Способ исследования трещиностойкости материала

(,50 4 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТ ство СССР2, 1981,ТРЕЩИНОСТО ть испольния срокаосуда, рабоель изобретевности, При назначенноем, опредедопустимого в его стенрещин СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ С(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯКОСТИ МАТЕРИАЛА(57) Изобретение может бызовано для прогнозировабезопасной эксплуатации стающего под давлением. Цния - повышение информатиизготовлении сосуда, предго для работы под давлениляют размеры наибольшегот оподобного дефекта ках и определяют соответствующий ему коэффициент интенсивности напряжений КИН) К. Из материала корпуса изготавливают образцы-свидетели, на которых инициируют и измеряют усталостные трещийы с КИН, находящимися в интервале К ( К 6 К, , где К(е- КИН, соус фответствующий разрушению материала сосуда. Образцы нагружают в течение одного цикла работы сосуда аналогично его эксплуатационному нагружению. После нагружения измеряют размеры трещин и определяют их прирост, число циклов нагружения, в течение которых трещина с КИН, равным К, подрастет до трещины с КИН, равным К, . Это число циклов нагружения определяет срок службы сосуда.Изббретение относится к испытательной технике и может быть использовано для прогнозирования срока безопасной эксплуатации реального со 5 суда, работающего под давлением.Цель изобретения - повышение информативности путем обеспечения прогнозирования долговечности сосуда, работающего под давлением. 0Способ исследования трещиностойкости материала осуществляется следующим образом. При изготовлении сосуда, предназ 15 наченного для работы под давлением, средствами неразрушающего контроля. определяют размеры. допустимых трещиноподобных дефектов в его стенках. Изготавливают образцы-свидетели из материала корпуса, а также из контрольных проб сварных швов, прошедших совместно,с корпусом термообработку. На образцах инициируют и измеряют усталостные трещины. Нагружение образцов производят аналогично эксплуатационному нагружению сосуда.при помощи автономных нагружателей, которые вместе с установленными в них образцами загружают в сосуд и поднимают в 30 нем давление. Автономные нагружателиустройства, которые создают в образцах растягивающие усилия, пропорциональные давлению в сосуде. Определяют коэффициент интенсивности напряжения (КИН) трещиноподобного дефекта сосу 35 да К при рабочем давлении в нем, а размеры инициированных трещин на образцах выбирают таким образом, чтобы КИН части образцов совпадал с КИН трещиноподобного дефекта сосуда, а у остальных образцов превосходил эту величину и находился в диапазоне, ограниченном сверху КИН, соответствующим разрушению материала сосуда К . 45 Различные значения КИН образцов можно задать не только размерами инициируемых трещин, но и путем использования автономных нагружателей, развивающих различные усилия при одном и том же давлении в сосуде. Во время очеред. ного снятия давления в сосуде иэ него извлекают образцы, измеряют размеры трещин и определяют их прирост, пересчитывая значения КИН при подрас" танин трещины, Строят зависимость прирост трещины - КИН для однократно го нагружения, по которой рассчитывают возможное число циклов нагружения, в течение которых трещина, КИНкоторой соответствует КИН трещиноподобного дефекта сосуда К, подрастетдо трещины, КИН которой соответствуетКИН разрушения материала сосуда КПринимая прирост трещины образца итрещиноподобного дефекта сосуда,равными при одинаковых КИН, рассчитывают срок службы корпуса. Для этогопо известному значению вязкости разрушения К, материала в конце срокаслужбы (охрупченного) определяюткритический размер дефекта. Задаваськоэффициентом запаса, определяют предельный размер дефекта, при достижении которого изделие необходимо выводить из эксплуатации. По зависимостиприрост трещины - КИН для .однократного нагружения рассчитывают приросттрещиноподобного дефекта в последовательных нагружениях, начиная от исходного, до предельного, последовательно пересчитывая КИН по величинеприроста трещины в предшествующем.нагружении. Число таких нагружений равно числу нагружений реального сосуда,т.е. сроку службы. В процессе эксплуатации контроль кинетики ростатрещин в сосуде осуществляют по образцам с КИН, близкими к соответствующим величинам трешиноподобных дефектов. По образцам, разрушенным прииспытаниях, может быть уточнен размер критического дефекта для конкретных условий эксплуатации, уточнены коэффициенты запаса и размер предельного дефекта. Срок службы сосуда состоит из отдельных периодов эксплуатации с практически одинаковыми режимами нагружения. Каждый период эксплуатации включает операцию опрессовки при заданной температуре, эксплуатационные режимы при номинальных параметрах среды и параметрах, периодически отличающихся от номинальных, например режим срабатывания аварийной защиты. То же относится и к составу среды и его изменению во времени. Каждая со". вокупность параметров нагружения и коррозионной среды определяет доминирующий механизм распространения трещины и скорость ее роста. Кроме того, для материала корпуса ядерного реактора за счет действия эксплуатационных факторов (нейтронное облучение, тепловое старение, наводороживаниеФ о р м у л а и з о б р е т:е н и я Способ исследования трещиностойкости материала, заключающийся в том, что измеряют размеры трещиноподобно-. го дефекта вматериале, определяют 20 его коэффициент интенсивности напряжений, изготавливают серию образцов- свидетелей из исследуемого материала с инициированными трещинами различСоставитель Б.ГрабовТехред Л,Сердюкова Корректор М.Шароши Редактор Т,ЛазоренкоЗаказ 6279/45 Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 з 144 при взаимодействии с водой) величина .вязкости разрушения К, и соответствующий ей критический размер трещины уменьшаются, происходит охрупчивание металла.Способ позволяет в условиях реальной эксплуатации сосуда, работающего под давлением, за один цикл нагружения с достаточной точностью моделировать процесс распространения трещины в процессе всего его жизненного цикла. 12494ной длины, нагружают их заданным числом циклов, измеряют прирост трещини определяют по нему прирост коэффициента интенсивности напряжений длякаждого образца, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения информативности путем обеспечения про-.гнозирования сосуда, работающего под щ давлением, нагружение образцов производят аналогично эксплуатационномунагруженню сосуда, а размеры инициированных трещин выбирают такими, чтоисходные коэффициенты интенсивности 16 напряжений образцов К находятся винтервалеКо 6 К ( Кгде К - начальный коэффициент интен,осивности напряжений трещиноподобного дефекта материаласосуда;К - коэффициент интенсивностинапряжений, соответствующийразрушению материала сосуда.