Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Обоснование расчетов скорости эрозионно-коррозионного износа и остаточного ресурса трубопроводов аэс по данным эксплуатационного контроля

28.03.2016 2016 - №02 Моделирование процессов в объектах ядерной энергетики

В.И. Бараненко О.М. Гулина Н.Л. Сальников О.Э. Мурзина

УДК: 621.311.25:621.039.620.193.1

Эрозионно-коррозионный износ (ЭКИ) – сложный механизм повреждения элементов оборудования и трубопроводов АЭС.

ЭКИ определяется такими факторами, как коррозия металла, гидродинамика потока, геометрия элементов оборудования и трубопроводов, используемый водно-химический режим (ВХР), длительность эксплуатации, химический состав металла, толщина отложений продуктов коррозии и др.

Рассмотрены подходы к оценке скорости ЭКИ по данным контроля.

Исследование направлено на обоснование методики расчета скорости ЭКИ в условиях неопределенности, связанной с методикой и средствами контроля. Отсутствие методики расчета скорости ЭКИ не позволяет верифицировать расчетные программы, а также использовать РД о минимально допустимых толщинах [1] для оценки остаточного ресурса.

Обработка данных замеров позволила определить основные показатели эрозионно-коррозионного процесса, такие как значения утонений и утолщений, скоростей уменьшения и увеличения толщин стенок, остаточного срока эксплуатации трубопроводов до момента достижения минимально допустимых толщин.

Уменьшение толщин определяется коррозией металла, увеличение – формированием отложений продуктов коррозии.

Параллельно с процессом утонения стенок вследствие ЭКИ идет процесс отложения продуктов коррозии на внутренней поверхности элемента.

Наличие этого процесса приводит к тому, что остаточный ресурс элементов оборудования в условиях отложений формально возрастает.

Однако реальное состояние стенки под слоем отложений и ее начальная толщина неизвестны.

Для приближения результатов расчетов к реальности необходимо использовать обоснованную методику расчета скорости ЭКИ по данным контроля.

Проведенное исследование позволило предложить методику расчета скорости ЭКИ с учетом технологических допусков на размер и влияния отложений на начальные и минимальные толщины.

Для расчета остаточного ресурса введен коэффициент безопасности, учитываемый по той же причине в международной практике.

Введение поправочных коэффициентов позволяет повысить консервативность расчетов ресурсных характеристик примерно в 2,5 раза по сравнению с расчетами на основании номинальных толщин.

Ссылки

  1. РД ЭО 1.1.2.11.0571-2010 «Нормы допускаемых толщин стенок элементов трубопроводов из углеродистых сталей при эрозионно-коррозионном износе». - М.: ВНИИАЭС. - 2012, 104 с.
  2. Sweden country presentation IAEA FAC RCM 2. On the risk of using grid measurements when close to allowable minimum wall thickness. Germany, Erlangen, 2014.06.05.
  3. Rusc аk M., Splichal K., Kaplan J. The complex approach to the flow accelerated corrosion in Czech nuclear power plants / Proceed. of specialists meeting organized by the Inter. Atomic Energy Agency. 19-22 Sept. 1994, IAEA Vienna held in Kiev. – Ukraina, 1994. – PP. 215-228.
  4. Ruscak M., Kaplan J., Kadec ka P. Complex Approach to the Lifetime Evaluation of WWER secondary Piping due to Erosion-Corrosion. / Proceed. of the IAEA Specialists Meeting on Erosion/Corrosion of Nuclear Power Plant Components. – Russian Federation, Vladimir. Sept. 13-16, 1996. – PP. 24-30.
  5. Русжак M. Решение проблематики эрозионной коррозии трубопроводов второго контура атомных электростанций. // Институт ядерных исследований. – Чешская республика, Ржеж, 1995. – 16 с.
  6. Recommendation for an Effective Flow-Accelerated Corrosion Program (NSAC-202L-R1). 1301-01. Nov. 1996. 59 p.
  7. Recommendation for an Effective Flow-Accelerated Corrosion Program (NSAC-202L-R2). 1011838. Apr. 1999. 90 p.
  8. Recommendation for an Effective Flow-Accelerated Corrosion Program (NSAC-202L-R3). 1011838. May 2006. 92 p.
  9. Recommendation for an Effective Flow-Accelerated Corrosion Program (NSAC-202L-R4) / 3002000563. Technical Report, November 2013. 94 p.
  10. Case of ASME. Boiler and Pressure Vessel Code. CASE N-480. May 10, 1990. PP. 787-795.
  11. Case of ASME Requirments for Analiyical Evaluation of Pipe Wall Thinning. Section XI, Devision 1. CaseN-597-2. November 10, 2003. 13 p.

эрозионно-коррозионный износ отложения продуктов коррозии данные толщинометрии методика расчета скорости ЭКИ остаточный ресурс минимально допустимые толщины