Реакторные установки ВВЭР для АЭС - Обоснование работоспособности оборудования в условиях коррозионной среды

Работоспособность оборудования в условиях воздействия коррозионной среды обеспечивается за счет оптимального выбора конструкционных материалов, ограничения напряжений в конструкции, применения технологий изготовления, обеспечивающих минимальные остаточные напряжения, и ограничения агрессивных примесей в воде I и II контуров.
В соответствии с требованиями «Правил устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок» ПНАЭ Г-7-008-89 для основных конструкционных материалов реакторных установок и их сварных соединений были установлены значения скоростей сплошной коррозии и условия сопротивления местным видам коррозии при эксплуатационных режимах (включая стояночные режимы).
В соответствии с этим, «Нормами расчета на прочность» для компенсации коррозионного износа за время эксплуатации 30 лет элементов конструкций из коррозионно-стойких сталей аустенитного класса, работающих в воде при температуре до 350°С, введена прибавка к толщине - 0,1мм.
В настоящее время накоплен опыт более чем тридцатилетием эксплуатации АЭС с реакторами типа ВВЭР, проведены обширные коррозионные испытания и исследования стали 08Х18Н10Т, на основании которых для элементов конструкций из коррозионно-стойких сталей аустенитного класса с повышенным качеством поверхности и не подвергающихся нейтронному облучению, прибавка на коррозию за 30 лет эксплуатации принята равной 40 мкм, за 40 лет — 55 мкм, а за 50 лет — 70 мкм.
Показано, что стойкость к межкристаллитной коррозии у стали марки 08Х18Н10Т и ее сварных соединений, а также аустенитных наплавок при работе в среде теплоносителя обеспечивается за счет контроля склонности к МКК при поставках основных и сварочных материалов, за счет обеспечения требуемого контроля теплоносителя в процессе эксплуатации, контроля условий эксплуатации.
Коррозионное растрескивание под напряжением приводит к разрушению ряда конструкций оборудования АЭС из хромоникелевых, аустенитных и легированных перлитных сталей. Изучены условия появления склонности к коррозионному растрескиванию (КР) при совместном воздействии механических напряжений, как приложенных извне, так и остаточных, и среды, содержащей активаторы и окислители. В качестве активатора выступают хлорсульфаты и фторид ионы, в качестве окислителя — кислород.
Накоплен большой объем экспериментальных данных по исследованию сопротивлению коррозионно-усталостному разрушению теплоустойчивых сталей 15Х2МФА и 15Х2НМФА и их сварных швов, применяемых при изготовлении корпусов реакторов. Изучение коррозионно-циклической трещиностойкости проводилось с учетом влияния технологических и эксплуатационных факторов.
Коррозионная среда может значительно повышать скорость роста усталостной трещины, что связано как с влиянием среды на процесс зарождения трещины, так и на процесс распространения трещины.
Исследования случаев повреждения оборудования в процессе эксплуатации позволили установить причины повреждений и разработать компенсирующие мероприятия, направленные на исключение повреждения оборудования и обеспечение его коррозионномеханической прочности в процессе дальнейшей эксплуатации, включая сверх проектный период.