(Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000

(Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000 (Khóa luận tốt nghiệp) Ảnh hưởng của môi trường làm việc đến tuổi thọ của thép Pearlit 10ГН2МФА trong nhà máy điện hạt nhân loại vver – 1000

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT KHOA KỸ THUẬT HẠT NHÂN  BẾ VĂN TUẤN ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG LÀM VIỆC ĐẾN TUỔI THỌ CỦA THÉP PEARLIT 10ГН2МФА TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN LOẠI VVER – 1000 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KỸ THUẬT HẠT NHÂN LÂM ĐỒNG, 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT KHOA KỸ THUẬT HẠT NHÂN  BẾ VĂN TUẤN – 1410722 ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG LÀM VIỆC ĐẾN TUỔI THỌ CỦA THÉP PEARLIT 10ГН2МФА TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN LOẠI VVER – 1000 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KỸ THUẬT HẠT NHÂN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NGUYỄN THỊ NGUYỆT HÀ KHÓA 2014 – 2018 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Đà Lạt, ngày……tháng… năm …… NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Đà Lạt, ngày……tháng… năm …… LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin cảm ơn Quý thầy cô khoa Kỹ Thuật Hạt Nhân Quý thầy cô trường Đại học Đà Lạt nhiệt tình truyền dạy kiến thức tạo môi trường học tập thuận lợi cho em suốt thời gian học tập trường Đại học Đà Lạt trình thực khóa luận tốt nghiệp Em xin bày tỏ biết ơn đến Cô giáo hướng dẫn Nguyễn Thị Nguyệt Hà tận tình hướng dẫn, giúp đỡ động viên truyền đạt vốn kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập thực khóa luận Và cuối cùng, chân thành cám ơn bạn lớp Kỹ Thuật Hạt Nhân K38 gia đình ln sát cánh năm học qua, dành tin tưởng, giúp đỡ để hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Lâm Đồng, tháng 11 năm 2018 BẾ VĂN TUẤN LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Những kết số liệu khóa luận chưa cơng bố dưới hình thức Tơi hồn toàn chịu trách nhiệm trước Nhà trường cam đoan Lâm Đồng, tháng 11 năm 2018 Sinh viên BẾ VĂN TUẤN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT AGR Advanced Gas-cooled Reactor Lò khí graphit cải tiến BWR Boiling Water Reactor Lị nước sơi FBR Fast Breeder Reactor Lị phản ứng tái sinh nhanh GCR GAS-Cooled Reactor Lị khí graphit IAEA International Atomic Cơ quan Năng lượng Energy Agency nguyên tử quốc tế KL Kim loại LPƯHN Lò phản ứng hạt nhân LWGR Lò nước nhẹ graphit Light Water Graphite Reactor NMĐHN PHWR Nhà máy điện hạt nhân Pressurised Reactor Heavy Water Lò nước nặng áp lực PWR Pressurized Water Reactors Lò nước áp lực SCC Stress-Corrosion Cracking Nứt môi trường ăn mịn ứng suất Steam Generator Bình sinh Vodo - Vodyanoi Energetichesky Reaktor Kiểu lò phản ứng nước áp lực thiết kế bởi Nga SG VVER MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN VVER-1000 1.1 Sơ lược lò phản ứng hạt nhân 1.2 Lò phản ứng hạt nhân VVER-1000 1.2.1 Giới thiệu lò phản ứng hạt nhân VVER-1000 1.2.2 Bình sinh 1.2.3 Thép pearlit 10ГН2МФА bình sinh 1.2.4 Mơi trường làm việc bình sinh TÓM TẮT CHƯƠNG CHƯƠNG - SỰ NỨT DO MÔI TRƯỜNG ĂN MÒN VÀ ỨNG SUẤT TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN 2.1 Tổng quan nứt mơi trường ăn mịn ứng suất 2.2 Khởi tạo SCC 11 2.3 Lan truyền SCC 13 2.4 Ảnh hưởng hydro đến thép pearlit 18 2.5 Phương pháp tính tốn tích tụ hydro 20 2.6 Phương pháp tính tốn hệ số cường độ ứng suất 21 TÓM TẮT CHƯƠNG 24 CHƯƠNG - KẾT QUẢ TÍNH TỐN SỰ TÍCH TỤ HYDRO, HỆ SỐ CƯỜNG ĐỘ ỨNG SUẤT VÀ THỜI GIAN LÀM VIỆC CÒN LẠI CỦA THÉP PEARLIT 10ГН2МФА 25 3.1 Kết tính toán nồng độ hydro thép pearlit 25 3.2 Kết tính tốn hệ số cường độ ứng suất 28 3.3 Kết tính tốn mức độ hư hỏng tích tụ hydro thép pearlit 10ГН2МФА 31 3.4 Kết tính tốn thời gian làm việc lại đến hư hỏng 33 TÓM TẮT CHƯƠNG 34 KẾT LUẬN 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình lị phản ứng hạt nhân WWER-1000 Hình 1.2 Bình sinh Hình 2.1 a Vết nứt SCC hạt; b Vết nứt SCC bên hạt Hình 2.2 Sơ đồ trình diễn đỉnh vết nứt .11 Hình 2.3 Sơ đồ mơ tả ba giai đoạn trình nứt SCC 13 Hình 2.4 Sơ đồ biểu diễn mơ hình hấp thụ .16 Hình 2.5 Sơ đồ vỡ hóa học gây rạng nứt liên kết .17 Hình 2.6 Phân tử nước phân tử hydroni 19 Hình 2.7 Các q trình lý hóa diễn đỉnh vết nứt 19 Hình 2.8 Mô tả trạng thái hydro thép pearlit 19 Hình 2.9 Vùng đàn hồi vật liệu 22 Hình 3.1 Sự tích tụ nồng độ hydro thép pearlit theo thời gian .27 Hình 3.2 Sự phụ thuộc hệ số cường độ ứng suất thép pearlit 31 theo thời gian .31 Hình 3.3 Mức độ hư hỏng tích tụ hydro thép pearlit theo thời gian (chỉ tích tụ hydro) 33 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các loại lò sử dụng Bảng 1.2 Các thơng số bình sinh Bảng 1.3 Thành phần hóa học thép 10ГН2МФА, tỉ lệ % Bảng 3.1 Các thơng số để tính nồng độ H2 thép pearlit 25 Bảng 3.2 Kết tính tốn tích tụ nồng độ hydro thép pearlit 25 theo thời gian .25 Bảng 3.3 Các thơng số dùng để tính ảnh hưởng hydro tới hệ số cường độ ứng suất thép pearlit 28 Bảng 3.4 Kết tính tốn ảnh hưởng hệ số cường độ ứng suất thép pearlit theo thời gian 28 Bảng 3.5 Kết ngưỡng hệ số cường độ ứng suất ăn mòn 31 ở số giá trị độ pH 31 Bảng 3.6 Mức độ hư hỏng tích tụ hydro thép pearlit theo thời gian 31 Bảng 3.7 Thời gian làm việc lại đến hư hỏng 33 Trong đó: η số vật liệu môi trường; ν0 độ mở vết nứt Vì hydro di chuyển vào cuối vết nứt nên theo định lý động lực học chất khí số va chạm hydro đỉnh vết nứt bằng: N = nH  H2 (2.26) Với  H2 = pH  H (2.27) Trong đó: pH áp suất hydro;  H mật độ hydro;  H2 tốc độ di chuyển trung bình hydro; nH tổng số nguyên tử hydro trung vùng dẻo Thay công thức (2.27) vào công thức (2.26) thu cơng thức sau: pH N = nH H (2.28) Công thức độ mở vết nứt là:  = 2 K I2 / ( E s ) (2.29) Trong đó: η2 số Từ phương trình (2.28) ta có: KI =  E s 2 (2.30) Thay phương trình (2.25), (2.22), (2.20), (2.17) vào phương trình (2.30) ta thu công thức bán thực nghiệm quan hệ nồng độ hydro hệ số cường độ ứng suất [8]: KI = − C (t )4 DE s  r2  2 Ei  −   Dt  (2.31) Trong đó: σs ứng suất căng áp vào mà độ biến dạng thép không gỉ tăng mạnh; E mô đun Young; Hệ số η2 = 0.21 23 Trong môi trường làm việc thực bình sinh ngồi hydro phản ứng với hợp kim cịn có chất phản ứng với hợp kim, ví dụ Oxy, Clo có khả phản ứng với kim loại tạo thành màng oxit rắn muối clo với kim loại Do đó, song song với q trình khuếch tán hydro, ln ln có q trình cạnh tranh làm tăng lớp màng ăn mòn ở đầu vết nứt  = 3 k2  D0 (2.32) Với: - η số vật liệu môi trường - 3 = CO2 CM , CO nồng độ oxi ở môi trường bên (xét cho trường hợp thép pearlit 10ГН2МФА), CM nồng độ hoạt chất vật liệu (trong trường hợp thép 10ГН2МФА nồng độ hydro) - = V − V0 thay đổi thể tích hợp kim trước sau bị ăn mòn V0 - κν mơ đun đàn hồi thể tích, k = E với γ hệ số Posion cho thép 3(1 − 2 ) không gỉ - 4 = k E Từ giá trị C lim (giá trị nồng độ hydro tới hạn cho phép vật liệu, H2 trường hợp đối với thép pearlit 10ГН2МФА C lim = 3.84 ml/100g.KL) ta có H2 thể tính ngưỡng hệ số cường độ ứng suất ăn mòn thép pearlit, trình bày ở Chương TĨM TẮT CHƯƠNG Trong chương ta tìm hiểu vấn đề sau: - Các giai đoạn hình thành lan truyền vết nứt mơi trường ăn mịn ứng suất áp vào thép pearlit - Tìm hiểu yếu tố môi trường gây phản ứng ở đỉnh vết nứt ảnh hưởng đến hình thành tốc độ lan truyền vết nứt thép pearlit - Tìm hiểu ảnh hưởng hydro tới vật liệu thép pearlit - Nghiên cứu phương pháp tính tốn tích tụ hydro, mức độ hư hỏng, hệ số cường độ ứng suất thời gian làm việc lại đến hư hỏng thép pearlit 24 CHƯƠNG - KẾT QUẢ TÍNH TỐN SỰ TÍCH TỤ HYDRO, HỆ SỐ CƯỜNG ĐỘ ỨNG SUẤT VÀ THỜI GIAN LÀM VIỆC CÒN LẠI CỦA THÉP PEARLIT 10ГН2МФА Trong chương ta tìm hiểu lý thuyết hình thành phát triển vết nứt đối với thép pearlit ảnh hưởng hydro tới thép pearlit Ở chương ta trình bày kết tính tốn ảnh hưởng hydro tới thép pearlit từ cơng thức trình bày ở mục 2.5, 2.6 gồm: tính tốn nồng độ hydro thép pearlit theo thời gian, tính tốn hệ số cường độ ứng suất, tính tốn mức độ hư hỏng tích tụ hydro thép pearlit, thời gian làm việc cịn lại đến hư hỏng 3.1 Kết tính tốn nồng độ hydro thép pearlit Dựa vào cơng thức bán thực nghiệm (2.12) thông số ở bảng 3.1 ta có kết tích tụ nồng độ hydro thép pearlit theo thời gian bảng 3.2 Bảng 3.1 Các thơng số để tính nồng độ H2 thép pearlit [10] Hằng số Giá trị 4.27 0.3137 CH0 (ml/100g.KL điều 0.80 k q kiện bình thường) CHlim2 (ml/100g.KL điều 3.84 kiện bình thường) Bảng 3.2 Kết tính tốn tích tụ nồng độ hydro thép pearlit theo thời gian Thời gian t (tháng) pH = pH = (ml/100g.KL) C H (ml/100g.KL) 0.80 0.80 0.5 1.22 0.94 1.53 1.06 1.5 1.79 1.17 2.02 1.27 2.5 2.22 1.36 2.40 1.45 25 3.5 2.58 1.53 2.74 1.61 4.5 2.89 1.69 3.04 1.76 5.5 3.17 1.82 3.31 1.89 6.5 3.43 1.95 3.56 2.02 7.5 3.67 2.08 3.79 2.13 8.5 3.90 2.19 4.01 2.24 9.5 4.11 2.30 10 4.22 2.35 10.5 4.32 2.40 11 4.42 2.45 11.5 4.51 2.50 12 4.61 2.55 13 4.79 2.64 14 4.96 2.74 15 5.13 2.82 16 5.30 2.91 17 5.46 2.99 18 5.61 3.07 19 5.76 3.15 20 5.91 3.23 21 6.05 3.30 22 6.19 3.38 23 6.33 3.45 24 6.46 3.52 25 6.60 3.59 26 6.72 3.65 27 6.85 3.72 28 6.97 3.79 26 29 7.10 3.85 30 7.22 3.91 31 7.33 3.97 32 7.45 4.04 33 7.56 4.10 34 7.68 4.15 35 7.79 4.21 36 7.90 4.27 37 8.00 4.33 38 8.11 4.38 39 8.22 4.44 40 8.32 4.49 41 8.42 4.55 42 8.52 4.60 43 8.62 4.65 44 8.72 4.71 45 8.82 4.76 46 8.92 4.81 47 9.01 4.86 48 9.11 4.91 Hình 3.1 Sự tích tụ nồng độ hydro thép pearlit theo thời gian 27 Nhận xét: Sự tích tụ nồng độ hydro thép pearlit phụ thuộc vào thời gian giá trị độ pH môi trường làm việc Từ hình 3.1, ta thấy với giá trị độ pH = nồng độ hydro tích tụ thép tăng nhanh đạt giá trị giới hạn C lim = 3,84 ml/100g.KL H2 khoảng thời gian khoảng tháng nhanh so với mơi trường có giá trị pH = (tốn khoảng 45 tháng) Do đó, mơi trường làm việc có giá trị pH thấp tốc độ tích tụ hydro vật liệu nhanh 3.2 Kết tính tốn hệ số cường độ ứng suất Từ công thức hệ sô cường độ ứng suất (2.31) thông số ở bảng 3.3 ta có kết tính tốn hệ số cường độ ứng suất theo thời gian ở bảng 3.4 Bảng 3.3 Các thơng số dùng để tính ảnh hưởng hydro tới hệ số cường độ ứng suất thép pearlit [10] Hằng số Giá trị Ứng suất căng σs (MPa) 200 Mô đun young E (MPa) 196000 Hệ số η2 0.21 Hệ số thay đổi thể tích hợp kim ∆ 0.2 Hệ số Posion γ 0.28 Hệ số khuếch tán hydro thép không gỉ D (m2/s) 2.5x10-6 Nồng độ CO mơi trường bên ngồi ban đầu (mol/lít) 10 Nồng độ C H tích tụ ban đầu thép khơng gỉ (mol/lít) 10-6 2 Hệ số khuếch tán oxy thép D0 (m2/s) 5.4x10-9 Bán kính hạt nhân r (m) 10-10 Bảng 3.4 Kết tính tốn ảnh hưởng hệ số cường độ ứng suất thép pearlit theo thời gian Thời gian t (tháng) pH = pH = KI (MPa.m1/2) KI (MPa.m1/2) 22.93 22.58 0.5 28.26 24.77 31.37 26.11 1.5 33.74 27.28 35.67 28.32 28 2.5 37.31 29.26 38.76 30.11 3.5 40.04 30.89 41.21 31.61 4.5 42.28 32.29 43.27 32.92 5.5 44.20 33.51 45.06 34.08 6.5 45.88 34.61 46.65 35.12 7.5 47.38 35.61 48.08 36.08 8.5 48.75 36.53 49.39 36.96 9.5 50.00 37.38 10 50.59 37.78 10.5 51.16 38.17 11 51.71 38.54 11.5 52.25 38.91 12 52.76 39.26 13 53.75 39.95 14 54.68 40.59 15 55.56 41.21 16 56.40 41.79 17 57.20 42.35 18 57.97 42.89 19 58.71 43.41 20 59.42 43.91 21 60.10 44.39 22 60.76 44.86 23 61.39 45.31 24 62.01 45.74 25 62.61 46.17 26 63.19 46.58 29 27 63.75 46.98 28 64.30 47.37 29 64.83 47.75 30 65.35 48.12 31 65.86 48.48 32 66.35 48.83 33 66.84 49.18 34 67.31 49.52 35 67.77 49.85 36 68.22 50.17 37 68.67 50.49 38 69.10 50.80 39 69.52 51.10 40 69.94 51.40 41 70.35 51.70 42 70.75 51.99 43 71.15 52.27 44 71.54 52.55 45 71.92 52.82 46 72.29 53.09 47 72.66 53.36 48 73.02 53.62 30 Hình 3.2 Sự phụ thuộc hệ số cường độ ứng suất thép pearlit theo thời gian Ngưỡng hệ số cường độ ứng suất (KISCC) giá trị hệ số cường độ ứng suất ứng với nồng độ hydro giới hạn cho phép thép Pearlit ( CHlim =3.84 ml/100g.KL) Kết tính tốn KISCC cho ở bảng 3.5 Bảng 3.5 Kết ngưỡng hệ số cường độ ứng suất ăn mòn số giá trị độ pH Hệ số cường độ ứng suất KISCC (MPa.m1/2) pH = pH = pH = pH = 49.21 48.41 47.69 47.00 Nhận xét: Từ hình 3.2, ta thấy giá trị hệ số cường độ ứng suất thép pearlit theo thời gian mơi trường làm việc có giá trị pH = tăng nhanh tháng đầu, giá trị pH = tăng bình thường Do đó, hệ số cường độ ứng suất trong thép pearlit ở môi trường làm việc có độ pH thấp tăng nhanh tới giá trị cực đại Từ Bảng 3.5 ta thấy, ngưỡng hệ số cường độ ứng suất giảm dần theo giá trị Ở mơi trường có giá trị pH thấp, nồng độ hydro tăng nhanh khoảng thời gian ngắn nên ngưỡng hệ số cường độ ứng suất cao so với mơi trường có độ pH cao 3.3 Kết tính tốn mức độ hư hỏng tích tụ hydro thép pearlit 10ГН2МФА Từ cơng thức (2.15) ta tính mức độ hư hỏng tích tụ hydro thép pearlit bảng 3.6.Trong khóa luận này, tính tốn mức độ hư hỏng, xét đến hư hỏng có tích tụ hydro mà không xét tới tác nhân hư hỏng khác Bảng 3.6 Mức độ hư hỏng tích tụ hydro thép pearlit theo thời gian Thời gian t pH = pH = (tháng) Mức dộ hư hỏng Mức độ hư hỏng 0.21 0.21 0.5 0.32 0.24 0.40 0.28 1.5 0.47 0.31 0.53 0.33 2.5 0.58 0.36 0.63 0.38 31 3.5 0.67 0.40 0.71 0.42 4.5 0.75 0.44 0.79 0.46 5.5 0.83 0.48 0.86 0.49 6.5 0.89 0.51 0.93 0.52 7.5 0.96 0.54 0.99 0.56 8.5 1.02 0.57 0.58 9.5 0.60 10 0.61 10.5 0.63 11 0.64 11.5 0.65 12 0.66 13 0.69 14 0.71 15 0.74 16 0.76 17 0.78 18 0.80 19 0.82 20 0.84 21 0.86 22 0.88 23 0.90 24 0.92 25 0.93 26 0.95 27 0.97 28 0.99 32 29 1.00 Hình 3.3 Mức độ hư hỏng tích tụ hydro thép pearlit theo thời gian (chỉ tích tụ hydro) Nhận xét: Từ hình 3.3, cho thấy giá trị pH = nồng độ hydro tăng nhanh làm vật liệu hư hại nhanh đạt giá trị (ngưỡng thép hư hỏng) tháng giá trị pH = - thép hư hỏng 29 tháng Ta thấy, thép pearlit nhạy cảm mơi trường làm việc có độ pH thấp, từ ta tăng giá trị pH môi trường làm việc lên để kéo dài tuổi thọ thép pearlit lâu 3.4 Kết tính tốn thời gian làm việc lại đến hư hỏng Từ cơng thức (2.16) ta tính thời gian làm việc lại đến hư hỏng bảng 3.7 Ở đây, tính tốn lúc hydro tích tụ CH0 = 0.8 ml/100g.KL đến ngưỡng giá trị hydro C = 3.83 ml/100g.KL lim H2 Bảng 3.7 Thời gian làm việc lại đến hư hỏng Thời gian lại đến hư hỏng τMi (giờ) pH = pH = pH = pH = 1765 6030 21822 76026 Nhận xét: Từ số liệu bảng 3.7, ta thấy thời gian làm việc cịn lại môi trường pH = cao gấp 43 lần mơi trường có pH = Như vậy, đối với vật liệu thép 33 pearlit làm việc mơi trường có giá pH thấp thời gian lại đến hư hỏng ngắn Thời gian làm việc vật liệu bị nhiều yếu tố khác tác động, ta xét mức độ hư hỏng tích tụ hydro gây TÓM TẮT CHƯƠNG Trong chương ta đã: - Tính tốn tích tụ hydro thép pearlit Kết cho thấy tích tụ hydro thép pearlit phụ thuộc vào giá trị pH môi trường, độ pH thấp tốc độ tích tụ nhanh - Tính tốn hệ số cường độ ứng suất theo thời gian hai trường hợp: môi trường có giá trị pH = pH = Ta thấy hệ số cường độ ứng suất tăng tích tụ hydro tăng - Tính tốn mức độ hư hỏng tích tụ hydro thép pearlit Tính tốn thời gian làm việc cịn lại đến hư hỏng Ta thấy ta tăng giá trị pH mơi trường làm việc thời gian làm việc thép pearlit dài 34 KẾT LUẬN Sau hồn thành khóa luận tốt nghiệp ta thu kết sau: - Tìm hiểu cở số loại LPƯHN phổ biến LPƯHN loại VVER1000 - Tìm hiểu mơi trường làm việc khắc nghiệt bình sinh mà vật liệu thép pearlit phải chịu đựng - Nghiên cứu mơ hình lan truyền vết nứt ảnh hưởng hydro tới lan truyền vết nứt thép pearlit - Tính tốn ảnh hưởng hydro tới thép pearlit với kết sau: nồng độ hydro tích tụ thép pearlit phụ thuộc vào giá trị pH môi trường làm việc Với giá trị pH = tốc độ tích tụ hydro thép pearlit tăng nhanh so với môi trường có giá trị pH = Do đó, giá trị pH môi trường ảnh hưởng đến tốc độ tích tụ hydro thép pearlit, pH thấp tốc độ tích tụ hydro vật liệu nhanh - Tính tốn hệ số cường độ ứng suất vật liệu mơi trường có giá trị pH khác theo thời gian với kết sau: hệ số cường độ ứng suất tăng nhanh độ pH nhỏ - Tính tốn mức độ hư hỏng tích tụ hydro theo thời gian, ta thu kết quả: Thép pearlit 10ГН2МФА hư hỏng nhanh làm việc mơi trường có giá trị pH thấp - Tính tốn thời gian làm việc lại đến hư hỏng, ta thấy thời gian làm việc cịn lại thép pearlit mơi trường có giá trị pH = cao gấp 43 lần so với môi trường giá trị pH = Do đó, tăng cao giá trị pH mơi trường làm việc lên kéo dài tuổi thọ thép pearlit dài Thép pearlit 10ГН2МФА vật liệu ứng dụng rộng rãi thành phần, thiết bị NMĐHN loại VVER-1000, đặc biệt bình sinh Từ liệu khóa luận cho thấy hydro có ảnh hưởng đến thép pearlit 10ГН2МФА (làm tăng độ giòn vật liệu làm tăng hệ số cường độ ứng suất), dẫn tới ảnh hưởng trình hoạt động tuổi thọ thiết bị sử dụng loại thép Bài khóa luận trình bày cơng thức lý thuyết, sử dụng tính tốn cơng thức bán thực nghiệm tích tụ hydro vật liệu hệ số cường độ ứng suất phụ thuộc vào nồng độ hydro để chứng minh ảnh hưởng hydro tới thép pearlit 10ГН2МФА Từ làm sở cho nghiên cứu khác để đề xuất biện pháp nhằm giảm mức độ hư hỏng, giúp kéo dài tuổi thọ vật liệu, bảo đảm thiết bị NMĐHN hoạt động an toàn 35 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Đăng Khoa, Phân Tích Hệ Thống An Tồn Trong Lị Phản Ứng WWER-1000 Bằng Phần Mềm Mơ Phỏng IAEA, khóa luận tốt nghiệp kĩ sư kĩ thuật hạt nhân khóa 2012-2017 [2] Trần Minh Hùng, Tính Tốn Hệ Số Cường Độ Ứng Suất Tại Đỉnh Vết Nứt Xảy Ra Trên Ống Trao Đổi Nhiệt Của Bình Sinh Hơi Nhà Máy Điện Hạt Nhân VVER1000, khóa luận tốt nghiệp kỹ sư hạt nhân khóa 2013-2018 [3] Đề Tài Độc Lập Cấp Nhà Nước, Nghiên Cứu, Phân Tích, Đánh Giá Và So Sánh Hệ Thống Công Nghệ Nhà Máy Điện Hạt Nhân Dùng Lò VVER-1000 Giữa Các Loại AES-91, AES-92 & AES-2006”, Mã số: ĐTĐL.2011-G/82 [4] WWER-1000 REACTOR SIMULATOR WORKSHOP MATERIAL, International Atomic Energy Agency IAEA, 2011 [5] WWER-1000 STEAM GENERATOR INTEGRITY, A Publication Of The Extrarudgetary Programme On The Safety Of Wwer And Rrmk Nuclear Power Plants, International Atomic Energy Agency, July 1997 [6] Ladislav Kander, Karel Matocha, Aleš Korčák, Effect Of Intercritical Annealing On Mechanical Properties Of 10GN2MFA Grade Steel Used For Nuclear Power Station, 2007 [7] Dahberg T, Ekberg A, Failure fracture fatigue, Student litteratur, Lund, Sweden 2002 [8] Ananya Bhattacharya, Stress Corrosion Cracking of Duplex Stainless Streels in Caustic Solutions, Georgia Institute of Technology Atlana, GA, December 2008 [9] Russell H.Jones, book Stress-corrosion Cracking, Copyright 1992 by ASM International [10] Нгуен Тхи Нгует Ха, Экспериментально-Теоретическое Моделирование Развития Трещин В Конструкционных Сплавах Оборудования Аэс, едеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Национальный Исследовательский Университет «МЭИ», 2016 37 ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT KHOA KỸ THUẬT HẠT NHÂN  BẾ VĂN TUẤN – 1410722 ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG LÀM VIỆC ĐẾN TUỔI THỌ CỦA THÉP PEARLIT 10ГН2МФА TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN LOẠI VVER – 1000. .. suất thời gian làm việc lại thép Pearlit 10ГН2МФА Kết luận Tài liệu tham khảo CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN VVER- 1000 1.1 Sơ lược lò phản ứng hạt nhân Nhà máy điện hạt nhân (NMĐHN)... sinh NMĐHN loại lò VVER- 1000 - Giới thiệu thép pearlit 10ГН2МФА - Phân tích tìm hiểu mơi trường làm việc bình sinh CHƯƠNG - SỰ NỨT DO MƠI TRƯỜNG ĂN MỊN VÀ ỨNG SUẤT TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN 2.1