Конструкционные материалы для атомной энергетики - очень консервативная и инерционная вещь. Это очевидно, так как обеспечение безопасности АЭС напрямую связано с тем уровнем знаний, которыми мы располагаем по материалам.
Об этом заявил заместитель генерального директора по научной работе ФГУП ЦНИИ КМ "Прометей" Георгий Карзов в своём докладе на седьмой международной научно-технической конференции "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР", которая состоялась в Подольске в ОКБ "Гидропресс" с 17 по 20 мая 2011 года.
"Поэтому стали, материалы ядерных реакторов создаются, живут, модернизируются, но это эволюционное развитие. Революционного развития здесь не показано", - подчеркнул докладчик.Георгий Карзов остановился на этапах эволюции "хорошей старой стали", которая была сделана ещё на заре атомной энергетики и впервые применена в "Гидропрессе" для реакторов ВВЭР-440 - стали 15Х2МФА.
Впоследствии эта сталь применялась для транспортных реакторов, в то время как для реакторов ВВЭР-1000 использовалась никель-содержащая сталь 15Х2НМФА. Однако теперь настало время, когда сталь 15Х2МФА, а точнее, её модификации могут быть использованы на благо большой атомной энергетики.
По инициативе ФГУП "ЦНИИ КМ "Прометей" и Курчатовского института и при поддержке концерна "Росэнергоатом" и ОКБ "Гидропресс" была проделана работа по созданию новой модификации стали 15Х2МФА - модификации, обозначаемой маркой 15Х2МФА-А мод. А.
В настоящее время практически реализован комплекс технологических мероприятий, связанный с корректировкой химического состава в рамках марочного, режимов основной термообработки и термообработки сварных соединений, которые позволили обеспечить достижение служебных характеристик новой модификации, отвечающих требованиям категории прочности КП-45 при температурах 20°C и 350°C.
При этом сталь обладает хорошей отпускоустойчивостью, что создаёт возможность проведения дополнительных технологических отпусков (например, при усложнении конструкции или ремонте).
Сталь марки 15Х2МФА-А и её сварные соединения исследованы на сопротивление радиационному охрупчиванию. Дозовые зависимости для этих материалов надежно установлены до флюенса 1020 н/см2, говорится в докладе.
Основным фактором, лимитирующим ресурс корпуса реактора, является способность всех его компонентов противостоять хрупкому разрушению. В связи с этим возникает задача по повышению вязкости сварных соединений и наплавок, являющихся элементами корпуса, наиболее подверженными деградации свойств в условиях длительного воздействия нейтронного облучения и повышенных температур.
ФГУП "ЦНИИ КМ "Прометей" разработаны усовершенствованные сварочные материалы для выполнения сварки и антикоррозионной наплавки, обеспечивающие требуемый уровень прочности и вязкости сварных соединений и антикоррозионной наплавки за счёт их повышенной сопротивляемости тепловому и радиационному охрупчиванию применительно к условиям эксплуатации корпусов реакторов нового поколения с увеличенным сроком службы.
Применение новых конструкционных материалов для изготовления корпуса реактора позволит увеличить его проектный срок службы до 100 лет и более или при сохранении проектного срока службы корпуса реактора 60-80 лет повысить его мощность на 30-40% за счет соответствующего повышения флюенса нейтронов на стенку корпуса, отмечается в докладе.
