Российские ученые повысили прочность атомных реакторов
Качество соединений корпусов атомных реакторов было усовершенствовано учеными из Донского государтсвенного технического универистета, о чем сообщили 17 сентября в Минобрнауки РФ.
Удалось повысить критическую температуру хрупкости сварных соединений, что определяет их качество и прочность. Для этого была применена технология волнового деформационного упрочнения (ВДУ).
Руководитель проекта, руководитель НИИ «Вибротехнология» ДГТУ Валерий Лебедев, дал следующий комментарий: «Волновое деформационное упрочнение позволяет управлять большим количеством технологических факторов в широком диапазоне значений. В отличие от других способов поверхностного пластического деформирования обеспечивает глубокое упрочнение наиболее нагруженных в процессе эксплуатации участков сварного соединения».
Измерения, проводимые в ходе разработки, показали, что степень упрочнения изделий и материалов выросла на 30%, а уровень критической температуры хрупкости сварного соединения — в 1,3–1,5 раза. Таким образом, используемая технология позволяет обеспечить равномерную твердость в зоне термического воздействия и основного материала, а также в зоне материала сварного шва.
К этому стоит также добавить, что отечественные ученые в ходе исследований, проводимых для предприятий «АЭМ-технологии» (входит в машиностроительный дивизион Росатома — «Атомэнергомаш»), смогли подобрать оптимальные режимы резания для обработки жаропрочных металлов, что позволяет увеличить долгосрочность использования режущих инструментов при обработке частей и деталей реакторов из труднообрабатываемых материалов.
Информацией по этому поводу поделился доцент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» ДГТУ Евгений Фоминов: «Мы особенно подробно изучили процесс чистового продольного наружного точения заготовок из жаропрочных реакторных сталей на станках токарной группы, характеризуемых значительным сроком эксплуатации. Проведенные исследования позволяют повысить износостойкость режущих инструментов до 2,5 раза и снизить трудоемкость технологических процессов механической обработки деталей до 30%».
Сама технология волнового деформационного упрочнения (ВДУ) была разработана отечественными учеными в начале 2000-х годов. Основные исследования проводились под руководством специалистов из различных научных институтов и университетов.
Специфика ВДУ заключается в нагружении материала ударными импульсами длительностью 10-5 секунды, обеспечивающими глубокое упрочнение (до 10 мм) с плавным переходом от упрочненного материала к неупрочненному.
Улучшением прочности атомных реакторов ученые из разных стран занялись после таких крупных ядерных инцидентов, таких как авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году и катастрофа на Фукусиме в 2011 году. Основные аспекты для улучшения прочности включают:
— Безопасность: Основное внимание уделялось снижению риска аварий и защите окружающей среды.
— Устойчивость к экстремальным условиям: Разработка новых материалов и технологий, которые выдерживают высокие температуры, давление и радиацию.
— Повышение эффективности: Улучшение конструкции для повышения общего КПД реакторов.
— Новые технологии: Появление новых реакторов, таких как реакторы поколения III и IV, которые имеют более высокие стандарты безопасности и устойчивости.
