Материалы и конструкции труб для изготовления трубопроводов АС

Материал для труб и деталей трубопроводов выбирают в зависимости от:

- давления;

- температуры;

- коррозионных свойств вещества (среды), перемещаемого по трубопроводу.

Материалы, применяемые для изготовления трубопроводов АС, должны удовлетворять специфическим требованиям, которые определяются исходя из условий работы трубопроводов. Трубопроводы атомных энергетических установок (АЭУ) работают, как правило, при высоких температурах и давлениях, в условиях радиационного воздействия. Поэтому основные материалы, идущие на изготовление оборудования АС с РБМК-1000, регламентированы действующими «Правилами устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок» ПН АЭ Г-7-008-89.

Сортамент стальных труб, изготовляемых промышленностью подразделяется на бесшовные и сварные.

Бесшовные трубы могут быть:

- холоднотянутые;

- холоднокатаные;

- горячекатаные;

- сверленые (изготовляются из заготовки по техническим условиям).

Сварные трубы разделяют на следующие виды:

- водо-газопроводные;

- электросварные с продольным швом;

- электросварные со спиральным швом.

Трубы стандартизованы по наружному диаметру, толщине стенки и длине.

Для соединения между собой отдельных единиц оборудования АС требуется большое количество трубопроводов, протяженность которых на мощных атомных станциях достигает нескольких километров, а масса их составляет примерно 20% массы всего тепломеханического оборудования.

Трубопроводы на АС классифицируют по:

- назначению, например, трубопроводы главного циркуляционного контура, питательные и конденсатные, свежего и отборного пара, дренажные и другие;

- параметрам (давление, температура);

- среде (вода, пар, пароводяная смесь, воздух и др.) и степени ее радиоактивности;

- периодичности работы (непрерывная работа, периодическое включение).

Наиболее ответственные трубопроводы - главного циркуляционного контура и непосредственно связанные с технологическим процессом станции. По этим трубопроводам проходит радиоактивная среда с наибольшими параметрами и расходами.

Исходя из условий работы и агрессивности среды, трубопроводы АС изготавливаются из углеродистых и низколегированных или коррозионностойких сталей. Толстостенные трубопроводы больших диаметров изготавливают из двухслойных плакированных коррозионностойким слоем сталей.

Трубопроводы главного циркуляционного контура, а также специальной водоочистки, специальной канализации и ряд других изготавливают из коррозионностойких аустенитных сталей 08Х18Н10Т и 08Х18Н12Т.

Для трубопроводов из коррозионностойких сталей используются бесшовные или сварные трубы Æ12-1220 мм. Трубы диаметром свыше 325 мм изготавливаются сварными с одним или двумя продольными швами.

Применение на АС труб из коррозионностойких сталей существенно увеличивает стоимость трубопроводов. Поэтому для трубопроводов КМПЦ D_у800 применяются двухслойные плакированные стали, основной слой которых выполнен из углеродистой стали, а внутренний из коррозионностойкой стали.

Например, на Смоленской АС с реактором РБМК-1000 применены трубопроводы D_у800 (КМПЦ) из двухслойной стали – основной слой толщиной 33-38 мм из углеродистой стали крезелсо 330Е (22К), внутренний (плакирующий) слой толщиной 4-6 мм из коррозионностойкой стали ICL473Nb (08Х18Н10Т).

Для трубопроводов АС с реакторами РБМК-1000 применяются стали импортного производства: крезесло 330Е (Франция), 1.0460 (Германия) - углеродистая сталь; 17247.4 (Чехословакия), ICL473Nb (Франция) – коррозионностойкая сталь и другие.

Плакированные трубы изготавливаются из листа путем штамповки корыт, которые затем сваривают продольным и кольцевыми швами. Биметаллический лист получают совместной прокаткой или электродуговой наплавкой.

Импортные плакированные трубы изготавливаются длиной до 6-8 м методом центробежного литья с последующей пластической деформацией.

На АС трубопроводы из углеродистых сталей применяются из бесшовных или сварных труб.

Для питательных линий используется углеродистая сталь 20 или низколегированная перлитная сталь 15ГС. Для вспомогательных трубопроводов применяются трубы из сталей 10, 20, 15ГС и 16ГС.

На АС находят широкое применение трубопроводы больших диаметров (530 мм и выше), изготавливаемые из прямошовных и спиральношовных труб, а также применяются электросварные спирально-шовные трубы из стали 20 диаметром от 530 до 1620 мм при толщине стенки 8-14 мм.