Вероятность существования дефектов, приводящих к разрушению сосуда давления без возникновения течи

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. Для обеспечения безопасности атомной станции на основании требований норм и правил в области использования атомной энергии для трубопроводов первого контура ядерного реактора в проекте должна применяться концепция «течь перед разрушением». Ее основная идея - предотвращение внезапного разрыва трубопроводов контура теплоносителя реактора - состоит в обосновании того факта, что разрыву предшествует образование стабильной сквозной трещины, выявляемой предусмотренными средствами контроля течи. При обосновании концепции предполагается, что «разрушение без течи» - невозможное событие. В статье приводится метод определения вероятности события разрушения без течи. Цель - оценить вероятность существования дефекта, который может привести к разрушению сосуда или трубопровода давления без возникновения течи, а также вероятность разрушения без течи за известное количество циклов нагружения. Методы. Для систематизации данных, полученных разными методами неразрушающего контроля, использовались консервативные допущения, позволяющие установить площадь обнаруженных дефектов. На основании полученных размеров дефектов вычислялись области размеров дефектов, которые могут определить сценарии подроста трещин. Используя методы математической статистики, определялась вероятность существования дефекта, который может привести к разрушению без течи. На основе методов теории надежности проведено сравнение полученной вероятности разрушения с допускаемым значением. Результаты. Разработан метод обработки данных неразрушающего контроля на основе оценки площади обнаруженных дефектов для систематизации данных, полученных разными методами неразрушающего контроля. Определен критерий развития трещин по сценарию «течь перед разрушением». Разработан метод определения вероятности существования дефекта, который может привести к разрушению без течи. Рассмотрен пример расчета на основе трубопроводов питательной воды.

Об авторах

Дмитрий Александрович Кузьмин

Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций

Автор, ответственный за переписку.
Email: rodionova_m@bk.ru
SPIN-код: 3207-3489

начальник отдела прочностной надежности АЭС, кандидат технических наук

Российская Федерация, Москва, ул. Ферганская, д. 25

Марина Владимировна Верташенок

Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций

Email: rodionova_m@bk.ru
SPIN-код: 4576-0036

главный специалист отдела прочностной надежности АЭС

Российская Федерация, Москва, ул. Ферганская, д. 25

Список литературы

  1. Getman A.F. Safety concept “leak before break” for NPP pressure vessels and pipelines. Moscow: Energoatomizdat Publ.; 1999. (In Russ.)
  2. Kuzmin D.A. Investigation of the conditions of safety ensure of the main circulating pipeline on the basis of the LBB concept. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2016;(5):16–23. (In Russ.)
  3. Heckmann K., Sievers J. Leakage assessment in leak-before-break analysis. Atomwirtschaft. 2019;64(10):482.
  4. Ferreira da Silva I.G., Andrade A.H.P., Monteiro W. Leak-before-break methodology applied to different piping materials: a performance evaluation. Frattura ed Integrità Strutturale. 2019;13(50):46–53. https://doi.org/10.3221/IGF-ESIS.50.06
  5. Yin S., Weng Y., Song Z., Cheng B., Gu H., Wang H., Yao J. Mass transfer characteristics of pipeline leak-before-break in a nuclear power station. Applied Thermal Engineering. 2018;142:194-202. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2018.06.077
  6. Velez E., Carnicero A., Perera R. Elemental crack advance assessment and verification for its use in LBB analysis. Nuclear Engineering and Design. 2020;363:110622. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2020.110622
  7. Hong S., Kim J., Kim M.-W., Kim H.-D., Lee B.-S., Kim M.-C. Evaluation of LBB characteristics of candidate materials for main steam line piping in Korea nuclear power plants. International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2020;188:104226. https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2020.104226
  8. Zhang J., Wang M., Zhang Z., Sun H., Wu Y.W, Tian W.X., Qiu S.Z., Su G. A comprehensive review of the leak flow through micro-cracks (in LBB) for nuclear system: morphologies and thermal-hydraulic characteristics. Nuclear Engineering and Design. 2020;362:110537. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2020.110537
  9. Dubyk Y. Application of probabilistic leak-before-break for WWER-1000 unit. Procedia Structural Integrity. 2019;22:275–282. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2020.01.035
  10. Li C., Shen Y., He Y., Zhang T., Liu J., Chang L. Study on leak rate in LBB analysis of welded pipe. IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 2018;382(3):032020. https://doi.org/10.1088/1757-899X/382/3/032020
  11. Tatu A., Kim J., Kim T. Analysis of double-ended guillotine break at a direct vessel Injection line of ATLAS. Kerntechnik. 2018;83(1):4–14. https://doi.org/10.3139/124.110849
  12. Arkadov G.V., Getman A.F., Rodionov A.N. Reliability of NPP equipment and pipelines and optimization of their life cycle (probabilistic methods). Moscow: Energoizdat Publ.; 2010. (In Russ.)
  13. Kuzmichevsky A.Yu., Getman A.F. Determination of quantitative indicators of reliability according to the criteria for destruction, leakage, or detection of a defect in operation. Industrial Laboratory. Diagnostics of Materials. 2010; 76(10):42–46. (In Russ.)
  14. Getman A.F. Service life of NPP vessels and pipelines. Moscow: Energoatomizdat Publ.; 2000. (In Russ.)
  15. Volchenko V.N. Probability and reliability of the assessment of the quality of metal products. Moscow: Metallurgiya Publ.; 1987. (In Russ.)
  16. Troshchenko V.T., Sosnovskij L.A. Fatigue resistance of metals and alloys: guide (part 1). Kiev: Naukova dumka Publ.; 1987.
  17. Elishakoff I. Safety factors and reliability: friends or foes? Dordrecht: Kluwer Academic Publishers; 2004. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-2131-2
  18. Kuzmin D.A., Kuzmichevsky A.Yu., Vertashenok M.V. Investigation of the probability of existence of defects with a size exceeding the allowed value. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2020;16(5):414–423. https://doi.org/10.22363/1815-5235-2020-16-5-414-423

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».