп в ОС.

Для каждого ОС флюенс быстрых нейтронов должен быть усреднен по объемной области образца, включающей в себя поверхность разрушения образца при испытании. На рисунке 8.1 показаны области усреднения для образцов разного типа.

	8	8
			СО
27.5

Примечание — Области усреднения флюенса для образцов для испытаний на ударный изгиб (слева), на вязкость разрушения (в центре) и для испытаний на растяжение (справа) показаны серым цветом

Рисунок 8 1 — Расположение и геометрические размеры объемных областей усреднения флюенса для ОС разных типов

8.3.1.2    Экспериментальными данными, используемыми для определения флюенса быстрых нейтронов. являются активности НАИ. расположенных внутри контейнеров с ОС и. при необходимости, активности изотопа ^Мп. образовавшегося в материале ОС по реакции ^Fefn, р^Мп при облучении.

8.3.1.3    Оценку расширенной неопределенности флюенса быстрых нейтронов для каждого ОС выполняют в соответствии с ГОСТ 34100.1, ГОСТ 34100.3 и ГОСТ 34100.3.2.

8.3.1.4    Программные средства, используемые для расчетов функционалов нейтронных полей в местах расположения контейнеров с ОС, должны удовлетворять следующим требованиям:

-    расчет функционалов нейтронного поля следует проводить с помощью программных средств, аттестованных в порядке, установленном уполномоченным органом государственного регулирования безопасности в области использования атомной энергии;

-    используемые программные средства должны реализовывать трехмерное моделирование переноса нейтронов от активной зоны реактора к ОС.

8.3.1.5    Исходными данными для выполнения расчета функционалов нейтронного поля являются:

-    геометрия реактора и химический состав материалов реактора;

-    нейтронно-физические характеристики активной зоны реактора в кампании, для которой выполняется расчет;

-    данные о начале и продолжительности кампании, для которой выполняется расчет;

-    посуточный график изменения тепловой мощности реактора в течение кампании, для которой выполняется расчет.

8.3.1.6    При создании расчетной модели должны быть выполнены следующие требования:

а)    геометрическая часть расчетной модели должна соответствовать конструкторской документации на реакторную установку;

б)    приближение расчетного метода и параметры расчетной модели должны быть выбраны так. чтобы их дальнейшее уточнение и детализация не приводили к изменению рассчитываемых функционалов нейтронного поля более чем на 1% — 2

в)    области расчетной модели, имеющие сложную для полного трехмерного описания геометрию, могут быть заданы в виде гомогенных зон (с учетом долей различных материалов при определении химического состава) в случае, если такая гомогенизация удовлетворяет требованиям перечисления б);

г)    ориентация контейнерных сборок с ОС относительно активной зоны реактора в расчетной модели должна соответствовать фактической. Если конструкция контейнерных сборок и внутрикорлусных устройств не обеспечивает фиксацию заданной ориентации контейнеров с ОС по отношению к активной зоне реактора, фактическая ориентация сборок может быть установлена на основании сравнения экспериментальных активностей НАИ и активности изотопа ^Мп, нарабатываемого в материале ОС по реакции ^Fefn.pJ^Mn, с результатами предварительных расчетов соответствующих значений функционалов нейтронного поля;

д)    геометрия и материалы расчетной модели в области активной зоны реактора должны формироваться индивидуально для каждой топливной кампании и учитывать конструкцию тепловыделяющих сборок, установленных в активной зоне реактора в данную кампанию, а также зависимость плотности теплоносителя от профиля энерговыделения в активной зоне реактора.

8.3.1.7    Для расчета функционалов нейтронного поля в местах расположения контейнеров с ОС должен быть задан источник нейтронов, который представляет собой трехмерное потвэльное распределение скорости образования нейтронов в результате деления ядерного топлива в активной зоне реактора, усредненное за заданный период работы реактора и преобразованное в нужный вид с учетом специфики применяемого программного средства.

Трехмерное потвэльное распределение скорости образования нейтронов может быть получено как в результате прямого расчета, так и восстановлено на основании трехмерного лотвэльного распределения энерговыделения и выгорания топлива в активной зоне реактора с учетом зависимости спектра нейтронов, среднего числа нейтронов и средней энергии, приходящихся на одно деление от обогащения топлива и глубины его выгорания.

В случае наличия данных системы внутриреакторного контроля для данной кампании работы реактора они могут быть использованы для подготовки трехмерного источника нейтронов.

Требования данного пункта не распространяются на расчеты с использованием программных средств, реализующих одновременный расчет нейтронно-физических характеристик активной зоны и функционалов нейтронного поля в местах расположения контейнеров с ОС.

8.3.1.8    Номенклатуру и взаиморасположение НАИ и ОС в каждом контейнере следует контролировать при разделке контейнерных сборок. В случае обнаружения отличия фактической компоновки контейнера и номенклатуры размещенных в нем НАИ и ОС от проекта все отличия должны быть зафиксированы в журнале для последующего учета при определении флюенса быстрых нейтронов.

8.3.1.9    Измерения активности НАИ и изотопа ^Мл в пробах металла ОС следует проводить в соответствии с аттестованной методикой измерений. Расширенная неопределенность измерения активности изотопа ^MMn в пробах металла ОС должна быть не более 7 %, в активируемых элементах измеренная активность изотопов ^Мп и ⁶⁰Со — не более 5.5 %, расширенная неопределенность измерения активности изомера ^93mNb в активируемом элементе — не более 8 %. Расширенная неопределенность активности других нуклидов измеряемых в активируемых элементах НАИ. пробах металла, отбираемых от ОС или конструкционных элементов РУ должна быть не более 10 %. Расширенная неопределенность результата измерений активности рассчитывается при уровне доверия 95 % согласно ГОСТ 34100.3.1.

При измерении активности изотопа ^wMn в пробах металпа ОС следует руководствоваться схемой отбора проб от образцов разных типов, представпенной на рисунках 8 2—8 4. Если по каким-либо причинам реализация данной схемы отбора проб является затруднительной, пробы допускается отобрать по иной схеме. При этом отбор должен выполняться таким образом, чтобы на основании измеренных активностей можно было установить удельную активность, усредненную по области разрушения образцов.

1

1

1

1 — место отбора проб Рисунок 8 4 — Место отбора проб от образцов для испытаний на растяжение

8.3.1.10 После получения расчетных и измеренных значений активностей НАИ и активности ⁵⁴Мп в металле ОС выполняют их сравнение.

В случае, если номенклатура и расположение НАИ в контейнерах с ОС удовлетворяет требованиям. приведенным в 7.5, сравнение выполняют по активируемому элементу ниобия. В противном случае сравнение проводят по реакциям имеющихся активируемых элементов и активности ⁵⁴Мп в металле ОС.

Если полученное в результате сравнения среднее отклонение расчетных значений активности от измеренных в контейнере с ОС не превышает расширенной неопределенности измерений, то используется расчетное значение флюенса быстрых нейтронов. Если среднее отклонение расчетных значений активности от измеренных в контейнере с ОС превышает расширенную неопределенность измерений, расчетные значения флюенса быстрых нейтронов могут быть скорректированы.

Процедура коррекции должна учитывать особенности конструкции контейнерных сборок с ОС и заполнения контейнеров образцами и НАИ; номенклатуру активируемых элементов, входящих в состав НАИ; особенности параметров нейтронных полей в местах расположения ОС в реакторе; историю облучения контейнерных сборок с ОС в реакторе, включая изменения характеристик топливных загрузок и типов топливных кассет, а также возможное изменение мест установки ОС в процессе облучения. Процедура коррекции с оценкой неопределенности полученных значений флюенса быстрых нейтронов должна быть изложена в отчетной документации по исследованию ОС.

8.3.1.11 В случае, если время облучения ОС превышает максимальное значение периода полураспада изотопов, наработанных по используемым дозиметрическим реакциям, для оценки достоверности расчетов нейтронных полей в контейнерных сборках с ОС допустимо применять экспериментальные данные, полученные при исследовании ранее выгруженных комплектов ОС из данной РУ. а также результаты других экспериментальных исследований, проведенных на данном реакторе.

8.3.2 Определение флюенса быстрых нейтронов на внутренней поверхности корпуса реактора

8.3.2.1    Определение флюенса быстрых нейтронов на внутренней поверхности КР проводят расчетными методами с использованием программных средств, аттестованных в порядке, установленном уполномоченным органом государственного регулирования безопасности в области использования атомной энергии.

8.3.2.2    Флюенс быстрых нейтронов для элемента КР. материал которого представлен в программе ОС. определяют как максимальное значение флюенса быстрых нейтронов на данном элементе КР за рассматриваемый период облучения.

8.3.2.3    При подготовке исходных данных по геометрии расчетной модели и химическому составу материалов должны быть выполнены требования, приведенные в перечислениях а), б), в), д) 8.3.1.6.

Подготовку трехмерного потвэльного источника нейтронов проводят в соответствии с требованиями 8.3.1.7.

8.3.2    4 Для подтвермадения расчетных значений флюенса быстрых нейтронов на КР следует выполнять сравнение рассчитанных значений функционалов нейтронного поля с имеющимися экспериментальными данными для данного энергоблока.

Для проведения сравнительного анализа допускается использовать экспериментальные результаты:

а)    измерения активности НАИ у внешней поверхности КР;

б)    измерения активности НАИ. ОС. проб металла элементов контейнерных сборок из комплектов ОС. размещаемых у внутренней поверхности КР;

в)    измерения активности проб металла КР и антикоррозионного наплавленного покрытия КР. в том числе активности изомера ^93mNb. наработанного по реакции ⁹³Nb(n.n')^93,inNb.

Также для сравнительного анализа допускается использовать экспериментальные данные, полученные на других реакторах аналогичной конструкции.

В случае, если средние отклонения расчетных значений от измеренных превышают расширенную неопределенность расчета, выполняют проверку расчетной модели РУ и коррекцию исходных данных для расчета.

8.3.3    Коэффициенты опережения

Величину коэффициента опережения определяют как отношение флюенса на ОС к максимальному флюенсу нейтронов на соответствующем элементе КР за тот же период облучения:

КО = F^0C/F^_X.

гдеР^0С — флюенс быстрых нейтронов на ОС. см^-2;

FJSx — максимальный флюенс нейтронов на элементе КР. см^-2.

9 Процедуры для определения характеристик материалов корпусов реакторов

9.1    Формирование испытательных групп образцов

Группу образцов для определения параметров температурной зависимости предела текучести, критической температуры хрупкости или параметров кривой трещиностойкости формируют таким образом. чтобы значение флюенса быстрых нейтронов с энергией Е > 0.5 МэВ на каждом образце отличалось не более чем на 10 % от среднего значения флюенса быстрых нейтронов для образцов этой группы.

9.2    Испытания на статическое растяжение

9.2.1    Испытания образцов на статическое растяжение проводят с целью определения:

-    условного предела текучести о_{0 2}, МПа;

-    предела прочности о_в. МПа;

-    относительного общего удлинения А, %;

-    относительного равномерного удлинения А_т, %;

-    относительного сужения после разрыва »|*_к. %;

-    изменение вышеперечисленных характеристик вследствие воздействия эксплуатационных факторов. определенных как разность соответствующих величин в исходном состоянии и состоянии после выгрузки.

9.2.2    Испытания образцов на статическое растяжение и обработку результатов испытаний выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 1497, ГОСТ 9651, ГОСТ 11150 и ГОСТ 22706.

9.2.3    Для проведения испытаний на статическое растяжение используют пропорциональные как десяти-, так и пятикратные цилиндрические образцы диаметром рабочей части 3 мм.

9.2.4    В случае отсутствия возможности изготовления образцов диаметром рабочей части 3 мм допускается испытывать образцы диаметром рабочей части 1.2 мм (рисунок 9.1). Для образцов диаметром рабочей части 1,2 мм относительное сужение после разрыва v|»_K не определяют.

Рисунок 9 1 — Образец для испытаний на статическое растяжение диаметром рабочей части 1.2 мм

9.2.5    Испытания образцов диаметром в рабочей части 3 мм проводят в следующем приоритете температур: 20 °С, 350 °С. минус 196 °С, минус 100 °С, 100 °С. При каждой температуре испытывают три образца.

9.2.6    Испытания образцов диаметром в рабочей части 1.2 мм проводят при температурах 20 °С и 350 °С. При каждой температуре испытывают три образца.

9.2.7    На основании результатов испытаний образцов на статическое растяжение строят температурную зависимость предела текучести в соответствии с приложением Г.

9.3 Испытания на ударный изгиб

9.3.1    Испытания образцов на ударный изгиб проводят с целью определения критической температуры хрупкости материалов T_t, а также ее сдвига ДГ_Г вследствие воздействия эксплуатационных факторов, определенных как разность значений Т_к в различных состояниях относительно исходного.

9.3.2    Для проведения испытаний используют образцы размерами 10x10x55 мм — тип 11 по ГОСТ 9454 для ОМ и тип IX по ГОСТ 6996 для МСШ.

Содержание

1    Область применения.................................................................1

2    Нормативные ссылки.................................................................1

3    Термины и определения...............................................................2

4    Обозначения и сокращения............................................................4

5    Общие положения...................................................................6

6    Требования безопасности.............................................................7

7    Требования к контролю...............................................................7

7.1    Материалы......................................................................7

7.2    Комплекты образцов-свидетелей....................................................9

7.3    Процедура контроля.............................................................10

7.4    Требования к условиям облучения.................................................10

7.5    Нейтронно-дозиметрическое сопровождение облучения комплектов образцов-свидетелей... 11

7.6    Контроль температуры образцов...................................................12

8    Исследование образцов-свидетелей...................................................12

8.1    Определяемые характеристики....................................................12

8.2    Требования к входному контролю образцов-свидетелей в организации, которая

занимается исследованиями образцов-свидетелей.......................................13

8.3    Определение флюенса нейтронов..................................................13

9    Процедуры для определения характеристик материалов корпусов реакторов.................17

9.1    Формирование испытательных групп образцов.......................................17

9.2    Испытания на статическое растяжение..............................................17

9.3    Испытания на ударный изгиб......................................................17

9.4    Испытания на вязкость разрушения................................................19

10    Учетная и отчетная документация....................................................19

10.1    Требования к учетной документации...............................................19

10.2    Требования к отчетной документации..............................................19

11    Требования к метрологическому обеспечению..........................................20

12    Процедура проверки консерватизма расчетных зависимостей, использованных

при обосновании назначенного срока службы корпуса реактора..............................20

Приложение А (обязательное) Изготовление облучаемых образцов-свидетелей.................21

Приложение Б (обязательное) Определение значения критической температуры хрупкости материалов корпусов реакторов ВВЭР в исходном состоянии индивидуально для любой обечайки и сварного шва и учета пространственной неоднородности свойств обечаек и сварных швов при построении температурной зависимости

вязкости разрушения.....................................................22

Приложение В (обязательное) Ориентация образцов.......................................25

Приложение Г (обязательное) Определение температурной зависимости предела текучести......26

Приложение Д (обязательное) Методика проведения испытаний на ударный изгиб..............28

Приложение Е (обязательное) Испытания на вязкость разрушения............................31

Приложение Ж (обязательное) Технология реконструкции    образцов...........................47

Библиография.......................................................................50

9.3.3 В случае отсутствия возможности изготовления образцов в соответствии с 9.3.2 допускается использовать малоразмерные образцы размерами 5x5x27.5 мм (рисунок 9.2) для ОМ и МСШ и 3x4x27 мм (рисунок 9.3) для ОМ.

Рисунок 9 2 — Малоразмерный образец размерами 5x5x27,5 мм для испытаний на ударный изгиб

Рисунок 9.3 — Малоразмерный образец размерами 3x4x27 мм для испытаний на ударный изгиб

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Система оценки соответствия в области использования атомной энергии

ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ В ФОРМЕ КОНТРОЛЯ

Контроль радиационного охрупчивания корпуса реактора атомной станции

Conformity assessment system for the use of nuclear energy Conformity assessment in the form of control Control of reactor pressure vessels radiation embrittlement

Дата введения — 2019—03—01

1    Область применения

1.1    Настоящий стандарт устанавливает требования к выполнению контроля радиационного охрупчивания корпусов реакторов атомных станций, включая определение свойств материалов облучаемых элементов корпусов реакторов в процессе эксплуатации и соответствующего им значения флюенса быстрых нейтронов.

1.2    Настоящий стандарт устанавливает порядок выполнения контроля радиационного охрупчивания корпусов реакторов атомных станций, включая определение свойств материалов облучаемых элементов корпусов реакторов в процессе эксплуатации и соответствующего им значения флюенса быстрых нейтронов.

1.3    Настоящий стандарт распространяется на корпуса реакторов проектируемых, строящихся и эксплуатируемых в рамках назначенного срока службы атомных станций с реакторными установками типа ВВЭР.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 25.506 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении

ГОСТ 1497 (ИСО 6892—84) Металлы. Методы испытаний на растяжение

ГОСТ 6651 Государственная система обеспечения единства измерений. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 6996 (ИСО 4136—89. ИСО 5173—81. ИСО 5177—81) Сварные соединения. Методы определения механических свойств

ГОСТ 9454 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 9651 (ИСО 783—89) Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах

ГОСТ 10708 Копры маятниковые. Технические условия

ГОСТ 11150 Металлы. Методы испытания на растяжение при пониженных температурах

ГОСТ 22706-77 Металлы. Метод испытания на растяжение при температурах от минус 100 до минус 269 °С

ГОСТ 28840 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования

Издание официальное

ГОСТ 34100.1/ISO/IEC Guide 98-1:2009 Неопределенность измерения. Часть 1. Введение в руководства по выражению неопределенности измерения

ГОСТ 34100.3/ISO/IEC Guide 98-3:2008 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения

ГОСТ 34100.3.1/ISO/IEC Guide 98-3/Suppl 1:2008 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения. Дополнение 1. Трансформирование распределений с использованием метода Монте-Карло

ГОСТ 34100.3.2/ISO/IEC Guide 98-3/Suppl 2:2011 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения. Дополнение 2. Обобщение на случай произвольного числа выходных величин

ГОСТ Р 8.568 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ Р 8.585 Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования

ГОСТ Р ИСО 6507-1 Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод измерения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия) Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    азимутальное направление: Направление вдоль окружностей, образующихся при пересечении корпуса реактора воображаемой горизонтальной плоскостью.

3.2    аксиальное направление: Направление вдоль вертикальной оси корпуса реактора.

3.3 _

активная зона ядерного реактора: Часть ядерного реактора, содержащая ядерное топливо, в которой происходит управляемая цепная ядерная реакция.

(ГОСТ 23082-78, пункт 41)

3.4    архивный металл: Оставшийся после изготовления корпуса реактора и образцов-свидетелей металл припусков обечаек, днища и сварных проб, изготовленных с применением тех же партий сварочных материалов и флюса, которые использованы при изготовлении сварных соединений корпуса реактора, имеющий уникальную маркировку, привязку к конкретному корпусу реактора, полную информацию о химическом составе, технологии изготовления, включая описание режимов термической обработки и локализации этого металла в составе поковки или сварной пробы.

3.5    верхний шельф сериальной кривой: Часть сериальной кривой, соответствующая 100 % вязкой составляющей в изломе образца, или температурный интервал, в котором первая производная сериальной кривой по температуре с ростом температуры уменьшается и не превышает 10 W от максимального значения производной по этой сериальной кривой.

3.6    выборка значений Т_к: Совокупность значений Т_к, полученных при испытаниях нескольких групп образцов Шарли одного материала.

3.7    вязкость разрушения: Сопротивление материала распространению трещины при скоростях нагружения 0.02—0.2 мм/с.

3.8    значение критической температуры хрупкости элемента корпуса реактора в исходном состоянии: Значение критической температуры хрупкости, определенное по результатам испытаний 2

образцов на ударный изгиб расширенного дополнительного (контрольного) комплекта, которое дает минимальную консервативную оценку значения критической температуры хрупкости по обьему обечайки или металла сварного шва.

3.9    группа образцов: Совокупность образцов одного типа, изготовленная из одного материала, находящегося в одном состоянии, в количестве необходимом для определения критической температуры хрупкости или параметров температурной зависимости вязкости разрушения.

3.10    дополнительный (контрольный) комплект: Совокупность образцов-свидетелей, предназначенных для контроля исходных свойств, которые не устанавливаются в реактор.

3.11    исходная критическая температура хрупкости: Критическая температура хрупкости, определенная по результатам испытаний образцов на ударный изгиб из дополнительного (контрольного) комплекта.

3.12    комплект образцов-свидетелей: Минимально необходимая совокупность образцов различных типов и материалов для определения свойств металла контролируемого корпуса реактора в текущем состоянии, которые извлекаются из реактора одновременно.

3.13    контейнер: Герметичная упаковка, предназначенная для размещения образцов-свидетелей в реакторе.

3.14    контейнерная сборка: Конструкция, состоящая из одного или нескольких контейнеров, которая обеспечивает расположение образцов-свидетелей в реакторе в необходимых условиях, а также их извлечение и транспортирование в исследовательскую организацию.

3.15    коэффициент опережения: Отношение флюенса на образце-свидетеле к максимальному флюенсу нейтронов на соответствующем элементе корпуса реактора за тот же период облучения.

3.16    критериальное значение: Назначенное значение работы разрушения (вязкой составляющей в изломе или поперечного расширения) на температурной зависимости, по которому определяется критическая температура хрупкости.

3.17    критическая температура хрупкости: Характеристика склонности материала к хрупкому разрушению, определяемая по результатам испытаний образцов на ударный изгиб.

3.18    малоразмерные образцы: Образцы для испытаний на ударный изгиб с размерами 5x5x27.5 мм для металла сварного шва и 5x5x27.5 мм или 3x4x27 мм для основного металла.

3.19    металл зоны термического влияния: Металл обечаек и элементов эллиптического днища,

который в процессе изготовления сварного шва. соединяющего два элемента корпуса реактора, подвергается нагреву выше температуры перекристаллизации при    фазовом    превращении.

3.20    металл сварного шва: Металл, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла сварочных материалов при соединении обечаек корпуса реактора между собой и с днищем.

3.21    металл, идентичный металлу корпуса реактора: Металл припусков заготовок под обечайки и из сварных проб, изготовленных с применением сварочных материалов тех же партий (проволока одной партии в сочетании с флюсом одной партии при автоматической сварке под флюсом), как и контролируемые зоны корпуса реактора, и прошедший такую же термическую обработку (включая скорость охлаждения в процессе закалки и температуры окончательного отпуска), как и соответствующие элементы корпуса реактора.

3.22    назначенный срок службы корпуса реактора: Продолжительность эксплуатации корпуса реактора в годах (т^у*), установленная в проекте реакторной установки.

3.23    нейтронно-активационный индикатор: Размещенный в защитной оболочке комплект из нескольких активируемых элементов известного изотопного состава, предназначенных для регистрации нейтронов посредством ядерных реакций взаимодействия нейтронов с нуклидами-мишенями, приводящих к образованию радиоактивных продуктов реакций.

3.24    нижний шельф сериальной кривой: Часть сериальной кривой, соответствующая 0 % вязкой составляющей в изломе образца или температурный интервал, в котором первая производная по сериальной кривой с ростом температуры повышается, но не превосходит 10 % от максимального значения производной по этой сериальной кривой.

3.25    обечайка: Кованый элемент корпуса реактора цилиндрической формы.

3.26    облучаемые образцы-свидетели: Образцы-свидетели, облучаемые в реакторе, для контроля радиационного охрупчивания облучаемых элементов корпуса реактора.

3.27    облучаемый элемент корпуса реактора: Элемент корпуса реактора, для которого максимальный флюенс быстрых нейтронов за время эксплуатации в рамках назначенного срока службы превышает значение 1 10²². м~² (Е > 0.5 МэВ).

3    28 образец Шарли: Образец на ударный изгиб типа 11 по ГОСТ 9454 для основного металла, типа IX по ГОСТ 6996 для металла сварного шва.

3.29    образцы-свидетели: Образцы, изготовленные из металла, идентичного металлу корпуса реактора, часть которых исследуется в исходном состоянии, а часть загружена в реактор и выдерживается в условиях, близких к условиям эксплуатации металла корпуса реактора, выгружается и исследуется для контроля изменений структуры и свойств металла корпуса реактора в процессе эксплуатации.

3.30    основной металл: Металл обечайки, припусков обечайки и элементов эллиптического днища, за исключением металла ЗТВ.

3.31    программа образцов-свидетелей: Система мероприятий, обеспечивающих контроль изменения свойств металла корпуса реактора в процессе эксплуатации на основании результатов исследований образцов-свидетелей.

3.32    работа разрушения: Работа, затраченная на пластическую деформацию и образование поверхностей излома при испытании образца на ударный изгиб.

3.33    радиальное направление: Направление, совпадающее с радиусом обечаек.

3.34    радиационное охрупчивание: Радиационно-стимулированное изменение структурного состояния металла, которое приводит к повышению склонности к хрупкому разрушению.

3.35    расширенный дополнительный (контрольный) комплект: Несколько групп образцов для испытаний на ударный изгиб, каждая из которых включает в себя образцы из одного слоя по толщине.

3.36    реконструированный образец: Образец, изготовленный из половины испытанного образца на ударный изгиб или вязкость разрушения путем приварки к торцам реконструируемых фрагментов надставок (хвостовиков) с последующей обработкой заготовок в составной образец, идентичный исходному.

3.37    ряд: Объем металла обечайки или сварного шва. ограниченный двумя воображаемыми горизонтальными плоскостями с вертикальными координатами, отличающимися на величину, достаточную для изготовления одного образца Шарли сечением 10x10 мм (но не более 18 мм).

3.38    сдвиг критической температуры хрупкости: Разность значений критической температуры хрупкости одного и того же материала, определенных в состоянии после извлечения из реактора и на дополнительном (контрольном) комплекте.

3.39    сериальная кривая: Температурная зависимость работы разрушения (или вязкой составляющей в изломе или поперечного расширения образцов), построенная методом наименьших квадратов с использованием функции гиперболического тангенса по результатам испытаний на ударный изгиб образцов одного материала и типоразмера.

3.40    слой: Объем металла обечайки или сварного шва. ограниченный двумя воображаемыми цилиндрическими поверхностями, с осью, совпадающей с осью корпуса реактора и радиусами, отличающимися на величину, достаточную для изготовления одного образца Шарли сечением 10^10 мм (но не более 18 мм).

3.41    флюенс быстрых нейтронов: Флюенс нейтронов с энергией свыше 0.5 МэВ.

3.42    формуляр (свидетельство) на образцы-свидетели: Документ, выпускаемый предприятием — изготовителем корпуса реактора, содержащий информацию об образцах-свидетелях.

3.43    элемент корпуса реактора: Сварной шов. обечайка или эллиптическое днище.

4    Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте использованы следующие обозначения и сокращения:

А — относительное общее удлинение. %:

а₀ — начальная длина трещины, принимаемая равной суммарной глубине механического надреза и длине наведенной усталостной трещины, мм;

А_т — относительное равномерное удлинение. %;

В — толщина образца, мм;

B_N — толщина образца с боковыми канавками в нетто сечении, мм;

С(Т) — прямоугольные компактные образцы для испытаний на внецентренное растяжение;

Е — работа разрушения. Дж;

F — флюенс быстрых нейтронов Е > 0.5 МэВ. нейтрон/см²;

/(7_К) — температурная зависимость, построенная методом наименьших квадратов (сериальная кривая):

К_тах — наибольший коэффициент интенсивности напряжений цикла. МПа м^1/2;

К₍°.°⁵ — значение вязкости разрушения для температуры испытаний при Р,= 0,05 и толщине образца B_N, МПа м^1/2;

К, — коэффициент интенсивности напряжений для трещины отрыва. МПа м^1/2;

К, — скорость нагружения образца с трещиной на упругом участке. МПа м^1/2/с

K_mjn — минимально возможная для данного материала вязкость разрушения. K_mjn = 20 МПа м^1/2;

К ic_(brn> — наибольшее корректное значение вязкости разрушения для образца заданного типа и размера. МПа м^,/2;

Л/₃ — количество циклов на стадии «заострения» трещины:

P_f — вероятность хрупкого разрушения;

R — коэффициент асимметрии цикла при нагружении:

S — расстояние между опорами для образца SEB, мм;

SE(B)-10 — образцы типа Шарли с трещиной для испытаний на трехточечный изгиб;

Т-,00 — температура, которой на температурной зависимости вязкости разрушения соответствует значение 100 МПа м^-2; X;

Т_х — критическая температура хрупкости. ^вС;

Т_к0 — критическая температура хрупкости, определенная при испытаниях на ударный изгиб дополнительного (контрольного) комплекта образцов-свидетелей. X;

7^ — критическая температура хрупкости /• й группы расширенного дополнительного (контрольного) комплекта образцов-свидетелей соответствующего основного металла или сварного шва. X;

Т_и рз_Д — значение критической температуры хрупкости /-й группы образцов из расширенного дополнительного (контрольного) комплекта образцов-свидетелей основного металла соответствующей обечайки, °С;

Т_кср — среднее значение критической температуры хрупкости, определенное при испытании образцов-свидетелей расширенного дополнительного (контрольного) комплекта соответствующего сварного шва или основного металла. °С;

7_|,^тах — максимальное значение Т_к при испытаниях групп образцов Шарли расширенного дополнительного (контрольного) комплекта основного металла соответствующей обечайки или металла сварного шва, вырезанных из разных слоев. X;

Тцл — максимальное из значений критической температуры хрупкости металла элемента корпуса реактора, представленных в паспорте на корпус реактора. X;

^к0^Р — гарантированное значение критической температуры хрупкости для марки стали в соответствии с техническими условиями на заготовки или руководящими техническими документами для сварных соединений, действовавшими на момент изготовления корпуса реактора, X;

7*и — значение критической температуры хрупкости, определенное по результатам испытаний образцов расширенного дополнительного (контрольного) комплекта на ударный изгиб, которое дает минимальную консервативную оценку значения критической температуры хрупкости по объему обечайки или металла сварного шва. X;

T_ex — температура теплоносителя на входе в реактор в соответствии с проектом. °С;

W — расстояние от нижнего торца образца до линии приложения силы (нагрузки), мм; а — уровень доверительной вероятности; да — величина вязкого подроста трещины, мм;

До_у<;<>*0 — приращение «_УС в зависимости от флюенса нейтронов и времени облучения. МПа;

^ймсш ^— значение поправки для определения металла сварного шва. °С;

о_ом — значение поправки для определения основного металла обечайки, ®С;

0„_и — параметр, характеризующий пространственную неоднородность свойств основного металла или металла шва (по толщине, окружности и высоте корпуса реактора) и использующийся в качестве поправки на пространственную неоднородность при построении температурной зависимости вязкости разрушения для обечаек и сварных швов по результатам испытаний соответствующих образцов-свидетелей, ^еС;

°о.2 — условный предел текучести. МПа;

Од — предел прочности. МПа;

^aoi — предел текучести при температуре создания трещины 7(1), МПа;

Лн — максимальное номинальное напряжение в нетто сечении образца. МПа;

а у_С — температурно-независимая часть предела текучести материала в исходном состоянии, МПа;

о_уS(T) — температурно-зависимая часть предела текучести материала; функция о_У5(7) не зависит от нейтронного облучения. МПа;

^тслуж — назначенный срок службы, год;

— относительное сужение после разрыва. %;

АЭС — атомная электростанция;

ВВЭР — водо-водяной энергетический реактор;

ЗТВ — зона термического влияния;

КИН — коэффициент интенсивности напряжений;

КР — корпус реактора;

МСШ — металл сварного шва;

НАИ — нейтронно-активационный индикатор;

ОМ — основной металл;

ОС — образцы-свидетели;

РУ — реакторная установка.

5 Общие положения

Контроль радиационного охрупчивания выполняют для облучаемых элементов КР Целью контроля является проверка консерватизма расчетных зависимостей, использованных при обосновании назначенного срока службы КР

Контроль радиационного охрупчивания осуществляют в рамках программ ОС.

Для контроля радиационного охрупчивания предназначены облучаемые и дополнительные (контрольные) комплекты ОС.

Стандарт содержит требования к следующим аспектам контроля радиационного охрупчивания:

-    формированию программ контроля радиационного охрупчивания.

-    выбору материалов, которые должны быть включены в эти программы,

-    схемам вырезки образцов.

-    типам и количеству образцов.

• периодичности контроля.

-    методикам испытаний, в том числе методикам обработки результатов испытаний,

-    процедуре проверки консерватизма расчетных зависимостей, использованных при обосновании назначенного срока службы корпуса реактора.

6    Требования безопасности

6.1    При проведении контроля радиационного охрупчивания и испытаниях ОС. а также при монтаже. эксплуатации и извлечении из реактора контейнерных сборок с ОС следует соблюдать соответствующие требования радиационной безопасности, предусмотренные санитарными правилами и нормативами [1] и [2].

6.2    Категория безопасности для контейнерных сборок с ОС должна быть определена в соответствии с Федеральными нормами и правилами [3] разработчиком проекта и согласована с главным конструктором РУ.

7    Требования к контролю

7.1    Материалы

В облучаемые комплекты ОС необходимо включать образцы ОМ. МСШ и ЗТВ. Выбор материалов для изготовления ОС облучаемых комплектов должен производиться в соответствии с требованиями, изложенными в 7.1.1 и приложении А.

7.1.1    Выбор материалов

7.1.1.1    Образцы сварного шва

Сварная проба для изготовления ОС сварного шва и ЗТВ должна быть изготовлена по той же технологии. с идентичной разделкой под сварку, с использованием сварочных материалов той же партии (проволока одной партии в сочетании с флюсом одной партии), что и сварные швы контролируемых зон КР. Если проволока одной марки, одной плавки, одного диаметра и одного вида поверхности поставлена разными партиями, ее следует рассматривать как проволоку одной партии (плавки) с присвоением ей общего номера.

Если конструкторской документацией предусматривается размещение ОС корневой части шва, то при выполнении сварных соединений с заваркой корневой части шва низколегированными присадочными материалами указанное требование должно быть соблюдено отдельно по сварочным материалам для сварки корневой части шва и по сварочным материалам для заварки остальной части шва.

Температура и продолжительность промежуточных отпусков и окончательного отпуска сварной пробы должны быть идентичны параметрам фактического режима термической обработки контролируемого(ых) сварного(ых) шва(ов) в составе КР. включая скорость охлаждения с температуры окончательного отпуска.

7.1.1.2    Образцы основного металла

Для изготовления образцов ОМ должен быть использован металл припусков от обечайки (обечаек). для контроля которой (которых) они предназначены. Основная термическая обработка¹) припуска и обечайки должна быть выполнена в составе одной и той же заготовки под термическую обработку Температура и продолжительность промежуточных отпусков и окончательного отпуска, а также параметры режима охлаждения с температуры окончательного отпуска должны быть идентичны фактическому режиму термической обработки обечайки в составе КР.

7.1.2    Места вырезки заготовок для образцов-свидетелей²)

7.1.2.1 Требования к местам вырезки заготовок для ОС следует определять с максимально возможным воспроизведением состояния тех объемов металла КР, которые определяют его склонность к

1

') Основная термическая обработка состоит из закалки и отпуска.

2

Для КР, которые на момент подготовки настоящего стандарта уже находились в эксплуатации, допускается использование фактически существующих схем вырезки ОС.