The stress–strain state of the cracked welded joint between the header and the shell of PGV-1000M steam generator

Estado de tensión-deformación de la unión soldada agrietada entre el cabezal y la carcasa del generador de vapor PGV-1000M

Se analiza numéricamente el estado de tensión-deformación elastoplástico tridimensional de la unión soldada agrietada entre el cabezal "caliente" y la carcasa del generador de vapor PGV-1000M. La grieta se localiza en la superficie interior del tubo conector, cerca del filete. Se evalúa el efecto del historial de carga sobre el factor de intensidad de tensiones en la punta de la grieta.

INTRODUCCIÓN

Garantizar el funcionamiento seguro de las centrales nucleares y de sus componentes esenciales, como los generadores de vapor (GE), es una importante tarea teórica y práctica.

Las inspecciones de los generadores de vapor PGV-1000 que operan actualmente en centrales nucleares ucranianas y rusas han revelado grietas cerca del filete de la unión soldada entre el cabezal y la carcasa del generador de vapor. Por lo tanto, existe una necesidad apremiante de modelos refinados del generador de vapor para analizar el estado de tensión de una unión soldada con una grieta.

El análisis numérico de la resistencia de la unión soldada realizado en [1-5] por expertos ucranianos y rusos incluyó la determinación del estado elástico tensión-deformación (SSS). El SSS tridimensional de la unión soldada se analizó por primera vez en el Instituto G. S. Pisarenko de Problemas de Resistencia al simular las cargas operativas sobre la SG [2]. Los artículos posteriores [6-8] de los científicos del instituto informan sobre un análisis numérico del SSS elastoplástico de la unión soldada inducido por el tratamiento térmico posterior al mantenimiento destinado a aliviar las tensiones residuales indeseables. En [9, 10] se estudió la influencia de la geometría de una cavidad próxima al filete de la unión soldada en su estado de tensión-deformación.

Cabe señalar que en estudios recientes se abordó el problema de la reducción de las tensiones alrededor del filete de la unión soldada sin grietas. En el presente trabajo se presentan los resultados de un análisis numérico de la resistencia de una unión soldada con una grieta cerca del filete realizado al simular las condiciones de carga de funcionamiento teniendo en cuenta el comportamiento elastoplástico del material cerca de la grieta.

TEXTO PRINCIPAL

El SSS elastoplástico tridimensional de la junta soldada con una grieta puede analizarse utilizando el esquema mixto de elementos finitos [11], que proporciona la estabilidad numérica y alta precisión de las soluciones para desplazamientos, tensiones y deformaciones.