Full scale törésmechanikai vizsgálatok nyomástartó edényekkel Fehérvári Attila

Definíciók Törésmechanika = repedés stabilitásának tudománya Törésmechanika anyagjellemzői : 1.Rugalmasságtani mérőszámok: 1.1.Feszültség intenzitási tényező: K = const [ σ (a) 0,5 ] Φ = K (r, φ )(alacsony feszültségen) 2.Képlékenységtani mérőszámok: 2.1.Folyási feszültség: σ flow (globális) 2.2.J-integrál: J vs. ΔaJ = const [ W/A ] 2.3.Repedés kinyílás: CTOD(lokális) 2.4.Kontrakciós munka: W C (lokális)

Anyagjellemzők adatbankja Cél:Acél- hegesztőanyag- technológiafejlesztés Szerkezetek szilárdsági ellenőrzése (NDT) Vizsgálatok: Statikus terheléssel 0,05…100mm/min sebességtartományban TPB:10… 60mm CT:25…150mm instrumentálás:F – f,F – V,(AE és potenciálmérés) Dinamikus terheléssel 3…7m/sec sebességtartományban TPB:10 mm instrumentálás: F - t

Anyagjellemzők becslése Korreláció elvi alapja: ferrit viselkedése TT (CTOD) vs. TT (KV)

Szilárdsági ellenőrzések 1 K < K Ic 2,5(K Ic /R p ) 2 σ flow < σ meg képlékeny anyag K/K Ic vs. σ flow /σ meg R görbe 2 J < J Ic 50(J Ic / σ flow ) 3 CTOD < CTOD meg meg érték empírikus: W c < W meg tervezési görbe

Dugdale modell 1 K/K Ic CTOD / ε Y 11 ∞ safe Design curve safe σ/RPσ/RP σ/σ flow

Törésmechanika verifikálása tartályok terhelésével Üzemen kívül helyezett tartályok gyémánt tárcsával készült műhibákkal : 1. gáztároló hengeres tartály (lágyacél) 2.gáztároló gömbtartály (C + Mn acél) 3.hőerőmű kazándobja (BHW 38 acél) 4.atomerőművi reaktor modelltartály M=1:2,25 (15H2MFA acél, plattírozva) Vizsgálati feltételek: a)környezeti hőmérséklet b)max.nyomás: próbanyomás

Törésmechanika verifikálása tartályok törésével Ø 1000 mm gömbtartályok gyémánt tárcsával készült műhibákkal : KL 2 (N, R P =260 MPa) 18mm KL 7 (N, R P =355 MPa) 18mm és 25mm DLE 500 (N, R P =500 MPa) 18mm DE 700 (QT, R P =700 MPa) 18mm és 12mm Vizsgálati feltételek: a)fárasztás 4…10 C° hőmérsékleten b)törés -20 C° hőmérsékleten

A gáztároló tartályok jellemzői és terhelése (1) Hengeres tartály (gyártó: Bulitschek és tsa) mérete:ø 1500 x mm (18 m 3 ) falvastagsága: 19 mm anyaga:lágyacél (1942) C Mn R P R m 0,06 0, p max σ H σ H /R P ,75

A gáztároló tartályok jellemzői és terhelése (2) Gömbtartály (gyártó: MVG, Győr) mérete:ø 5760 mm (100 m 3 ) falvastagsága: 22 mm anyaga:St 52.3 (DIN ) C Mn R P R m 0,20 1, p meg p max σ H σ H /R P ,38

Az erőművi tartályok jellemzői és terhelése (3) Bánhidai kazándob (gyártó: Thyssen) mérete:ø 1800 x mm (25 m 3 ) falvastagsága: 85 mm anyaga:BHW 38 (melegalakítás + SR) C Mn Ni Mo V R P R m 0,20 1,350,60 0,40 0, p meg p max σ H σ H /R P ,28

Az erőművi tartályok jellemzői és terhelése (4) Reaktor modelltartály fővízköri csonkot tartalmazó gyűrű (LKM, EG, LÁNG) mérete:ø 1800 falvastagsága: 85 mm anyaga:15H2MFA (melegalakítás + SR) szalagelektródával plattírozva C Mn Cr Mo V R P R m 0,14 0,56 3,10 0,47 0, p meg p max σ H σ H /R P ,37

Lokális feszültségek és műhibák gáztároló tartályokban (1) Hengeres tartály ø 1500 x 19 mm

Lokális feszültségek és műhibák gáztároló tartályokban (2) Gömbtartály ø 5760 x 22 mm műhibák mérete: a = 15 mm 2c = 62 mm műhibák helye:1. alapanyagban varrattal párhuzamosan 2. varratban 3. varratra merőlegesen

Lokális feszültségek és műhibák erőművi tartályokban (3) Bánhidai kazándob ø 1800 x 85 mm hiba helye anyag a 2c 1. terhelés 2.terhelés A membrán palást B hosszvarrat C membrán palást 150 D gallér 60 E belső sarok ejtőcső 36 F membrán palást H 105 K 150 L M 5 N gallér 15 60

Lokális feszültségek és műhibák erőművi tartályokban (4) Reaktor modelltartályø 1800 x 85 mm

Törésig terhelt gömbtartályok tényleges anyagjellemzői CMn CrMo V +Nb Ti BR P KL 2 0,10 0, KL 7 0,18 1, DLE 500 0,20 1,63 0, DE 700 0,17 1,27 0,40 0,32 0,05,

Törésig terhelt gömbtartályok előzetes fárasztása bemetszés fárasztás helye a 2c p max p min n σ max KL 218 BM 7, , KL 718 BM 7, , , , DLE BM 6, , SAW DE BM 7, , SAW FCAW 12 BM 6,