Костеневич О. С. Математичне моделювання залишкових напружень в зоні антикорозійних наплавлень корпусу реактора ВВЕР-1000.

Дисертація присвячена вирішенню актуальної проблеми визначення залишкових напружень (ЗН) в зоні антикорозійних наплавлень корпусу реактора (КР) ВВЕР-1000 від дугового наплавлення та їх перерозподіл після термообробки з урахуванням мікроструктурних фазових перетворень та варіації технологічних параметрів. На основі математичного моделювання визначено мікроструктурний склад та кінетику при фазових перетвореннях корпусної сталі 15Х2НМФА при характерних термічних циклах наплавлення для різних ділянок КР – циліндричної, де застосовувалось автоматичне наплавлення під флюсом стрічковими електродами, та зони патрубків, яка наплавлялась ручним дуговим наплавленням покритими електродами. Результати розрахунків показали, що в зоні термічного впливу (ЗТВ) основного матеріалу КР при наплавленні утворюється бейнітно-мартенситна структура. Було проведено валідацію результатів розрахунку мікроструктури з експериментальними даними дилатометричного аналізу розпаду аустеніту при охолодженні та металографії зразків сталі 15Х2НМФА. Вперше, за результатами експериментальних досліджень побудовано термокінетичні діаграми розпаду аустеніту сталі 15Х2НМФА для характерних зварювальних швидкостей охолодження, на основі яких експериментально підтверджено формування бейнітно-мартенситної структури в ЗТВ сталі 15Х2НМФА при дуговому наплавленні. Вперше отримані результати математичного моделювання залишкових напружень з урахуванням мікроструктурних фазових перетворень та варіації режимів наплавлення і параметрів термообробки корпусу реактора ВВЕР-1000. В порівнянні з існуючими даними основними відмінностями, отриманими в результаті розрахунку залишкових напружень після наплавлення і термообробки, являються нерівномірність їх розподілу в поперечному напрямку наплавлення, пов’язана з періодичністю накладання валиків, глибша зона напружень розтягу, особливо для стрічкового наплавлення, а також наявність зон залишкових напружень стиску в ЗТВ основного матеріалу внаслідок утворення бейнітно-мартенситної мікроструктури. Для двох різних ділянок КР – циліндричної частини КР та внутрішньої поверхні патрубків Ду850 з галтелями запропоновано спрощені характерні розподіли ЗН після операцій антикорозійного наплавлення та термообробки за режимом високого відпуску тривалістю витримки 20 год при температурі 650°С. Встановлено, що використання уточнених даних по розподілу залишкових напружень з урахуванням мікроструктурних фазових перетворень при антикорозійному наплавленні корпусу реактора ВВЕР-1000 дозволяє знизити консерватизм оцінки опору крихкому руйнуванню при аварійних ситуаціях «термошок» для піднаплавочних тріщин, особливо малої глибини (до 7 мм).