ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б. Н. Ельцина», Екатеринбург, Россия:
Ал. В. Серебряков, канд. техн. наук, доцент кафедры ОМД

Г. В. Шимов, канд. техн. наук, доцент кафедры ОМД, эл. почта: g.v.shimov@urfu.ru

ОАО «Первоуральский новотрубный завод», Первоуральск, Россия:
Ан. В. Серебряков, канд. техн. наук, начальник группы новых видов труб для атомной энергетики, эл. почта: Andrey.serebryakov@chelpipe.ru

Парогенератор является одним из основных элементов оборудования АЭС. Проектный срок службы парогенератора составляет 30 лет. Одним из основных требований Федеральной целевой программы развития атомного энергопромышленного комплекса России является обеспечение гарантированной безопасности АЭС и повышения срока службы энергоблоков с 30 до 60 лет и более. В процессе эксплуатации парогенератора имеет место зарождение и развитие коррозионных дефектов теплообменных труб (ТОТ). Основной причиной появления этих дефектов является коррозионное растрескивание металла под напряжением (КРН) — разрушение металла при одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающих напряжений в поверхностном слое трубы. Одним из основных факторов, влияющим на развитие коррозионного растрескивания в трубах, является наличие растягивающих напряжений в поверхностном слое металла. Растягивающие напряжения на поверхности труб складываются из рабочих напряжений, возникающих из-за перепада давления, и термических — из-за температурного градиента в стенке трубы, а также из остаточных напряжений, возникающих при производстве труб. Совместное воздействие этих напряжений определяет напряженное состояние в поверхностном слое трубы. Для повышения стойкости труб против коррозионного растрескивания необходимо снижение растягивающих, а лучше — создание сжимающих остаточных напряжений в трубах. Представлена методика оценки остаточных напряжений в трубах после безоправочного волочения. Методика позволяет прогнозировать распределение остаточных напряжений по сечению стенки трубы, тем самым проводить оценку технологии относительно остаточных напряжений. Показана актуальность дальнейшей разработки методики оценки остаточного напряженного состояния для различных способов изготовления труб.

Работа выполнена в рамках базовой части Государственного задания № 11.9538.2017/8.9, поддержана программой 211 Правительства РФ (соглашение № 02.A03.21.0006).

1. Карзов Г. П., Суворов С. А., Федорова В. А. Зарождение и развитие коррозионного растрескивания в металле теплообменных труб парогенераторов типа ПГВ-1000 в стояночных и нестационарных режимах эксплуатации // Сб. тезисов докл. 8-го Междунар. семинара по горизонтальным парогенераторам (19–21 мая 2010 г.). — Подольск : Гидропресс, 2010. — 66 с.
2. Неклюдов И. М., Ажажа В. М., Ожигов Л. С., Митрофанов А. С. Эксплуатационные повреждения теплообменных трубок и сварных соединений в парогенераторах энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 // Проблемы прочности. 2008. № 2. С. 105–111.
3. Буркин С. П., Шимов Г. В., Серебряков Ал. В., Серебряков Ан. В. Влияние электроконтактного нагрева с одновременным растяжением на остаточные напряжения в трубах из нержавеющей стали // Металлург. 2015. № 8. С. 59–63.
4. Буркин С. П., Логинов Ю. Н., Тропотов А. В. и др. Анализ способов определения и устранения остаточных напряжений в трубных заготовках // Достижения теории и практике трубного производства : мат-лы 1-й Рос. конф. по трубному производству «Трубы России — 2004». — Екатеринбург : Изд-во Уральского гос. ун-та, 2004. С. 87–97.
5. Gary S. Schajer. Practical Residual Stress Measurement Methods. — University of British Columbia, Vancouver, Canada: A John Wiley & Sons, Ltd., Publication, 2013. — 310 p.
6. Буркин С. П., Шимов Г. В., Андрюкова Е. А. Остаточные напряжения в металлопродукции : учеб. пособие. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. — 248 с.
7. Шимов Г. В. Разработка технологии финишной обработки теплообменных труб из нержавеющей стали : дис. ... канд. техн. наук. — Екатеринбург, 2013. — 178 с.
8. Рудской А. И., Лунев В. А., Шаболдо О. П. Волочение : учеб. пособие. — СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2011. — 126 с.
9. Konovalov D. A., Smirnov S. V., Konovalov A. V. Determination of metal strain-hardening curves from conical-indenter impression results // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2008. Vol. 44, Iss. 12. P. 847–853. DOI: 10.1134/s1061830908120073
10. Shimov G. V. Rapid Method for Determining the Distribution of Residual Patterns in Pipes. Materials Performance and Characterization. 2018. Vol. 4. No. 7. DOI: 10.1520/MPC20170050
11. Мальцев В. В., Митберг Б. Я., Миронов В. Г. и др. Освоение стана ХПТ 10-45 для прокатки труб из коррозионностойких сталей на производстве АО «Первоуральский новотрубный завод» // Черные металлы. 2018. № 3. С. 50–56.
12. Серебряков Ан. В., Мальцев В. В., Бажуков И. Н. и др. Бесшовные нержавеющие трубы в бухтах для СПГ-оборудования // Черные металлы. 2019. № 9. С. 30–34.