Ввод энергоблоков АЭС - Анализ результатов визуального и инструментального обследования после длительного простоя и хранения

По завершении визуального и инструментального обследования проводится анализ результатов обследования, выявленных повреждений, дефектов и отказов с определением механизмов старения, параметров, определяющих ресурсные характеристики элемента, закономерностей их изменения, критериев предельных состояний.

Анализ должен включать [69]:

1. оценку фактической истории нагружения (условий хранения);
2. установление механизмов образования и роста дефектов, возможных отказов вследствие развития дефектов и повреждений;
3. оценку определяющих параметров технического состояния элемента, их соответствие требованиям НД и ПКД;
4. установление уточненных, по сравнению с указанными в НД и ПКД, значений параметров технического состояния, определяющих критерии достижения элементом предельного состояния;
5. при наличии возможности получения соответствующих данных оценку накопленного повреждения элементов, выполненную расчетным методом по действующим нормативным документам с учетом фактических режимов нагружения, фактической геометрии конструкции, имеющихся и выявленных концентраторов напряжений, результатов экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния, полученных при измерениях, диагностировании технического состояния и обследовании.

В результате анализа должно быть установлено и получено:

1. текущее техническое состояние элемента;
2. уровень и механизмы (в том числе доминирующие) повреждения;
3. предварительная оценка ресурсных характеристик;
4. заключение о необходимости проведения дальнейших уточненных расчетов и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния и характеристик материалов;
5. объем необходимой модернизации (реконструкции) и ремонта элементов оборудования, а также необходимость замены элементов конструкции.

При анализе механизмов повреждения и оценке ресурсных характеристик следует различать факторы и механизмы повреждения, действующие в период длительного простоя и хранения элемента и в период последующей (предыдущей) эксплуатации этого элемента. Например, действие коррозии, доминирующее и определяющее старение элемента в период длительного простоя и хранения, может свестись к минимуму после начала эксплуатации, а действие циклической усталости стать доминирующим.
Следует также учитывать особенности морального старения оборудования и сооружений. Моральное старение за длительный период простоя и хранения может создать предпосылки для действия повреждающих факторов, не предусмотренных первоначальным проектом. Пример действия повреждающего фактора, связанного с моральным старением теплообменников системы подпитки — продувки на энергоблоке № 3 Калининской АЭС, приведен в [72,3]. В этом случае выявленные за прошедший период конструктивные недостатки теплообменников и введенные в связи с этим усовершенствования конструкции регенеративного теплообменника подпитки— продувки и доохладителя не были учтены и реализованы при вводе данного энергоблока в эксплуатацию, что привело к разрушению ответственных элементов теплообменника на этапе горячей обкатки, потере его эффективности и необходимости ремонта.
В связи с этим в процессе обследования оборудования и сооружений, подвергнутых длительному простою и хранению, особое внимание следует обращать на обязательный учет, анализ и реализацию всех конструктивных усовершенствований и изменений инструкций по эксплуатации, внедренных по аналогичному оборудованию и сооружениям за прошедший период.

Установление определяющих параметров технического состояния и критериев предельного состояния

Критерии оценки и способы подтверждения работоспособности элемента энергоблока с требуемой надежностью на планируемый срок эксплуатации устанавливаются на основе совокупности имеющейся информации о техническом состоянии элемента энергоблока АС, оцененном по определяющим параметрам и установленным предельным значениям этих параметров, соответствующим предельному состоянию элемента энергоблока АС.
При выборе критериев оценки и способов подтверждения работоспособности необходимо учитывать возможность выполнения следующих условий:

1. известны параметры технического состояния и определяющие параметры технического состояния, изменяющиеся вследствие действия повреждающего фактора соответственно выявленной закономерности;
2. известны критерии предельных состояний элемента и параметр, характеризующий механизм старения; достижение этим параметром критического значения считается достижением элементом предельного состояния.

В случае невозможности определения вышеизложенных условий должно быть принято решение о критериях и способах подтверждения работоспособности элемента на основе анализа имеющейся информации по состоянию элемента или его аналогов.
Выбор критериев и способов для обоснования остаточного ресурса должен предусматривать соответствующие методы определения значения параметра (параметров) старения.
Критериями предельного состояния могут быть:

1. достижение недопустимых изменений формы и размеров конструкции вследствие пластических деформаций, механического износа, эрозии, коррозии;
2. достижение предельно допустимого значения циклических нагрузок;
3. появление в конструкции трещин или дефектов сплошности;
4. достижение предельно допустимых значений механических (прочностных) свойств конструкционных материалов;
5. предельное состояние может быть также связано с моральным старением.

Для оборудования и трубопроводов групп А и Б [4] критерии предельного состояния, необходимые для оценки остаточного ресурса, определяются расчетами на прочность критических элементов этого оборудования с учетом их фактического состояния по результатам обследования и фактической нагруженности.
При наличии одного определяющего повреждающего фактора задача оценки остаточного ресурса элемента с требуемой надежностью на планируемый срок эксплуатации значительно упрощается. Например, для:

1. тепломеханических элементов, работающих в условиях статического нагружения и коррозионной среды, несущая способность которых снижается вследствие уменьшения толщины стенки, основной повреждающий фактор — общая коррозия;
2. тепломеханических элементов, работающих в условиях циклического термо-силового нагружения при незначительном влиянии коррозионной среды, несущая способность которых снижается вследствие многоцикловой усталости и т.д.