STUDY OF THE PHYSICAL AND MECHANICAL CHARACTERISTICS OF THE COMPOSITE WELDED JOINTS OF NPP INSTALLATIONS RESTORED BY THE METHOD OF SURFACE PLASTIC DEFORMATION
Authors: Уразов О.В. , Егоров В.Г. , Данилов А.Д. , Дроздов И.Г. 
Published: August 2022

На Нововоронежской атомной электростанции была разработана уникальная методика и спроектировано оборудование для восстановления поврежденных композитных сварных соединений (СС) трубопроводов различных диаметров методом поверхностного пластического деформирования (ППД) без остановки ядерного блока. Приведены результаты исследования физико-механических характеристик восстановленных СС для подтверждения их соответствия эксплуатационным требованиям. Для этого был изготовлен полномасштабный тест-образец сварного соединения дыхательного трубопровода АЭС с энергоблоком ВВЭР-1000. Измерение остаточного смещения поверхностного слоя выполнили на 3D цифровом микроскопе Keyence VHX-600. Анализ деформации поверхностного слоя показал высокую сходимость расчетных и экспериментальных данных. С целью сравнения значений твердости для исходной и обработанной поверхности методом ППД были проведены измерения твердости по Виккерсу с помощью твердомера Zwick ZHU2,5. По результатам измерения твердости был сделан вывод, что значения твердости для однопроходного и двухпроходного режима отличаются незначительно. Измерение микротвердости металла вырезки проводили в соответствии с ГОСТ 9450-76 на полуавтоматическом твердомере Zwick ZHV10, который позволяет измерять твердость по Виккерсу при нагрузках от 10 г до 10 кг. Для определения значений твердости поверхности был использован метод инструментального индентирования (регламентируется ГОСТ Р 8.748) с помощью прибора ТЕСТ-5У. Исследование остаточных напряжений по глубине материала было выполнено методом Соуэтта и Ванкромбрюгге. Сопоставление результатов испытаний на циклическую прочность образцов, прошедших обработку методом ППД при s =(194-208) МПа, показало их преимущество по долговечности более чем в 10 раз

At the Novovoronezh nuclear power plant, a unique technique was developed and equipment was designed for the restoration of damaged composite welded joints of pipelines of various diameters by the method of surface plastic deformation (SPD) without shutting down the nuclear unit. The article presents the results of a study of the physical and mechanical characteristics of the restored joints to confirm their compliance with operational requirements. For this, we made a full-scale test sample of the welded joint of the NPP breathing pipeline with the VVER-1000 power unit. We measured the residual displacement of the surface layer on a Keyence VHX-600 3D digital microscope. An analysis of the deformation of the surface layer showed a high convergence of the calculated and experimental data. In order to compare the hardness values for the original and processed surface by the SPD method, we carried out Vickers hardness measurements using a Zwick ZHU2.5 hardness tester. Based on the results of hardness measurements, we concluded that the hardness values for single-pass and double-pass modes differ insignificantly. We measured the microhardness of the cut metal in accordance with GOST 9450-76 on a Zwick ZHV10 semi-automatic hardness tester, which makes it possible to measure the Vickers hardness at loads from 10 g to 10 kg. To determine the surface hardness values, we used the instrumental indentation method (regulated by GOST R 8.748) using the TEST-5U instrument. We carried out the study of residual stresses along the depth of the material by the Sowett and Vancrombrugge method. Comparison of the results of testing for cyclic strength of the samples that have been processed by the PPD method at s = (194-208) MPa showed their advantage in durability by more than 10 times