ГОСТ Р 59115.10-2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОБОСНОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Уточненный поверочный расчет на стадии проектирования

Rules for strength assessment of equipment and pipelines of nuclear power installations. Confirmatory analysis on stage of design

ОКС 27.120.99

Дата введения 2022-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" им.И.В.Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 322 "Атомная техника"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2021 г. N 1173-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии не несет ответственности за патентную чистоту настоящего стандарта. Патентообладатель может заявить о своих правах и направить в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии аргументированное предложение о внесении в настоящий стандарт поправки для указания информации о наличии в стандарте объектов патентного права и патентообладателе

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

Настоящий стандарт взаимосвязан с другими стандартами, входящими в комплекс стандартов, регламентирующих обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает требования к проведению уточненных поверочных расчетов на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок на стадии проектирования, на которые распространяется действие федеральных норм и правил [1].

1.2 Настоящий стандарт следует применять совместно с ГОСТ Р 59115.9 для оборудования и трубопроводов, которые подвергаются облучению до флюенса не более 1·10 нейтр·м для материалов ферритного класса и не более 2·10 нейтр·м для материалов аустенитного класса при E0,1 МэВ.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 59115.1 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Термины и определения

ГОСТ Р 59115.2 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Модуль упругости, температурный коэффициент линейного расширения, коэффициент Пуассона, модуль сдвига

ГОСТ Р 59115.3 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Кратковременные механические свойства конструкционных материалов

ГОСТ Р 59115.4-2021 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Длительные механические свойства конструкционных материалов

ГОСТ Р 59115.5 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Расчетные характеристики циклической и длительной циклической прочности конструкционных материалов

ГОСТ Р 59115.6 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Методы определения характеристик трещиностойкости конструкционных материалов

ГОСТ Р 59115.8 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Расчет по выбору основных размеров

ГОСТ Р 59115.9-2021 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Поверочный расчет на прочность

ГОСТ Р 59115.14 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Расчет на сопротивление хрупкому разрушению корпуса водо-водяного энергетического реактора

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 59115.1, ГОСТ Р 59115.2, ГОСТ Р 59115.3, ГОСТ Р 59115.4, ГОСТ Р 59115.6 и ГОСТ Р 59115.9, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 вторичная нагрузка: Нагрузка на элемент, обусловленная физическими воздействиями, приводящими к самоуравновешенным полям напряжений (остаточные сварочные напряжения, температурные напряжения, напряжения, обусловленные радиационным распуханием).

3.2 деформация ползучести: Необратимая деформация, возникающая в материале под действием напряжения в условиях ползучести с течением времени.

3.3 критическое событие: Событие, которое может привести к снижению прочности или нарушению прочности, либо к недопустимому изменению размеров элемента (компонента).

Примечание - Критическим событием является любое событие из следующего перечня: зарождение трещины при статическом нагружении в условиях ползучести, зарождение трещины при циклическом нагружении в условиях взаимодействия ползучести и усталости, зарождение трещины в результате достижения предельной величины накопленной односторонней деформации при термоциклическом нагружении, нестабильное развитие трещины, потеря несущей способности, достижение предельных изменений размеров элемента (компонента).

3.4 критическое событие "Зарождение трещины при статическом нагружении в условиях ползучести": Состояние элемента (компонента), при котором в какой-либо его зоне перестают выполняться условия прочности по критерию зарождения трещины по механизму ползучести.

3.5 критическое событие "Зарождение трещины при циклическом нагружении в условиях взаимодействия ползучести и усталости": Состояние элемента (компонента), при котором в какой-либо его зоне перестают выполняться условия прочности по критерию зарождения трещины по механизму, характеризующемуся взаимным ускорением накопления повреждений при усталости и ползучести.

3.6 критическое событие "Зарождение трещины в результате достижения предельной величины накопленной односторонней деформации при термоциклическом нагружении": Состояние элемента (компонента), при котором в какой-либо его зоне перестают выполняться условия прочности по критерию зарождения трещины при одностороннем накоплении деформации при термоциклическом нагружении.

3.7 критическое событие "Нестабильное развитие трещины": Состояние элемента (компонента), когда в какой-либо его зоне в процессе эксплуатации происходит нестабильное, т.е. не требующее увеличения нагрузки, развитие имеющейся в этой зоне трещины.

3.8 критическое событие "Потеря несущей способности": Состояние элемента (компонента), при котором его дальнейшее деформирование происходит без дополнительного нагружения.

3.9 критическое событие "Достижение предельных изменений размеров": Достижение элементом (компонентом) в процессе эксплуатации такого изменения его размеров, при котором нарушается нормальное функционирование этого и (или) соседних элементов (компонентов).

3.10 пластическая деформация: Необратимая деформация, вызванная напряжением при превышении предела текучести и определяемая на основе теории пластичности.

3.11 повреждающая доза: Интегральная характеристика, отражающая степень радиационного повреждения металла, определяемая как накопленное за определенное время число смещений каждого атома кристаллической решетки под действием нейтронного и гамма-излучения.

Примечание - Повреждающая доза зависит от спектра ионизирующего излучения, времени облучения, числа атомов в единице объема, сечения столкновений, вызывающих смещения.

3.12 расчет в упругой постановке: Расчет по определению напряженно-деформированного состояния элемента (компонента) в предположении упругого поведения материала на основе теории упругости.

3.13 расчет в вязкоупругой постановке: Расчет по определению напряженно-деформированного состояния элемента (компонента) в предположении вязкоупругого поведения материала на основе теорий упругости и ползучести.

3.14 расчет в упруго-вязкопластической постановке: Расчет по определению напряженно-деформированного состояния элемента (компонента) в предположении упруго-вязкопластического поведения материала на основе теорий упругости, ползучести и пластичности.

3.15 расчетный дефект: Дефект в виде трещины (полуэллиптической или четверть эллиптической формы) с заданными размерами полуосей, расположением и ориентацией, постулируемый в рассматриваемом элементе (компоненте) с целью расчета на нестабильное развитие трещины и потерю несущей способности, в том числе с учетом стабильного роста трещин.

3.16 расчетная модель, расчетная схема: Идеализированное описание компонента, используемое для расчета на прочность оборудования и трубопроводов и учитывающее реализующуюся при эксплуатации совокупность параметров нагружения (значения механических нагрузок, температур, дозы радиационного облучения, количество циклов нагружения и т.д.), геометрию и граничные условия.

3.17 референсное напряжение: Эффективное напряжение, действующее в компоненте с трещиной и отражающее степень нагруженности компонента вплоть до потери его несущей способности.

     4 Сокращения и обозначения

4.1 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

АЭУ - атомная энергетическая установка;

ГМО - головная материаловедческая организация;

КИН - коэффициент интенсивности напряжений;

МВФ - метод весовых функций;

НДС - напряженно-деформированное состояние;

ННУЭ - нарушение нормальных условий эксплуатации;

НУЭ - нормальные условия эксплуатации;

НЭК - неразрушающий эксплуатационный контроль.

4.2 Обозначения

4.2.1 Геометрические параметры:

, - размеры малой и большой полуоси расчетной трещины, мм;

, - начальные размеры малой и большой полуоси расчетной трещины, мм;

- максимально возможный размер дефекта технологического происхождения (в сварном шве), мм;