Исследование влияния радиационного облучения на физико-механические свойства, механизмы деформирования, повреждения и разрушения конструкционных материалов

НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей» разрабатывает методики, нормативные документы и национальные стандарты для оценки целостности, прочности и ресурса оборудования атомных энергетических установок, а также для экспериментального определения и прогнозирования служебных свойств конструкционных материалов этого оборудования.

За последние два десятилетия создано более 40 таких нормативных документов различного уровня – Методики (МТ) и Руководящие документы эксплуатирующей организации (РД ЭО) – Концерна «Росэнергоатом», многие из которых получают дальнейшее развитие в виде национальных стандартов Российской Федерации.

Эти методики, нормативные документы и национальные стандарты созданы на базе комплексного подхода с применением разработанных учеными и специалистами НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей» критериев разрушения, методов расчета повреждений, физико-механических моделей деформирования и разрушения конструкционных материалов при неизотермическом, циклическом, квазистатическом и динамическом нагружениях в условиях воздействия нейтронного облучения и коррозионной среды.

Комплексный подход при разработке подходов для оценки целостности, прочности и ресурса оборудования атомных энергетических установок (АЭУ)

В основе используемых физико-механических моделей разрушения лежат признанные на международном уровне локальные критерии хрупкого, вязкого и усталостного разрушения, а также разрушения при ползучести конструкционных материалов ферритного и аустенитного классов и аустенитно-ферритных материалов.

Эти локальные критерии отличаются от прочих возможностью учета физических механизмов и процессов, характерных для каждого типа разрушения, и учетом эксплуатационных повреждений, которые возникают при нейтронном облучении, термическом старении и воздействии рабочих сред.

Предложенные критерии использованы в моделях хрупкого разрушения, стабильного и нестабильного вязкого разрушения, разрушения при усталости, разрушения при ползучести, в моделях коррозионного растрескивания и радиационного распухания, а также в разработанных методах анализа поведения трещин в элементах конструкций.

В частности, физико-механическая модель хрупкого разрушения, известная в мире как «Prometey Model», широко используется для прогнозирования хрупкого разрушения материалов корпусов водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР) и других элементов конструкций из материалов ферритного класса.

Разработанная НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей» концепция «Unified Curve» позволяет прогнозировать трещиностойкость материалов ферритного класса при любой степени радиационного охрупчивания. Эта концепция вошла в национальные стандарты ГОСТ Р по оценке и прогнозированию трещиностойкости материалов, работающих в условиях нейтронного облучения, а также по расчету сопротивления хрупкому разрушению корпуса реактора ВВЭР.

В ряде нормативных документов России и МАГАТЭ используют условие прочности по критерию хрупкого разрушения в вероятностной постановке, сформулированное для корпусов реакторов с трещиноподобными дефектами, которые подвергаются неизотермическим воздействиям, типичным для аварийных ситуаций, а также при неоднородном распределении коэффициента интенсивности напряжений вдоль фронта трещины.

Методики, нормативные документы и национальные стандарты
в области прочности и ресурса оборудования атомных энергетических установок, разработанные НИЦ «КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ» – ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ»:

   Методики, нормативные документы и национальные стандарты для оценки целостности, прочности и ресурса оборудования атомных энергетических установок

  Методики, нормативные документы и национальные стандарты для экспериментального определения и прогнозирования служебных свойств конструкционных   материалов атомных энергетических установок