Gyártási eredetű folytonossági hiányok szerepe a reaktortartályok biztonságának elemzésében Dr. Trampus Péter 3. AGY Tengelic, június 1-2.

Tartalom Reaktortartály biztonsága Integritás elemzés valószínűségi modellje Hiba előfordulás, hibanagyság eloszlás A kezdetek (Marshall jelentés) Tapasztalatok összegzése Kutató munka az eloszlások javítására Kísérleti eredmények Következtetések

Reaktortartály biztonsága Ridegtöréssel szembeni biztonság Átmeneti üzemmódok veszélyessége –PTS (Pressurized Thermal Shock) –Indítás, leállítás Sajátosság: sugárkárosodás –Elridegedés –Szívós-rideg átmeneti hőmérséklet eltolódás Szerkezeti integritás elemzés: –Hőmérséklet- és feszültségmezők –Anyagtulajdonságok –Repedések

Terhelési körülmények Anyag- tulajdonságok Repedések Törés-mechanika Termohidraulikai számítások Mechanikai vizsgálatok Roncsolásmentes vizsgálatok Tranziensek kiválasztása p, T, α (t, x, y,z) K Ic, K Jc, K Ia, T k a, l, x, y, z KIKI Anyagtudomány K Ic > K I Sugárkárosodás T > T k

Szerkezeti integritáselemzése Szerkezeti integritás elemzése Determinisztikus módszer –Konzervatív feltételezések (tranziens, referencia görbe, repedés) Valószínűségi módszer –PTS-hez vezető események gyakorisága –Kiválasztott események termohidraulikai számításai –Gyártási eredetű hiányok eloszlása –Valószínűségi törésmechanikai számítások –Feltételes tartály meghibásodás (átmenő repedés) gyakoriság = zóna károsodás

0 0,25 0,5 0,75 1,0 Repedés mélység és falvastagság hányados, a/t T F б KIKI K Ic K Ia repedés- megindulás (mély repedés) repedésmegállás repedés- megindulás (kis repedés) belső felület Az elemzés fő paraméterei a tartáyfal mentén (elvi ábra) T, σ, K, F eloszlása: normál Repedés gyakoriság: exponenciális

Repedések jelenlétének valószínűsége Gyártási folyamatból eredő repedések gyakorisága: A (a) Meg nem talált repedések gyakorisága: B (a) Repedés gyakorisága: N = repedések száma térfogat egységenként V = térfogat

Marshall jelentés: Első jelentés, 1976 A (a) = 0,16 ∙ e -0,16a (1) Második jelentés, 1982 A (a) = (1) és (6) között B (a) = 0, ,995 ∙ e -0,113a

Marshall jelentés számai Repedések száma: 0,4 m -3 – 40 m -3 - reaktor gyártók számai ~1,2 m -3 - (1) görbe Repedések mérete: –Többnyire kicsi –Eloszlásuk monoton csökkenő a méret növekedésével (exponenciális) –Összes repedés egy nagyságrenden belül –Legnagyobb bizonytalanság a nagy méretek esetében van (nem találtak nagy méretű repedést)

Eloszlások javítása 10 CFR és Reg. Guide (1983) 15 év tapasztalatainak összegzése Az eredmény legnagyobb bizonytalanságát –a hiba nagyság eloszlás, –a hiba helyzet eloszlás, és –a hiba előfordulás sűrűség adja Intenzív kutatómunka az előző eloszlások javítására (U.S. NRC, ORNL, PNNL)

Felhasznált reaktortartályok Alkalmazott hegesztési eljárások: fogyóelektródás ívhegesztés bevont elektródával fedett ívű hegesztés villamos salakhegesztés

Shoreham axiális varrat metszete

Vizsgálati program Kivágott varrat próbatestek ultrahangos vizsgálata –SAFT (Synthetic Aperture Focusing Technique), Mesterséges hangréses fókuszáló módszer (MSZ EN 583-2) –Nagyon érzékeny (nagy fókuszáló vizsgálófejet szimulál a nem fókuszált hangtérrel végzett letapogatás digitális jelfeldolgozása útján) Eredmények validálása –Kiegészítő roncsolásmentes vizsgálatok (RT) –Roncsolásos vizsgálatok Alapanyag vizsgálata (tervezve)

A technológia főbb jellemzői Közel normál besugárzás az összeolvadási felület irányából (alapanyag lemunkálva) 5 MHz, Ø6,4 mm, longitudinális hullám Letapogatás 0,5 mm lépésenként (mindkét irányban) Beállítás: KHF (1/4t, 1/2t és 3/4t), ÖRG RH = ÖRG – 30 dB

Shoreham indikációk eloszlása (~4000) Mikroszerkezeti indikációk eloszlása ΔE = 20 dB ΔE m = 30 dB

Repedésgyakoriság (PVRUF validált) Repedés gyakoriság (PVRUF validált)

Következtetések Több mint 7000 indikáció 97% esetében a < 3,5 mm Nagy többségük az összeolvadási felület környezetében Legnagyobb hibák a javítási helyeken: a > 7 mm A tartályok hasonlítottak egymásra Különbözőség (pl. Shoreham és PVRUF) oka a gyártás eltérő időpontja Hiba előfordulás sűrűsége lényegesen nagyobb, mint a Marshall jelentésben közöltek Minden hiba beágyazott (korábban felületre nyitott hibákat feltételeztek)