Оценка вероятности обнаружения дефекта типа трещина в парогенераторных трубах

Abstract

Одной из наиболее актуальных проблем атомной энергетики является задача обеспечения высокой эксплуатационной надежности и безопасности элементов ядерных энергетических установок, в частности, теплообменных труб парогенераторов атомных электростанций. Одним из важнейших параметров, который может повлиять на оценку риска аварий, является количественная оценка достоверности и надежности вихретокового контроля, которая выполняется путем определения кривых вероятности обнаружения (Probability of Detection, PoD) дефектов. Экспериментальное определение кривых PoD требует большого количества испытательных образцов с реальными и/или реалистичными дефектами для получения надежных результатов, что делает этот процесс сложной и трудоемкой задачей. В соответствии с ГОСТ Р 50.04.07–2018, в работе проведена оценка показателей достоверности контроля через расчет кривых PoD с помощью адекватной численной модели для наиболее типичного дефекта теплообменных труб – стресскоррозионной трещины. На трехмерной конечно-элементной модели рассчитаны сигналы от 125 вариантов реализации геометрии трещины на трех частотах. Полученные данные использованы для построения кривых PoD на каждой из частот. Отмечается, что с точки зрения достоверности предпочтительнее использовать частоту 200 кГц. One of the most urgent problems for nuclear power is the task of ensuring high operational reliability and safety of nuclear power plants elements, in particular, steam generator heat exchange tubes of nuclear power plants. One of the most important parameters that can affect the assessment of the risk of accidents is the quantitative assessment of the reliability of eddy current testing, which is performed by determining the curves of the probability of detection (Probability of Detection, PoD) of defects. Experimental determination of PoD curves requires a large number of test samples with real and/or realistic defects to obtain reliable results, which makes this process very difficult and time-consuming task. In accordance with GOST R 50.04.07–2018, the work assessed the reliability indicators of testing through the calculation of PoD curves using an adequate numerical model for the most typical defect in heat exchange pipes – a stress corrosion crack. On a threedimensional finite element model, the signals from 125 variants of the implementation of the fracture geometry at three frequencies were calculated. The obtained data were used to plot PoD curves at each of the frequencies. It is noted that from the point of view on reliability, it is preferable to use a frequency of 200 kHz.