|
Рис.6.8.
Зависимости экспериментальной и рассчитанной по формуле (6.2)
деформации ползучести (а) и ТКЛР, измеренного при 530°С (б), от флюенса
нейтронов.
167
Рис.6.9.
Зависимости относительного изменения длины образцов-свидетелей и
квазисвободных образцов (а), рассчитанные по ф.(6.4) и (6.5), и зависимость
исправленной деформации ползучести (б), рассчитанной по ф.(6.3), от флюенса
нейтронов.
Отклонение от линейности зависимости деформации ползучести от
флюенса наблюдалось авторами и других работ, например [180]. Ими было
выдвинуто предположение о том, что при облучении под воздействием
нагрузки существенно изменяется структура графита, прежде всего пористая
подсистема, что приводит к дополнительным размерным изменениям.
Поэтому деформация ползучести, определенная по формуле (6.1), будет
включать в себя и деформацию, связанную с дополнительными
структурными изменениями нагруженных образцов по сравнению с
образцами-свидетелями. Для корректного определения деформации
ползучести в формуле (6.1) усадка образцов-свидетелей (Δ
l / l
)
свид
должна
быть заменена на усадку неких идеализированных образцов, которые
облучаются без нагрузки, но при этом их структура изменяется так же, как у
нагруженных
образцов
(далее
такие
образцы
будем
называть
квазисвободными и обозначать их размерные изменения
(
Δ
l / l
)
квазисв
):
ε
исп
= (Δ
l /l
)
нагр
- (Δ
l/ l
)
квазисв
,
(6.3)
Ввиду невозможности прямого экспериментального определения
Δ
l
/
l
квазисв
она была рассчитана с использованием теории Симмонса [181, 182]
по методике, предложенной в [59]. Теория Симмонса устанавливает связь
между размерными изменениями и ТКЛР поли- и монокристаллического
графита. Основу теории составляют уравнения:
(6.4)
168
где
А
x
(
Ф
)
– коэффициент, учитывающий текстуру и пористость и
зависящий от флюенса; α
с
, α
a
– ТКЛР монокристаллического графита в
направлении осей
с
и
а
; α
x
и Δ
lx/lx
- ТКЛР и размерные изменения
поликристаллического графита в некотором направлении
x
; Δ
Xc/Xc ,
Δ
Xа/Xа
-
относительные размерные изменения кристаллитов в направлении осей
с
и
а
.
Выражая
Аx(
Ф
)
из первого уравнения и подставляя во второе, получаем
уравнения для определения скорости размерных изменений образцов
свидетелей и квазисвободных образцов:
(6.5)
где
α
x
нагр
- ТКЛР нагруженных образцов. С использованием описанной
методики были рассчитаны зависимости усадок
(
Δ
l / l
)
квазисв
и
(
Δ
l / l
)
свид
от
флюенса.
Зависимости ТКЛР при 530°С от флюенса представлены на рис.6.8,б, из
которого видно, что для обоих направлений вырезки ТКЛР нагруженных
образцов существенно больше таковых для образцов-свидетелей. Для
расчетов полученные зависимости были аппроксимированы полиномами
третьей степени, графики которых также приведены на рис.6.8,б.
В качестве размерных изменений кристаллитов Δ
Xc/Xc ,
Δ
Xа/Xа
были
использованы
данные
по
пирографиту
из
работ
[183,
184],
интерполированные на температуру облучения 530°С. Значения ТКЛР
кристаллитов были приняты постоянными α
с
= 24
⋅
10
-6
К
-1
, α
а
= -1
⋅
10-6 К
-1
, так
как они не зависят от флюенса при температуре облучения выше 300°С [165].
После численного интегрирования уравнений (6.5) были получены
зависимости
(
Δ
l / l
)
квазисв
и
(
Δ
l / l
)
свид
от флюенса нейтронов. Расчетные
169
кривые для образцов-свидетелей хорошо согласуются с экспериментальными
точками, что подтверждает корректность выбора исходных данных для
расчета (рис.6.9,а). Также отмечено, что зависимости размерных изменений
квазисвободных образцов лежат значительно выше соответствующих
зависимостей образцов-свидетелей.
Зависимость исправленной деформации ползучести, определенной по
формуле (6.3), значительно приблизилась к линейной зависимости
(рис.6.9,б). По результатам линейной аппроксимации методом наименьших
квадратов были определены скорости деформации ползучести для образцов
параллельной и перпендикулярной вырезки, составившие (1,6
±
0,2)
⋅
10
-29
и
(2,5
±
0,3)
⋅
10
-29
МПа
-1
⋅
м
2
соответственно.
Следует отметить, что использование полученных в работе уточненных
значений скорости радиационной ползучести в предварительных расчетах
НДС графитовых блоков явилось одним из основных факторов, благодаря
которым была показана возможность продления ресурса графитовых кладок
***
В ходе работы, изложенной в данной главе, ввиду большого объема
получаемых экспериментальных данных возникла необходимость создания
базы данных для их хранения и упрощения процесса их обработки и анализа.
Она была построена по технологии клиент-сервер на основе свободно
распространяемого SQL-сервера Firebird. Архитектура базы данных
ориентирована на структуру эксперимента и позволяет отразить изменение
свойств образцов, получаемых в результате измерений на различных этапах
эксперимента. Все полученные в ходе экспериментов результаты были
внесены в базу данных.
Для обработки первичных данных, помещаемых в базу, была
разработана программа-клиент, которая позволяет выбирать и сортировать
170
результаты экспериментов по различным критериям, проводить их
простейшую статистическую обработку и выводить экспериментальные
данные в виде зависимостей свойств от флюенса нейтронов и температуры.
Созданная база войдет в состав новой версии «Норм расчета на прочность
типовых узлов и деталей из графита уран-графитовых канальных реакторов»,
на основании которых будет уточнен ресурс графитовых кладок реакторов.
171
ПРИЛОЖЕНИЕ I
Do'stlaringiz bilan baham: | 
