ГОСТ Р 70422-2022
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ РБМК-1000
Расчет на прочность при выводе блока атомной станции из эксплуатации
Metal structures of RBMK-1000. Strength calculation during decommissioning of a nuclear power plant unit
ОКС 27.120.20
Дата введения 2023-02-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Ордена Ленина Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А.Доллежаля" (АО "НИКИЭТ")
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 27 декабря 2022 г. N 1651-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)
1 Область применения
1.1 Настоящий стандарт устанавливает требования к проведению поверочного расчета на прочность металлоконструкций РБМК-1000 для стадии вывода блока атомной станции из эксплуатации.
1.2 Настоящий стандарт распространяется на металлоконструкции РБМК-1000 схем "Е", "ОР", "С", "Д", "КЖ" и "Л" и их элементов, включая сварные соединения и катковые опоры.
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 59115.9 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Поверочный расчет на прочность
ГОСТ Р 59115.11 Обоснование прочности оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Поверочный расчет на постпроектных стадиях
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, определения, обозначения и сокращения
3.1 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 59115.1, а также следующий термин с соответствующим определением:
3.1.1 поверочный расчет: Расчет на прочность, проводимый при разработке (доработке) проекта и (или) изготовлении и эксплуатации объекта с целью проверки выполнения условий его прочности для выбранных размеров и материалов с учетом заданных режимов эксплуатации, ресурса, срока службы и конструктивных особенностей объекта.
3.2 Сокращения и обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:
АС - атомная станция;
ВЭ - вывод из эксплуатации;
МК - металлоконструкции;
МКЭ - метод конечных элементов;
МРЗ - максимальное расчетное землетрясение;
ПЗ - проектное землетрясение;
РВЭ - режим вывода из эксплуатации;
РП - реакторное пространство;
E - модуль упругости, МПа;
S - толщина стенки компонента, мм;
4 Общие положения поверочного расчета металлоконструкций при выводе блока атомной станции из эксплуатации
4.1 Поверочный расчет МК РБМК-1000, включая сварные соединения и катковые опоры, необходимо провести по состоянию МК (в том числе измененные по отношению к состоянию МК на момент начала ВЭ) во всех рассматриваемых моментах времени при ВЭ блока АС.
4.2 Поверочный расчет МК РБМК-1000 включает в себя:
- расчет на статическую прочность;
- расчет на внешние динамические воздействия;
- расчет на устойчивость;
- расчет на сопротивление разрушению.
4.3 Расчет на статическую прочность заключается в определении значений максимальных напряжений оцениваемых категорий для всех рассматриваемых режимов МК и сопоставлении расчетных значений напряжений с допускаемыми с целью исключения разрушения элементов МК РБМК-1000 при статическом нагружении. Допускаемые напряжения устанавливаются по значениям временного сопротивления и предела текучести с введением коэффициентов запаса.
4.4 Расчет на внешние динамические воздействия проводится с учетом совместного действия нагрузок от веса и внешних динамических воздействий. Оценка прочности элементов МК РБМК-1000 выполняется по допускаемым напряжениям и по критериям устойчивости.
4.5 Расчет на устойчивость заключается в определении допускаемых нагрузок, превышение которых вызывает возможность потери устойчивости МК РБМК-1000. Допускаемые нагрузки устанавливаются введением коэффициентов запаса.
4.6 Расчет на сопротивление разрушению проводится по критериям инициирования постулируемой трещины или фактической несплошности и торможения разрушения на основе сопоставления расчетных параметров, характеризующих нагруженность металла у вершины трещиноподобного расчетного дефекта, с их допускаемыми значениями, с целью исключения возможности разрушения.
4.7 Если для какого-либо расчета из перечисленных в 4.2 обосновано, что использование данных 5.1 приводит к более консервативным результатам, чем использование данных, принятых в ранее выполненных расчетах, то в данном расчете допускается использовать результаты ранее выполненных расчетов.
5 Требования к исходным данным
5.1 Исходными данными к поверочному расчету МК РБМК-1000 являются:
- значения характеристик физических и механических свойств конструкционных материалов, с учетом данных об их изменении;
- данные инструментального контроля (результаты измерений, выполненных при эксплуатационном контроле и контроле при подготовке к ВЭ) элементов МК, в том числе выявленные в процессе эксплуатации несплошности, отклонения от проектных размеров;
- данные о произошедших изменениях в элементах МК, отступления от проектной конструкторской документации;
- остаточные сварочные напряжения;
- параметры нагружения МК при ВЭ;
- программы продления срока службы;
- результаты комплексного обследования, оценки технического состояния, обоснования остаточного ресурса МК;
- программа ВЭ блока АС;
- информационная система - база данных ВЭ.
5.2 Для рассматриваемой МК (элемента МК) РБМК-1000 устанавливаются значение расчетного флюенса нейтронов, равное накопленному (фактическому) значению флюенса к моменту ВЭ.
Значения расчетного флюенса определяются на основании данных эксплуатации, результатов нейтронных расчетов.
5.4 Снижение характеристик пластичности, вследствие влияния облучения и других эксплуатационных факторов, воздействующих на МК РБМК-1000 на этапе эксплуатации блока АС, учитывается при проведении расчетов на статическую прочность.
5.5 Значения механических характеристик конструкционных материалов МК РБМК-1000 принимаются равными значениям на момент окончания срока эксплуатации блока АС.
6 Номинальные допускаемые напряжения
6.2 Номинальное допускаемое напряжение для элементов МК РБМК-1000, за исключением резьбовых соединений, принимается минимальным из следующих значений:
6.3 Номинальное допускаемое напряжение для резьбовых соединений определяется по формуле
7 Поверочный расчет
7.1 Определение напряженно-деформированного состояния
7.1.1 Напряженно-деформированное состояние МК (элементов МК) РБМК-1000, включая значения приведенных напряжений, определяются расчетным путем.
7.1.2 Распределения и значения остаточных сварочных напряжений, необходимых для расчетов на прочность МК РБМК-1000, принимаются на основании результатов численных расчетов. Рекомендации по определению остаточных сварочных напряжений приведены в приложении А.
7.2 Классификация напряжений
7.2.1 При проведении поверочного расчета все напряжения в элементах МК РБМК-1000 разделяются на категории. Напряжения, относящиеся к различным категориям, объединяют в группы категорий напряжений, которые сопоставляют с допускаемыми напряжениями.
7.2.2 При проведении поверочного расчета используются следующие категории напряжений:
7.2.7 Примерами напряжений, относящихся к категории местных напряжений в зонах концентрации, являются напряжения от механических нагрузок (в зонах отверстий, галтелей, переходов от основного металла к наплавленному в сварных соединениях и т.п.), определяемые с учетом коэффициента концентрации напряжений.
7.2.8 Категории напряжений, не приведенные в 7.2.2 и используемые при проведении расчетов, входящих в состав поверочного расчета, указаны в подразделах, устанавливающие требования к проведению расчетов, входящих в состав поверочного расчета.
7.2.9 При проведении поверочного расчета определяются приведенные напряжения (по теории максимальных касательных напряжений, в случае если не оговорено иного в соответствующем разделе) каждой группы, которые сопоставляются с соответствующими допускаемыми напряжениями.
7.2.11 В каждом расчетном случае для оценок прочности следует, на основании анализа механических напряжений, выбирать зоны МК (элемента МК) РБМК-1000, где наблюдаются локальные максимальные напряжения, а также зоны, в которых за время эксплуатации блока АС имело место деградация свойств металла (температурное старение, радиационное охрупчивание).
Таблица 7.1 - Примеры объединения категорий напряжений в группы для рассчитываемых зон МК (элементов МК) РБМК-1000
МК (элемент МК) РБМК-1000 | Расчетная группа категорий напряжений | Категории напряжений, входящие в расчетную группу | Рассматриваемые нагрузки |
Плиты схем "Е" и "ОР" (центральная часть) | , | Общие изгибные | Весовые нагрузки |
Обечайка схемы "Л", "Д" (гладкая часть) | | Общие мембранные | Весовые нагрузки (включая вес воды), гидростатическое давление |
| Общие или местные мембранные + общие изгибные | Весовые нагрузки (включая вес воды), гидростатическое давление | |
| Общие и/или местные мембранные + местные изгибные | Весовые нагрузки, гидростатическое давление | |
Схема "КЖ" (цилиндрическая часть) | | Общие мембранные | Давление в РП |
Схема "КЖ" (зона соединения со схемой "Е" или "ОР") | | Местные мембранные | Давление в РП |
| Местные мембранные + местные изгибные | Давление в РП, перемещения соединяемых элементов | |
Схема "С" | | Общие мембранные | Весовые нагрузки |
| Общие мембранные + общие изгибные | ||
Компенсатор | | Общие мембранные | Давление среды |
7.3 Порядок определения напряжений
Определение напряжений и деформаций в элементах МК РБМК-1000 проводят в соответствии с ГОСТ Р 59115.9.
7.4 Расчет на статическую прочность
7.4.1 Расчетом на статическую прочность должно быть подтверждено, что напряжения в МК РБМК-1000 не достигнут значений, вызывающих предельные состояния: кратковременное разрушение и возникновение пластической деформации по всей площади какого-либо из возможных сечений.
7.4.2 При расчете на статическую прочность проверяется выполнение условий прочности применительно ко всем расчетным нагрузкам, кроме динамических нагрузок.
7.4.6 Контактные напряжения для катковых опор определяются и оцениваются в соответствии с рекомендациями, приведенными в приложении Б.
Таблица 7.2 - Расчетные группы категорий напряжений МК РБМК-1000
Тип конструкции | Расчетный случай | Группы категорий напряжений | |
(режим) | | | |
Элементы металлоконструкций | РВЭ | | 1,3 |
Компенсирующие устройства | РВЭ | | - |
Таблица 7.3 - Расчетные группы категорий напряжений для болтов и шпилек
Тип конструкции | Расчетный случай | Группы категорий напряжений | ||
(режим) | | |  | |
Болты и шпильки | РВЭ | | 1,3 | 1,7 |
7.4.9 Требования 7.4.8 по размахам напряжений не распространяются для случаев использовании МК, установленных конструкторской (проектной) организацией, когда возможное искажение формы элемента МК не может повлиять на нормальные условия использования рассчитываемого элемента МК (нет недопустимых деформаций сопряженных деталей, отсутствует заклинивание катковых опор).
7.5 Расчет на внешние динамические воздействия
7.5.1 Расчет на сейсмические воздействия выполняется с учетом положений [1].
7.5.2 Расчет проводят для МК РБМК-1000 блоков АС с сейсмичностью площадки 5 баллов и выше. Необходимость расчетов МК РБМК-1000 блоков АС с сейсмичностью площадки менее 5 баллов определяется проектной (конструкторской) организацией.
7.5.3 Исходными данными для расчета являются:
- воздействия от землетрясений (ПЗ и МРЗ) в виде наборов поэтажных акселерограмм, поэтажных спектров ответа или обобщенного спектра ответа, определенных для элементов МК РБМК-1000 для трех взаимно перпендикулярных направлений (вертикального и двух горизонтальных);
- нагрузки при режимах РВЭ.
7.5.4 Сейсмические нагрузки на элементы МК РБМК-1000 определяются с учетом одновременного сейсмического воздействия в двух взаимно-перпендикулярных горизонтальных и вертикальном направлениях.
7.5.5 Значение относительного демпфирования принимается равным k=0,02. При наличии экспериментального обоснования допускается использование других значений.
7.5.6 Расчет выполняют или линейно спектральным методом по спектрам ответа и/или методом динамического анализа по акселерограммам. Рекомендуемые методы расчета приведены в ГОСТ Р 59115.9. Для промежуточных отметок крепления элементов МК РБМК-1000, допускается величины спектров ответа определять линейной интерполяцией.
7.5.7 Определение напряжений и деформаций допускается проводить в предположении статического воздействия найденных расчетом сейсмических нагрузок на элементы МК РБМК-1000.
7.5.8 Напряжения в элементах МК РБМК-1000 должны удовлетворять требованиям таблицы 7.4.
Таблица 7.4 - Сочетание нагрузок и допускаемые напряжения для элементов МК РБМК-1000
Сочетание нагрузок | Расчетная группа категорий напряжений | Допускаемое напряжение |
РВЭ+МРЗ | | 1,4 |
| 1,8 | |
РВЭ+ПЗ | | 1,2 |
| 1,6 |
Таблица 7.5 - Сочетание нагрузок и допускаемые касательные напряжения среза
Сочетание | Расчетная группа категорий | Допускаемые напряжения | |
нагрузок | напряжений | в болтах и шпильках | в элементах МК РБМК-1000, кроме болтов и шпилек |
РВЭ+МРЗ |  | 0,7 | 0,7 |
РВЭ+ПЗ | | 0,6 | 0,6 |
7.5.11 При расчете на устойчивость при сейсмическом воздействии допускаемые напряжения принимают:
7.6 Расчет на устойчивость при статическом нагружении
7.6.1 Расчет на устойчивость при статическом нагружении выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ Р 59115.9-2021 (раздел 9).
7.6.2 В общем случае устойчивость обеспечена, если
7.7 Расчет на сопротивление разрушению элементов металлоконструкций РБМК-1000 схем "Е", "ОР", "С", "Д", "КЖ" и "Л"
7.7.1 Общие положения
7.7.1.1 Расчет на сопротивление разрушению элемента МК РБМК-1000 проводят для всех режимов использования МК РБМК-1000, реализуемых при ВЭ блока АС.
7.7.1.2 Расчетную оценку сопротивления элементов МК РБМК-1000 разрушению проводят по двум критериям:
- расчет по критерию инициирования разрушения;
- расчет по критерию торможения разрушения.
7.7.1.3 Первоначально проверяется сопротивление разрушению по критерию инициирования. Если условия прочности по этому критерию удовлетворяются, то считается, что прочность элемента МК РБМК-1000 обеспечена. В случае если условия прочности по критерию инициирования не удовлетворяются, то проводится расчет по критерию торможения разрушения.
7.7.2 Исходные данные
7.7.2.1 Для расчета на сопротивление разрушению МК РБМК-1000 выбор расчетных зон и расчетных моментов времени осуществляется для каждого рассматриваемого режима использования МК РБМК-1000, реализуемого при ВЭ блока АС.
7.7.2.3 Рассматриваются зоны МК РБМК-1000, расположенные в центре и вблизи от наружного края активной зоны, включая:
- зоны МК, где отсутствуют сварные швы и концентраторы напряжений, см. рисунок 7.1а;
- зоны МК, где присутствуют сварные швы, но отсутствуют прочие концентраторы напряжений, см. рисунок 7.1б;
- зоны МК с отверстиями при отсутствии в них сварных швов (подкрепление отверстий в расчете не учитывается), см. рисунок 7.1в;
- зоны МК с отверстиями при присутствии в них сварных швов (подкрепление отверстий в расчете не учитывается), см. рисунок 7.1г;
- зоны приварки вертикальных диафрагм и вертикальных листов к горизонтальным листам (тавровые швы), см. рисунок 7.1д;
- зоны приварки трактов технологических и специальных каналов, см. рисунок 7.1е.
|
 |
Рисунок 7.1 - Зоны элементов МК РБМК-1000, рассматриваемые при анализе сопротивления хрупкому разрушению
7.7.2.4 Кроме указанных зон расчет должен проводиться также для других зон схем "Е", "ОР", "С", "Д", "КЖ", и "Л", в случае если напряжения и характеристики сопротивления разрушению в них таковы, что может возникать опасность хрупкого разрушения.
7.7.2.5 Для выбранных зон определяют:
- геометрические характеристики рассматриваемых узлов несущих МК, к которым относят: толщину элементов, диаметр отверстий, высоту сварных швов;
7.7.3 Расчет на сопротивление разрушению по критерию инициирования разрушения
7.7.3.1 Выбор постулируемого расчетного дефекта
В качестве постулируемых расчетных дефектов принимаются:
- для зон, изображенных на рисунке 7.1а и б, расположенных в плитах схем "Е" и "ОР" и отстоящих от геометрических концентраторов напряжений, - поверхностную протяженную полуэллиптическую трещину с соотношением полуосей a/c = 0,1 глубиной a, изменяющейся в пределах от 0 до 0,25S; при этом длина одного интервала разбиения равна 1 мм;
- для зон МК, изображенных на рисунке 7.1в и г, - начинающуюся на контуре отверстия сквозную трещину длиной а < 0,125S, но не более 0,125(B - R), изменяющуюся в пределах от 0 до 0,125 S; при этом длина одного интервала разбиения равна 1 мм; здесь, 2B - расстояние между осями соседних отверстий, R - радиус отверстия;
7.7.3.2 Расчетные характеристики
7.7.3.3 Анализ условий прочности
а) Сопротивление хрупкому разрушению считается обеспеченным, если выполняется условие:
б) Раскрытие в вершине трещины определяется из выражения
где a - расчетный характеристический размер трещины, установленный в соответствии с 7.8.3.1.
в) Составляющие напряжений растяжения и изгиба определяют по формулам
где S - толщина элемента МК РБМК-1000;
г) Режим вывода из эксплуатации
Для поверхностной полуэллиптической трещины в плитах (зоны на рисунке 7.1а и б):
Для зоны, изображенной на рисунке 7.1в:
Для зоны, изображенной на рисунке 7.1г (сечение А-А):
Для зоны, изображенной на рисунке 7.1г (сечение Б-Б):
Для зоны, изображенной на рисунке 7.1д (сечение Б-Б):
Для зоны, изображенной на рисунке 7.1е (сечение В-В):
д) Внешние динамические воздействия
е) Остаточные основные и реактивные (фоновые) напряжения, возникающие при выполнении сварных узлов МК РБМК-1000, определять путем решения МКЭ задачи. Для типовых сварных узлов значения коэффициента Ф и уровень фоновых остаточных приведены в приложении А.
7.7.3.4 Порядок проведения расчета:
а) устанавливают перечень конкретных расчетных режимов и осуществляется выбор расчетной зоны;
б) проводят схематизацию расчетной зоны; осуществляется выбор опасных сечений и расчетного дефекта;
д) определяют распределения напряжений от механической нагрузки и распределение остаточных напряжений по длине и толщине элемента МК РБМК-1000. Устанавливаются значения напряжений на наружной и внутренней поверхностях и рассчитываются значения мембранных и изгибных напряжений;
ж) анализируют выполнение условия сопротивления разрушению (7.3).
7.7.4 Расчет на сопротивление разрушению по критерию торможения разрушения
7.7.4.1 Анализ условий прочности:
 |
1 - режим РВЭ; 2 - режим ПЗ, МРЗ
Рисунок 7.2 - Диаграмма допускаемых напряжений в элементах МК РБМК-1000 по критериям торможения разрушения
7.7.4.2 Порядок проведения расчета:
а) определют перечень расчетных режимов и осуществляют выбор расчетной зоны;
7.7.5 Расчет на сопротивление разрушению элементов металлоконструкций РБМК-1000 с выявленными несплошностями
7.7.5.1 В случае, если размеры выявленных несплошностей превосходят допускаемые по нормам оценки качества металла, необходимо провести расчет на сопротивление разрушению по критерию инициирования разрушения и критерию торможения разрушения в следующей последовательности.
7.7.5.2 В соответствии с положениями ГОСТ Р 59115.11 проводится схематизация несплошности в виде эллиптического (внутренний дефект) или полуэллиптического (поверхностный дефект) трещино-подобного дефекта. Размеры и ориентация схематизированного дефекта выбираются таким образом, чтобы обеспечить консервативные оценки прочности. В случае если выявленная несплошность является объемной, то плоскость схематизированного дефекта должна быть ориентирована перпендикулярно максимальным растягивающим напряжениям, действующим в рассматриваемом режиме нагружения.
7.7.5.4 В случае невыполнения критерия инициирования разрушения выполняется оценка по критерию торможения разрушения для элемента, в котором обнаружена несплошность, в соответствии с требованиями 7.7.4.
Приложение А
(рекомендуемое)
Остаточные сварочные напряжения
Распределение остаточных сварочных напряжений в типовых сварных узлах МК РБМК-1000, представленных на рисунках А.1-А.3, приведено на эпюре, представленной на рисунке А.4.
Примечание - Эпюры получены путем численного решения МКЭ.
 |
Рисунок А.1 - Схематизация фрагмента МК РБМК-1000 в районе стыкового сварного соединения
 |
Рисунок А.2 - Схематизация фрагмента МК РБМК-1000 в районе таврового сварного соединения
 |
Рисунок А.3 - Схематизация фрагмента МК РБМК-1000 в районе штуцерного сварного соединения (вварки трубы тракта в плиту)
 |
Рисунок А.4 - Эпюры распределения поперечных и продольных остаточных сварочных напряжений в сварных узлах МК РБМК-1000
 |
Рисунок А.4, лист 2
А.1 Остаточные напряжения разделяются на основные, возникающие при выполнении рассматриваемого сварного соединения и действующие вблизи него, и реактивные (фоновые), действующие в рассматриваемой зоне после выполнения соседних сварных узлов.
Таблица А.1 - Значения коэффициента Ф для типовых сварных узлов
Тип соединения | Коэффициент при a , мм | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Тавровое соединение (сечение А-А) | 1,10 | 1,03 | 0,94 | 0,86 | 0,77 | 0,68 | 0,58 | 0,50 | 0,42 | 0,34 |
Тавровое соединение (сечение Б-Б) | 0,74 | 0,74 | 0,73 | 0,70 | 0,66 | 0,59 | 0,52 | 0,46 | 0,40 | 0,35 |
Штуцерное соединение (сечение А-А) | 1,27 | 1,25 | 1,18 | 1,12 | 1,04 | 0,97 | 0,90 | 0,83 | 0,76 | 0,69 |
Штуцерное соединение (сечение Б-Б) | 1,11 | 1,13 | 1,13 | 1,17 | 1,28 | - | - | - | - | - |
Стыковое соединение (сечение А-А) | 1,09 | 0,96 | 0,84 | 0,75 | 0,67 | 0,61 | 0,55 | 0,50 | 0,46 | 0,42 |
Стыковое соединение (сечение Б-Б) | 0,66 | 0,68 | 0,70 | 0,72 | 0,75 | 0,77 | 0,77 | 0,77 | 0,75 | 0,73 |
Приложение Б
(справочное)
Оценка прочности катковых опор
Б.1 Оценка контактных напряжений в катковых опорах
Б.1.1 Катковая опора представляет собой цилиндр (каток) зажатый между двумя пластинами.
Б.1.2 Оценка контактных напряжений в катковых опорах проводится по средним и максимальным напряжениям.
Б.1.3 Расчетные схемы, используемые при оценке прочности катковой опоры, и параметры напряженно-деформированного состояния представлены в таблице Б.1.
Средние напряжения вычисляют по формуле
Значение средних напряжений не должно превышать величины
Максимум приведенного напряжения достигается на расстоянии 0,786 b от места контакта вглубь контактирующих тел и составляет
Значение максимального приведенного напряжения не должно превышать предел прочности материала
В случае неудовлетворения требований по средним или максимальным напряжениям допускается обосновывать прочность катковой опоры с использованием упругопластического расчета.
Таблица Б.1 - Расчетные схемы и параметры напряженно-деформированного состояния катковой опоры
Схема контакта | Максимальное давление в зоне контакта  | Полуширина полоски контакта b |
 |  |  |
 |  |  |
Примечание - Обозначения, принятые в таблице: - радиус катка;  - радиус ответной контактирующей поверхности; | ||
 ,  - модуль упругости и коэффициент Пуассона материала катка;  ,  - модуль упругости и коэффициент Пуассона материала ответной контактирующей поверхности. | ||
Б.1.4 Упругопластический расчет проводится в предположении плоского деформированного состояния с использованием идеальной упругопластической диаграммы состояния материалов элементов катковых опор.
Пример расчетной схемы решения контактной задачи с использованием МКЭ приведен на рисунке Б.1. Для верификации используемой расчетной схемы решается тестовая задача контакта в упругой постановке. Результаты решения должны удовлетворительно коррелироватъся с результатами, полученными по формулам, приведенным выше.
Оценка прочности элементов катковой опоры проводится по двум критериям:
б) область, в которой приведенные напряжения достигли предела текучести, не должна превышать 10% от величины поперечного сечения контактирующих элементов (катка или основания).
 |
Рисунок Б.1 - Пример расчетной схемы катковой опоры
Б.1.5 Подходы, изложенные в Б.1.1-Б.1.4, к оценке прочности элементов катковых опор распространяются как на случаи статического нагружения, так и на случай сейсмического воздействия.
Б.1.6 При наличии данных об изменении прочностных свойств материалов элементов опор при высокоскоростном нагружении допускается их использование при оценке прочности при динамическом воздействии.
Б.2 Рекомендации к составлению расчетной схемы металлоконструкции схемы "Е"
Расчетная схема МК схемы "Е" идеализируется как сплошная круглая плита, закрепленная в 16 точках особым образом. Радиальные перемещения в закрепленных точках разрешены, остальные запрещены. Таким образом, при воздействии горизонтальной силы любого направления как минимум 14 катковых опор противодействуют приложенной силе. Расчетная схема изображена на рисунке Б.2.
Для снижения консерватизма расчетной схемы рекомендуется учесть жесткость компенсаторов между схемами "Е" и "Д" и между схемами "Е" и "Л". В случае наличия ямок по линии контакта катков с плитами катковых опор необходимо учесть силу сопротивления выкатыванию катков из ямок.
По полученным силам в катковых опорах необходимо оценить прочие элементы опор с использованием ограничений по категориям напряжений.
 |
Рисунок Б.2 - Расчетная схема металлоконструкции схемы "Е"
Библиография
[1] | Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии НП-031-01 | Нормы проектирования сейсмостойких атомных станций |
УДК 621.039:531:006.354 | ОКС 27.120.20 |
Ключевые слова: металлоконструкции, прочность, поверочный расчет, вывод из эксплуатации | |
